NAT介绍及NAT设备类型
NAT与NAPT
区别在于，NAT只转换IP包中的IP地址，NAPT不仅转换IP包中的IP地址，还对IP包中TCP和UDP的Port进行转换。
NAT使用期间独占公网IP，利用率太低。NAPT可以使多台私有网主机利用1个NAT公共IP就可以同时和公共网进行通信。
所以现在说的NAT一般都是NAPT。
一、带防火墙的NAT
NAT一开始的功能只是一种映射，其功能是将内网IP、端口 映射到 公网 IP 端口；而防火墙的功能是过滤进出内网的数据，带防火墙功能的NAT，即带有过滤功能的NAT，即有限制数据功能的NAT。
（1）锥形NAT（cone NAT）
锥型的NAT，内网IP、端口{X：y} 唯一映射到公网IP、端口{A：b}，即 {X：y}——>{A：b}
与公网主机建立通信时，将每个公网主机看做一点，这所有的点就相当于一个面，而因为映射 {X：y}——>{A：b}是唯一的，由点{A：b}到面建立连线形成的就是一个锥形
（2）对称NAT（Symmetric NAT）
与不同的公网主机{IP：port}通信时，内网的IP、端口{X：y} 都会为这一次的通信建立一个唯一的映射：{X：y}——>{IP：port}，即每一次的通信映射和公网主机的数量是一一对应的，所以称为对称。
二、cone NAT（锥形NAT）
（1）Full cone NAT 完全圆锥型
如上图所示，内网IP、端口{X：y} 与公网IP、端口{A:b} 建立映射，并绑定 {X：y}——>{A：b}
绑定建立后，无论外部数据来自于哪个公网主机（M、P、S），都允许与内网主机建立通信
（2）Restricted cone NAT 受限圆锥型
在完全圆锥型建立了映射 {X：y}——>{A：b} 的基础上，此时，公网的主机想要访问内网主机增加了一条限制
即：内网主机（ {X：y}——>{A：b} ）访问过公网主机 P，则主机P可访问内网主机{X：y}，且端口不受限{P：q}、{P：r}；而非公网主机P的 M、S均无法访问内网主机
（3）Port Restricted cone NAT 端口受限圆锥型
在受限圆锥型对IP有限制的基础上，继续增加对端口的限制，不仅要是内网主机（ {X：y}——>{A：b} ）访问过公网主机 P，还要细化是哪一个端口
即： 映射{X：y}——>{A：b} 访问过公网主机{M：N}，则{M：N}可访问内网主机{X：y}，同为公网的主机S则不可访问内网 【受限圆锥型】
映射{X：y}——>{A：b} 访问过公网主机 {P：q}，则{P：q}可访问内网主机 {X：y}，同一个IP的{P：r}也不能访问内网主机【端口受限圆锥型】
三、Symmetric NAT（对称NAT）
与不同的公网主机{IP：port}通信时，内网的IP、端口{X：y} 都会为这一次的通信建立一个唯一映射，
即： 内网主机{X：y} 访问过 公网主机{M：n}，生成一个映射 {X：y}——>{C：d}，公网主机{M：n}就可以访问内网主机{X：y}同为公网的主机S不可访问内网
内网主机{X：y} 访问过 公网主机 {P：q}，生成一个映射 {X：y}——>{A：b}，公网主机{P：q}就可以访问内网主机{X：y}，同一个IP的{P：r}却不可访问内网
四、目前比较常用的NAT类型是完全锥型NAT：
1.首先目前绝大多数的路由器都是非对称型NAT(Cone NAT)，所以P2P技术才能正常使用。 对称/非对称的区别主要在于：网关设备在实现NAT时，对于内网某主机的若干个UDP连接请求，网关设备对应地在外网上所建立的UDP端口数量。对称NAT是一个请求对应一个端口，非对称NAT是多个请求对应一个端口(象锥形，所以叫Cone NAT)
2.对称型NAT(Symmetric NAT)是无法实现P2P技术
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NAT的四种类型
(转自：https://blog.csdn.net/mycloudpeak/article/details/53550405)
简述
基于UDP的P2P应用需要考虑NAT的类型，因为不同的NAT组合的穿透的方式并不一致，有的能通， 有的不能通。
一般来讲， NAT可以分为四种类型，分别是:
1, 全锥型(Full Cone)
