网络技术培训PPTDA000021 NAT技术原理

NAT基本技术一、什么是NAT二、NAT的原理2.1 内网地址和外网地址2.2 NAT的转换过程2.3 NAT的分类三、NAT的应用场景3.1 网络地址转换3.2 网络访问控制3.3 负载均衡3.4 隐藏内部网络拓扑结构四、NAT的优点和缺点4.1 优点4.2 缺点五、NAT的实现方式5.1 静态NAT5.2 动态NAT5.3 PAT六、NAT的配置与管理6.1 NAT的配置步骤6.2 NAT的管理与监控七、NAT与IPv6的关系7.1 NAT与IPv6的冲突7.2 NAT64和DNS64八、NAT的安全性8.1 NAT的安全性问题8.2 NAT的安全加固九、未来发展趋势9.1 IPv6的推广9.2 SDN与NAT的结合十、结论NAT（Network Address Translation）是一种网络技术，用于解决IP地址不足的问题。

本文将全面、详细、完整地探讨NAT基本技术，包括其原理、应用场景、优缺点、实现方式、配置与管理、与IPv6的关系、安全性以及未来发展趋势。

一、什么是NATNAT是一种将内部网络地址转换为外部网络地址的技术，主要用于解决IPv4地址不足的问题。

通过NAT，多个内部设备可以共享一个公网IP地址，从而节省了IP 地址资源。

二、NAT的原理2.1 内网地址和外网地址在NAT中，内网地址指的是在内部网络中使用的私有IP地址，而外网地址则是公网IP地址。

内网地址通常是由私有IP地址段分配，而外网地址则是由ISP （Internet Service Provider）提供。

2.2 NAT的转换过程NAT的转换过程分为两个阶段：出站转换和入站转换。

在出站转换中，内网地址被转换为外网地址，以便与外部网络进行通信。

而在入站转换中，外网地址被转换为内网地址，以便将外部网络的数据传递到正确的内部设备。

2.3 NAT的分类NAT可以分为静态NAT、动态NAT和PAT（Port Address Translation）。

NAT技术的原理与实现NAT（Network Address Translation，网络地址转换）是一种广泛应用于网络中的技术，它的作用是将内部网络的私有IP地址转换为公有IP地址，从而实现内部网络与公网的通信。

NAT技术的原理和实现主要涉及到以下几个方面：一、原理：1.私有地址空间：私有地址是指在互联网上不能直接路由的IP地址。

IPv4私有地址空间包括10.0.0.0/8、172.16.0.0/12和192.168.0.0/16三个范围。

NAT的用途就是将这些私有地址转换为可路由的公有地址。

2.IP地址转换：NAT技术通过在私有网络与公网之间建立网络地址转换设备，实现内网地址到公网地址的映射。

NAT设备通常具有两个网口，一个连接内部网络，一个连接外部网络。

3. 端口映射：除了实现地址转换外，NAT技术还可以实现端口映射（Port Mapping），这样可以将多个内部IP地址共享一个公网IP地址。

通过修改源IP和目的IP的组合，将来自不同内部IP地址和端口的数据包映射到公网上。

二、实现：2.动态NAT：动态NAT是指为内部网络中的主机动态分配公网IP地址。

当内部网络中的主机需要与外部网络通信时，NAT设备会从一个预定义的IP地址池中选择一个公网IP地址进行转换。

动态NAT可用于大规模内部网络中，更灵活地利用公网IP地址资源。

3.端口地址转换（PAT）：端口地址转换是动态NAT的扩展，其基本原理是将内部网络主机的源端口号进行转换，实现多个内部主机共享一个公网IP地址。

当内部网络中的主机与外部网络通信时，NAT设备会为每个会话分配一个唯一的端口号，并将其与内部IP地址进行映射。

这样在公网上就可以同时存在多个会话并正常通信。

4.NAT穿透：在一些情况下，由于NAT设备的存在，会导致一些应用无法正常工作，这就需要通过NAT穿透技术来解决。

NAT穿透技术通过特殊的协议或中间设备来绕过NAT设备，实现内部主机与外部网络的直接通信，从而保证应用的正常运行。

nat技术的工作原理网络地址转换（Network Address Translation，简称NAT）是一种在计算机网络中常用的技术，它允许将一组IP地址映射到另一组IP地址，从而实现网络中IP地址的重用。

