网络地址转换协议NAT
NAT 是什么？
NAT (Network Address Translation, 网络地址转换) 是1994年提出的。
当在专用网内部的一些主机本来已经分配了本地的IP地址 （即仅在本专用网内使用的专用地址），但现在又想和因特网上的主机通讯时，则可以使用NAT方法。
该方法需要专用网连接到因特网的路由器上安装NAT软件。装有NAT软件的路由器叫做NAT路由器，它至少有一个有效的外部全球IP地址。
所有使用本地地址的主机在和外界通讯时，都要在NAT路由器上将本地地址转换成全球IP地址，才能和因特网连接。
NAT 的功能
NAT不仅能解决IP地址不足的问题，还能有效避免来自网络外部的攻击，隐藏并保护网络内部的计算机。把内网的私有地址，转换成外网的共有地址。
使得内部网络上的主机可以访问因特网。
- 宽带分享： 这是NAT主机的最大功能
- 安全防护： NAT 之内的PC联机到 Internet 上面时，它所显示的IP是 NAT主机的公共IP，所以Client 端的ＰＣ 当然就具有一定程度的安全性，
外界进行端口扫描侦测不到源客户端的 PC。
NAT 分类
| 名称 | 作用 | 场景 |
|---|---|---|
| Basic | 网络地址转换，只转化IP， 不映射端口 | |
| PAT | 端口地址转换，转化IP和映射端口，可用于多个内部地址映射到少量 （甚至一个）外部地址 | |
| 静态 | 将内部网络中的每个主机永久映射成外网中的 | 多用于服务端 |
| 动态 | 在外部网络中定义一个或多个合法地址，采用动态分配的方法映射到内部网络 |
NAT 弊端
在一个具有NAT功能的路由器下的主机并没有建立真正的端对端连接，并不能参与一些因特网协议。一些需要初始化从外部网络建立TCP连接，和使用无状态协议
（比如UDP）的服务将被中断。除非NAT路由器做一些具体的工作，否则送来的数据包不能到达正确的目的地址。（一些协议有时可以在应用层网关的辅助下，在
参与NAT主机之间容纳一个NAT的实例，比如FTP）NAT也会使安全协议变得复杂。
- NAT违反了IP地址结构模型的设计原则。IP地址结构模型的基础是每个IP地址均标识了一个网络的连接。Internet的软件设计就是建立在这个前提之上，而NAT
使得有很多主机可以使用相同的地址。 - NAT使得IP协议从面向无连接变成面向连接。NAT必须维护专用IP地址与公网IP地址以及端口号的映射关系。在TCP/IP协议体系中，如果一个路由器出现故障，
不会影响到TCP协议的执行，因为会触发超时重传机制。而当存在NAT时，最初设计的TCP/IP协议过程发生改变，Internet变得脆弱。 - NAT违反了基本的网络分层结构模型的设计原则。在传统的网络分层结构模型中，第N层是不能修改第N+1层的报头内容的。NAT破坏了这种各层独立的原则。
- 有些应用将IP地址插入到正文的内容中，例如标准的FTP协议IP Phone协议H.323。 如果NAT与这一类协议一起工作，那么NAT协议需要做一定的修正。
同时网络的传输层也可能使用TCP与UDP协议之外的其他协议，那么NAT协议必须知道并且做出相应的修改。由于NAT的存在，使得P2P应用实现出现困难，
因为P2P的文件共享与语音共享都是建立在IP协议的基础上的。 - NAT同时存在对高层协议和安全性的影响问题。RFC对NAT存在的问题进行了讨论。NAT的反对者认为这种临时性的缓解IP地址短缺的方案推迟了IPV6的迁移进程，
并没有解决深层次的问题，他们认为是不可取的。