2, 受限锥型(Restricted Cone)， 或者说是IP受限锥型
3, 端口受限锥型(Port Restricted Cone), 或者说是IP + PORT受限锥型
4, 对称型(Symmetric)
其中1,2,3属于同一种类型，都是锥型，区别只是路由器的不同的安全策略。
还有些NAT不属于这四种中的任何一种，就不在本文的讨论范围了。
为什么有四种类型的NAT
NAT缓解了IPV4地址不够用的问题，同时也也带了限制，那就是NAT外部的主机无法主动跟位于NAT内部的主机通信，NAT内部主机想要通信，必须主动和公网的一个IP通信，路由器负责建立一个映射关系，从而实现数据的转发， 这就是NAT的工作原理。
假定
公网server1 ip是1.1.1.1， 监听端口是1111
公网server2 ip是2.2.2.2， 监听端口是2222
NAT router ip是8.8.8.8
NAT内部client是192.168.0.3
client发送数据的时候，不管是tcp还是udp必须本地绑定一个端口，一般来讲，这个过程都是自动的。
假定client(192.168.0.3, 100)给 server(1.1.1.1, 1111)发送报文，报文到达路由器，路由器在自己的公网ip上开辟一个端口800，从而建立了一个隐射关系(8.8.8.8, 800)<--->(192.168.0.3, 100), 建立映射关系后，所以(192.168.0.3, 100)和(1.1.1.1, 1111)之间的报文都通过这个映射关系进行转发。
NAT之间主要的区别分两种情况讨论
1:
client(192.168.0.3, 100)和server(1.1.1.1, 1111)在路由器上建立好映射关系后，如果client(192.168.0.3, 100)又给(2.2.2.2, 2222)发送数据，路由器该怎么处理呢?
1, 复用旧的映射关系(8.8.8.8, 800)<--->(192.168.0.3, 100)和(2.2.2.2, 2222)通信, 这就是锥型(Cone) NAT
2, 创建新的映射关系(8.8.8.8, 801)<--->(192.168.0.3, 100)和(2.2.2.2, 2222)通信, 这就是对称型NAT
注: (8.8.8.8, 801)只是举例，到底用什么端口取决于路由器的端口管理策略，总之是另外的一个端口，有的路由器有多个公网IP，不同的IP也会参与到这个映射关系中。
2:
client(192.168.0.3, 100)和server(1.1.1.1, 1111)在路由器上建立好映射关系后，如果这个时候路由器(8.8.8.8)在800端口上收到从另外一台server(2.2.2.2, 2222)发来的数据，是不是应该转发给(192.168.0.3, 100)呢？
有四种情况:
1, 无条件转发给(192.168.0.3, 100)， 这就是全锥型(Full Cone)NAT。
2, 如果(192.168.0.3, 100)之前给(2.2.2.2)发送过数据，则转发， 这就是受限锥型(Restricted Cone)。
3, 如果(192.168.0.3, 100)之前给(2.2.2.2, 2222)发送过数据，则转发， 这就是端口受限锥型(Port Restricted Cone)。
4, 丢弃报文，拒绝转发, 这就是对称型NAT。
从上面也描述也可以看出，安全性系数, 对称型 > 端口受限锥型 > 受限锥型 > 全锥型
不同NAT的穿透性
NAT有10种组合
全锥型 全锥型 ✓
全锥型 受限锥型 ✓
全锥型 端口受限锥型 ✓
全锥型 对称型 ✓
受限锥型 受限锥型 ✓
受限锥型 端口受限锥型 ✓
受限锥型 对称型 ✓
端口受限锥型 端口受限锥型 ✓
端口受限锥型 对称型 ✘, 无法打通
对称型 对称型 ✘, 无法打通
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NAT类型科普及一些简单提升NAT类型的方法
（转自：https://www.right.com.cn/forum/thread-199299-1-1.html）
首先可以在百度百科了解到什么是“NAT”，传送门→“NAT科普”
然后呢，看了那么多我们大概就知道了一些关于NAT的基本知识，比如说“定义”、“功能”、“实现方式”及“类型”