NAT技术的工作原理涉及到网络层和传输层两个不同的层次，下面将逐步详细介绍NAT技术的工作原理。

NAT技术的工作原理可以分为两个阶段：地址转换和端口转换。

第一阶段是地址转换。

当一台位于内部网络的计算机要访问外部网络时，它首先向接入网络的NAT设备发送请求。

在发送请求前，NAT设备会为内部计算机分配一个临时的IP地址（通常为私有IP地址）。

这个临时IP地址可以是在本地内部网络中的唯一一个地址，可以避免与外部网络中的其他计算机的IP地址冲突。

NAT设备对于发送请求的数据报进行修改，将内部计算机的源IP地址更改为分配的临时IP地址，然后将修改后的数据报发送到外部网络。

第二阶段是端口转换。

当外部网络返回响应数据时，NAT设备将响应数据中的目标IP地址更改为内部计算机的IP地址，并将响应数据发送到该内部计算机。

在此之前，NAT设备会在临时IP地址和内部计算机之间建立一个映射关系。

该映射关系通常会使用一种叫做网络地址端口转换（Network Address and Port Translation，简称NAPT）的技术。

NAPT技术使用了端口号的概念，除了将IP地址映射到已分配的临时IP地址外，还将端口号映射到正在使用内部计算机的应用程序上。

这样在响应数据被发送回内部计算机时，NAT设备可以根据端口号将数据正确地路由到相应的应用程序中。

NAT技术的工作原理中还涉及到一些其他的重要概念：1.NAT表：NAT设备通过维护一个NAT表来记录内部计算机和临时IP 地址之间的映射关系。

NAT表一般会包含内部计算机的IP地址，临时IP 地址，端口号和其他相关信息等。

2.网络地址转换规则：NAT设备根据一组预定义的转换规则来工作。

NAT技术的原理与实现网络地址转换（Network Address Translation，NAT）是一种常用的网络协议和技术，它允许多个设备共享一个公共IP地址。

NAT技术的原理和实现如下：一、NAT技术的原理：1.IP地址空间不足：IPv4协议中，IP地址空间有限而且几乎耗尽。

因此，为了解决IP地址短缺的问题，使用NAT技术将私有IP地址转换为公共IP地址，以便在有限的IPv4地址空间内提供互联网接入和通信。

2.私有IP地址范围：NAT技术使用了私有IP地址范围，其中包括10.0.0.0/8、172.16.0.0/12和192.168.0.0/16、这些私有IP地址可以被组织内部使用，但不能被直接路由到互联网上。

3.NAT表：NAT设备维护了一个NAT表，其中记录了私有IP地址和相应的公共IP地址的映射。

当内部设备向外部发送数据包时，NAT设备会将私有IP地址替换为公共IP地址，并在NAT表中记录该映射。

当外部数据包返回时，NAT设备会根据NAT表将数据包转发给相应的内部设备。

4.网络地址转换：NAT技术通过修改数据包的源IP地址和目的IP地址实现网络地址转换。

当内部设备发送数据包时，NAT设备会将源IP地址更改为公共IP地址，并将源端口号改为一个未使用的端口号。

当外部设备返回响应时，NAT设备根据端口号将数据包转发给相应的内部设备。

5.网络端口转换：NAT技术还可以实现网络端口转换，以支持多个设备同时使用相同的公共IP地址。

NAT设备将网络端口号从一个端口号映射到另一个端口号，以便多个设备可以与互联网进行通信。

二、NAT技术的实现：1.NAT设备：NAT功能通常由网络设备（如路由器、防火墙、交换机等）提供。

这些设备具有NAT功能，可以在私有网络和公共网络之间进行数据包转发和地址转换。

2.NAT配置：为了使用NAT技术，需要在NAT设备上进行相应的配置。

配置包括指定私有IP地址范围、定义NAT策略、配置NAT绑定、设置NAT表等。

nat基本工作原理NAT（网络地址转换）是一种将私有IP地址转换为公有IP地址的技术，使得私有网络中的主机可以在互联网上进行通信。

NAT基本工作原理如下：当私有网络中的主机想要与互联网上的其他主机进行通信时，NAT设备（通常是路由器或防火墙）将作为中介，对数据包进行地址转换。

具体过程如下：1.私有网络中的主机向NAT设备发送一个数据包，数据包中的源地址为目标主机的私有IP地址，目的地址为互联网上其他主机的公有IP地址。

2.NAT设备接收到数据包后，将其中的源地址（私有IP地址）替换为自己的公有IP地址，然后将修改后的数据包发送到互联网上。

3.目标主机接收到数据包后，会根据目的地址（NAT设备的公有IP地址）回复一个响应数据包。

4.NAT设备接收到响应数据包后，将其中的目的地址（公有IP地址）替换为原始主机的私有IP地址，然后将修改后的数据包发送给私有网络中的原始主机。

通过这种方式，私有网络中的主机可以使用NAT设备提供的公有IP地址与互联网上的其他主机进行通信，同时保证了私有网络的安全和隐私。

此外，NAT还具有一些其他功能和特点：1.端口映射：NAT设备可以将私有网络中的主机的端口号映射到公有IP地址上的不同端口号，使得多个私有主机可以使用同一个公有IP地址进行通信。

