【网络基础】NAT - 网络地址转换

作用

NAT（network address translation）网络地址转换。

这是一个在路由器中使用的服务，其目的是将一组ip地址转换为另一组ip地址。

使用NAT服务是为了节约数量有限的IPv4共有IP地址，IPv4公有IP地址是在全球范围内有效的。

在发明IPv4的时候，工程师并没有预想到互联网将变得超级大。因为IPv4的地址容量有超过40亿搁（2³²）。
为了防止公有IPv4地址的短缺，工程师们开发了私有IP地址和网络地址转换。

原理

IPv4地址有两种类型：公有地址和私有地址

• 公有IP在互联网上可以访问
• 私有IP属于非注册地址，不能使用私有IP地址直接访问互联网，私有IP地址只有在内部使用，例如在家庭或企业内部

路由器会给网络内部的设备分配一个私有IP地址

举个栗子

多个家庭网络设备想要访问互联网，就必须有一个公有IP地址。

你可以向互联网服务提供商要求为每台要上网的设备申请一个公有IP地址，但这很昂贵，也没有必要，更重要的是这会造成公有IP地址的浪费。
（早在2011年2月3日，IANA宣布IPv4地址已经耗尽）

所以，可以让路由器为家庭或企业内部的设备分配私有IP地址

当私有地址设备要访问互联网，在路由器内部会将他们的私有IP地址进行转换，将其转换为互联网提供商分配给我们的公有IP地址

这就是NAT服务，将一组IP地址转换为另一组IP地址。

当然，NAT服务不仅将私有IP地址转换为公有IP地址，也负责将公有IP地址转换为私有IP地址。

如果互联网上的某台计算机想要与私有网络里的某台计算机进行通信，公有IP地址需要通过NAT服务转换为该计算机的私有IP地址。

IPv6

在未来，我们就不需要NAT或者私有IP地址了。因为已经有了新一代的IP地址，IPv6地址。
使用IPv6，世界上每一台设备都可以拥有自己的公有IP地址，也就不需要IP地址转换了。