提升NAT类型的好处：
浏览网页、观看视频、游戏等更顺畅，下载速度更稳定快速，
特别是对那些玩ED2K/PT下载、PS4/XBox主机游戏的，
提升NAT类型后更有可能获取到HigtID、更容易进入游戏房间连线等。
好了，废话有点多了。
要提升NAT类型，我们必须知道NAT的4个类型：NAT1、NAT2、NAT3、NAT4。
它们分别对应（详情见百度百科）：
NAT1 → Full Cone NAT
NAT2 → Address-Restricted Cone NAT
NAT3 → Port-Restricted Cone NAT
NAT4 → Symmetric NAT
说些比较重要的前话：路由器少一层是一层，这样越有可能得到NAT1和NAT2这两类NAT类型。
一般建议家里的网路是以下两种拓扑类型：
1、光猫桥接→主路由（拨号连接外网用）→副路由（纯AP模式，扩展信号）
2、光猫拨号（直接充当主路由）→副路由（纯AP模式，扩展信号）
这样的好处是桥接和纯AP是不进行NAT的，而是SWitch，所以不会导致多一层NAT。
如果你的网络是NAT1，那这是最宽松的网络环境，你想做什么，基本没啥限制；
如果是NAT4的话，这是最严格的网络环境，可能会玩不了游戏、下载都没速度；
一般，我们家里的设备都是通过光猫桥接+无线路由器拨号的形式连接到外网的，
此时，基本是NAT2和NAT3，正常情况对看网页、游戏及下载都没有过多的限制。
但是，现在个别网络游戏严格要求你的网络环境必须是“NAT2”以上（NAT2和NAT1），才能进行游戏。
而你的网络环境又是"NAT3”及“NAT4",那到底该怎么办呢？
下面我们介绍一些简单提升NAT类型的方法，其实就是进行NAT穿透（NAT Traversal）：
1、如果你的路由器有启用“Full Cone”、“STUN”、“TURN”、“ICE”、“uPnP”等功能，果断都启用了。
如果没有的话，你的路由器差不多可以扔了，因为现在的路由器“uPnP”基本是标配，连这都没有，那你的路由器是有多古董。
2、如果你的路由器没有以上功能，那可以找下有没有“DMZ”功能（什么是“DMZ”，请问度娘 → DMZ ）,
有的话，可以启用它，并把你要提升NAT类型的主机IP地址设置好。
（一般建议有“Full Cone”、“uPnP”等，就不要开"DMZ”了，除非你是PS4/XBox这类游戏主机要提升NAT类型）
3、在Windows上把以下三个服务设置为自动启动，并启动该服务：
一般这三个服务都会被奇虎360等带启动项优化的软件当做无用启动项被“优化”成禁止启动。
怎么手动设置为自动启动，并启动，详情问 → 度娘
Function Discovery Provider Host
Function Discovery Resource Publication
SSDP Discovery
4、在 Windows 防火墙，放行你需要提升NAT类型的软件或者游戏程序（EXE程序或者UWP程序），
如果你不会放行，也可以直接关闭 Windows 防火墙。（一般不推荐这样做，还是老话，不懂问“度娘”）
第4步很重要，这步没做，等于其它的全是在做无用功。
5、如果你的设备是通过电脑共享网络的形式上网的，建议把这个服务也打开：UPnP Device Host
以上，能弄的都弄了，这样你的网络环境就会越好，甚至NAT1都没有问题。
这是我通过以上设置，进行NAT穿透+公网IP一枚，测得的结果：
妥妥的NAT1
最后附上NAT类型测试工具：
NAT类型测试.zip (490.51 KB, 下载次数: 6388)
P.S.:
1、如果能找运营商要到外网IP，这是最好的，没有公网IP的话可以打电话给客服，
说“我家的宽带怎么没有公网IP啊，我需要在家里安装远程监控，没有公网IP的话不行，如果不给我公网IP，我只好退宽带换别家的了。”
态度强硬点，最好一开始就把客服的工号也要了，说完上面的，再补上“不给就投诉你。”；
2、还有一种最笨的就是直接电脑拨号上网，Windows 直接把防火墙关了，只要你的是公网IP，妥妥的基本都是NAT1；
3、如果要不到公网IP，能提升到NAT2，这样也很不错了；
4、如果你是要提升PS4/XBox这类游戏主机的NAT类型，建议以上能做的都做了。