2.动态地址转换：NAT设备可以将动态分配的IP地址（例如DHCP协议分配的地址）转换为静态的公有IP地址，使得用户可以保持在线状态，并在不同的私有网络中都能够使用同一个公有IP地址进行通信。

3.多重映射：NAT设备可以将一个私有IP地址映射到多个公有IP地址上，使得私有网络中的主机可以同时与多个外部主机进行通信。

4.负载均衡：NAT设备可以将进入的数据包分发到多个服务器上，实现负载均衡和高可用性。

5.安全性：NAT设备可以对进入和发出的数据包进行过滤和安全检查，从而防止非法访问和攻击。

总之，NAT技术是一种广泛应用于私有网络和中小型企业的网络技术，它能够实现私有网络与互联网之间的通信，并提供了许多实用的功能和特点。

nat技术的基本原理NAT（Network Address Translation，网络地址转换）技术是一种网络协议，用于在不同网络之间进行IP地址转换。

本文将介绍NAT技术的基本原理，旨在帮助读者更好地理解和应用该技术。

我们需要了解NAT的背景和应用场景。

在IPv4协议中，IP地址资源有限，而且不同网络可能使用相同的IP地址，这导致了地址冲突和地址短缺问题。

为了解决这些问题，NAT技术应运而生。

NAT可以将一个IP地址转换为另一个IP地址，使得多个主机可以共享一个公网IP地址，从而有效地利用IPv4地址资源。

NAT的基本原理可以分为两个方面：地址转换和端口转换。

首先是地址转换。

当内部局域网中的主机需要访问外部互联网时，NAT设备会将内部主机的私有IP地址转换为公共IP地址。

这个过程中，NAT设备会维护一个地址转换表，记录内部主机的私有IP 地址和对应的公共IP地址。

当内部主机发送数据包到外部网络时，NAT设备会根据地址转换表将数据包的源IP地址替换为公共IP地址。

当外部网络返回数据包给内部主机时，NAT设备会根据地址转换表将数据包的目的IP地址替换为内部主机的私有IP地址。

通过这种方式，NAT实现了内部主机与外部网络之间的无缝连接。

其次是端口转换。

由于内部局域网中的多个主机共享一个公共IP地址，所以NAT设备需要通过端口转换来区分不同的主机。

NAT设备会维护一个端口转换表，记录内部主机的私有IP地址、端口号和对应的公共IP地址、端口号。

当内部主机发送数据包到外部网络时，NAT设备会将数据包的源端口号替换为一个未被使用的公共端口号。

当外部网络返回数据包给内部主机时，NAT设备会根据端口转换表将数据包的目的端口号替换为内部主机的私有端口号。

通过这种方式，NAT实现了多个内部主机与外部网络之间的同时通信。

NAT技术的应用非常广泛。

首先，在家庭或办公室局域网中，通过一个公网IP地址可以连接多个内部主机，实现了网络资源的共享和互联互通。

nat基本原理NAT（网络地址转换）是一种在计算机网络中常用的技术，它起到了关键的作用。

本文将以NAT基本原理为标题，向读者介绍NAT 的相关概念、工作原理以及应用场景。

一、NAT的概念NAT，即网络地址转换，是一种将一个IP地址转换为另一个IP地址的网络协议。

它主要用于解决IPv4地址不足的问题。

在IPv4中，IP地址是有限的，而且随着互联网的快速发展，IPv4地址资源日益紧张。

为了解决这个问题，NAT应运而生。

二、NAT的工作原理NAT通过在网络边界设备上进行地址转换，将内部私有地址转换为外部公共地址，从而实现内部网络与外部网络之间的通信。

具体而言，NAT的工作原理如下：1. IP地址转换NAT会将内部网络中的私有IP地址转换成外部网络中的公共IP地址。

当内部网络中的主机发送数据包到外部网络时，NAT会将数据包的源IP地址改为NAT设备的公共IP地址，同时在转发回包时将目标IP地址改为内部主机的私有IP地址。

2. 端口转换除了IP地址转换外，NAT还会进行端口转换。

在一个内部网络中，多个主机可能同时请求访问外部网络的同一个服务。

为了区分这些请求，NAT会将源端口进行转换。

