网络系统集成-网络地址转换NAT

动机

1. 由于ipv4地址耗尽，只需/只能从ISP(互联网服务提供商)申请一个ip地址
2. 本地网络设备地址变更，无需通告外界网络
3. 变更isp时，无需修改内部网络设备ip地址
4. 内部网络设备对外界网络不可见，即不可直接寻址(安全)

实现过程

1. 替换： 利用nat将外出ip数据包的源ip地址、源端口号替换为nat ip地址、新端口号

2. 记录：将上述每对替换信息存储到nat转换表中。

3. 再替换：外部回包时，再利用内网出去时的源ip地址，源端口号，替换每个进入内网ip数据报中的目的地址、目的端口号
   
   16-bit端口号字段
   可以同时支持60000多并行连接

nat主要争议

• 路由器应该只处理三层功能
• 违背端到端通信原则
• 地址短缺问题应该由ipv6来解决

nat穿透问题的3种解决方案

用户希望连接内网10.0.0.1

解决方案

1. 静态配置nat，将特定端口的连接请求通过地址转换再转发给服务器

2. 通过UPnp(互联网网关设备协议)
   

3. 双方之间建立中继，双方都与该中继器建立连接