NAT
NAT
NAT（Network Address Translations）：网络地址转换
公网IP与私网IP
- 公网IP只能在公网上使用
- 私网IP只能在内网上使用
- 公网路由器不会给私网IP路由（会被丢弃）
- 私网IP可以在不同内网重复使用
私有IP地址范围：
1）10.0.0.0/8 (10开头的)
10.0.0.0 ——— 10.255.255.255
2）172.16.0.0/16 - 172.31.0.0/16 （172.16开头的一直到172.31开头的）
172.16.0.0——— 172.31.255.255
3）192.168.0.0/16 (192.168开头的)
192.168.0.0———192.168.255.255
使用NAT原因：ipv4地址严重不够用了-->内网使用私网IP-->NAT进行公私网IP地址转换，然后完成整个通信
NAT主要实现公私有IP地址的转换，一般是在路由器或者防火墙上来完成，不建议在三层交换机上配置
tips：NAT路由器上先定义内外网端口，包从内到外时修改源IP地址，从外到内时修改目标IP地址
NAT地址转换表
路由器会先通过NAT地址转换表进行地址转换，后匹配路由表
转换表内容不固定，不同类型内容应该不一样
NAT类型
静态NAT、动态NAT、NAPT（PAT）
静态NAT
原理：手动在NAT路由器上配置内网IP与公网IP对应关系：192.1--100.1（这里是简写），当数据包到达路由器时，进行地址转换，将包头里的源IP修改为公网IP100.1，再路由出去。
特点：
- 一对一映射
- 支持双向通信（在静态NAT表上配置了映射就可以通过外网一对一访问内网）
缺点：只能一人上网，当内网其他的人想要上网时，需要购买其他的公网IP（穷，买不起）进行映射。
注：当有多个公网IP时，不需要配公网IP于接口上（除去子接口的话，接口本身就只能有一个IP），只需将该公网IP体现在地址转换表上即可
地址池：在本文中指存放公/私网IP的池子，又称内部池和外部池
动态NAT
内网的某人上网时，从外部池中拿一个公网IP来映射，之后的过程和静态NAT一样，只不过转换表条目不用自己配（动态映射），当该人不使用一段时间后（默认10分钟），就会把该映射关系清除，公网IP又返回外部池。
特点：
- 一对一映射
- 只能内网访问外网（因为是动态生成，当外网访问内网时，由于没有条目进行匹配，就被丢弃了）
缺点一样，不能给内网的人同时上网。除非购买大量公网IP在地址池里。
NAPT（PAT）
NAPT （Network Address Port Translation）：网络地址端口转换（端口复用技术）（现在叫的NAT，一般是NAPT）
原理：假设192.1的数据包源IP192.1，源端口号5000（发送信息时会随机使用一个未使用的端口号发送数据），到达NAT路由器内部时，将192.1修改成100.1，源端口号5000修改成1（会使用路由器的端口），如图中红框框（这就是建立的映射关系），目标IP，目标端口号不变，将数据包路由出去。
192.2的包通过overload复用公网IP，然后使用路由器不同的端口号进行TCP/UDP头的封装（设备端口号的范围一般为0-65535），然后再路由。
注：路由器端口号不重复，除非上一个映射条目通信结束后消失才能继续使用。
特点：
- 多对多映射
NAPT可分成两类：锥型和对称型，如图。
完全锥型NAT
假设内网成员pc（192.168.1.1）想和服务器（30.1.1.1）通信，在pc上启动一个临时端口号50000，到达报文段到达网关时，网关将pc的源目标IP和端口号修改，在NAT表上维持【192.168.1.1：50000 -- 20.1.1.1：60000】这样的临时映射条目，数据然后从网关路由到服务器。在这条映射条目不消失时，任何的外网主机与网关的60000端口通信的数据都会被转发给pc
注：上面的通信可能不用进行，即只要NAT映射表上设置了pc的IP和端口与网关的端口映射关系，外网主机就可进行上面行为
IP限制型锥型NAT
这个就是在完全锥型的基础下加了限制，pc主动向服务器发送了数据报，pc才能收到服务器（不限制服务器端口）发送到网关60000端口的数据，其他外网主机的数据发送到网关60000端口时不会被pc接收到
端口限制型锥型NAT
对端口限制，pc的50000端口向服务器的55000端口发送过数据，服务器通过55000端口发送的数据到达网关60000端口才会被pc所获取，而服务器其他端口的数据不会被pc接收到
对称型NAT
比锥型NAT限制更严格
pc的50000端口发送数据给30.1.1.1的55000端口，在网关上维持【192.168.1.1：50000 -- 20.1.1.1：60000】映射条目，与30.1.1.1的55005端口通信时又维持【192.168.1.1：50000 -- 20.1.1.1：60005】这样不同端口的映射条目，同理，与40.1.1.1的40000端口通信时又维持【192.168.1.1：50000 -- 20.1.1.1：60010】映射条目，上面的端口信息限制，对称型NAT也有，不过多解释。
补充（个人理解，可能错误）：
打洞 就是内网用户向外访问了，在映射表留下条目，外网主机可通过该条目访问到pc，不同的限制，限制了外网主机访问内网用户的条件
内网穿透 是使两个处于不同NAT中的网络进行连接
NAT穿透搭配如图
如图，以完全锥型搭配完全锥型为例，主机A经过网关A与server1建立NAT映射，主机B就可通过刚刚建立的NAT映射，向指定端口发送数据，然后B的数据就成功被A接收到了
其他的搭配请自行实现。