这样一来，即使多个主机使用相同的源IP地址，但由于端口不同，外部网络仍然可以正确识别并回复这些请求。

3. 网络地址转换表为了实现IP地址和端口的转换，NAT设备会维护一个网络地址转换表。

该表中记录了内部主机的私有IP地址、对应的公共IP地址以及端口号等信息。

当数据包经过NAT设备时，它会根据转换表对数据包进行转换，然后再将其发送到外部网络。

三、NAT的应用场景NAT广泛应用于现代计算机网络中，特别是在企业网络和家庭网络中。

以下是一些常见的NAT应用场景：1. IP共享通过NAT，多个内部主机可以共享一个公共IP地址。

这在企业网络和家庭网络中非常常见，可以有效节省IPv4地址资源。

2. 隐藏内部网络NAT可以隐藏内部网络的拓扑结构和IP地址分配情况，提高网络的安全性。

NAT技术基本原理与应用NAT（Network Address Translation）技术是一种在互联网通信中常用的网络技术，它的基本原理是将局域网内部使用的私有IP地址映射为公网可用的IP地址，实现内网与外网的通信。

NAT技术的基本原理是通过一个NAT设备，将内网的私有IP地址和端口转换成外网的公有IP地址和端口，以实现内网主机与外部网络之间的通信。

当内网主机要与外部主机通信时，NAT设备根据一定的映射规则将内网主机的IP地址和端口转换为公网主机可以识别的IP地址和端口，同时将映射表中的信息保存以便后续回复数据包的正确路由。

这样，外部主机发送的数据包就可以正确地传递给内网主机，实现了内网主机与外部网络之间的通信。

NAT技术的应用非常广泛。

在家庭网络中，NAT技术被广泛应用于路由器上，通过NAT将家庭内部网络使用的私有IP地址映射为公网可用的IP地址，以实现多个内部主机与外部网络的通信。

在企业网络中，由于IP地址资源有限，NAT技术可以将内网主机共享一组公网IP地址，节约了IP地址资源的使用。

同时，NAT技术还可以提高网络的安全性，通过隐藏内网主机的真实IP地址，减少了攻击者的攻击目标，保护了内网主机的安全。

此外，NAT技术还可以实现一对多的端口映射，即将外部网络中的一个公网IP地址映射为内网主机的多个不同的私有IP地址和端口。

这在多个内网主机需要提供同一种服务时非常有用，比如网页服务器、FTP服务器等。

这样，外部用户通过访问公网IP地址和端口，就可以访问到内网主机提供的各种服务。

NAT技术的实现有几种方式，最常见的是基于翻译表的静态NAT和动态NAT。

静态NAT是将内网主机的固定IP地址和端口映射为公网IP地址和端口的方式，适用于提供固定服务的内网主机。

而动态NAT是根据内网主机的需求动态地分配公网IP地址和端口，适用于临时需要与外部网络通信的内网主机。

总结起来，NAT技术是一种将内网主机的私有IP地址和端口映射为公网IP地址和端口的网络技术，通过NAT设备实现内网与外网之间的通信。

NAT根本原理课程目标：●掌握NAT的特点●掌握NAT的工作原理NAT原理知识点● NAT概念和特点。

● NAT工作原理。

●NAT的工作方式。

1.1 NAT概念和特点1.1.1 NAT简介NAT的全称是网络地址转换Networ Address Translation，它是在IP地址日益短缺的情况下提出的。

NAT可以有效的节约internet公网地址，使得所有的主机使用有限的合法地址都可以连接到Internet网络。

地址转换技术还可以有效的隐藏局域网中的主机，因此地址转换同时也是一种有效的网络平安保护技术。

地址转换还可以按照用户的需要，在局域网提供应外部FTP、WWW、Telnet效劳。

1.1.2 NAT的优缺点使用NAT有很多的优点：最大的优点是可以显著地节省公网IP地址，缓解IP地址资源匮乏的问题；减少和消除地址冲突发生的可能性；小型网络可以通过NAT的方式，使得私有网络灵活的接入Internet；对外界隐藏网络的结构，维持局域网的私密性。

NAT在带来优点的同时，也带来了不少缺点：使用NAT必然要引入额外的延迟；丧失端到端的IP跟踪能力；一些特定应用可能无法正常工作，如地址转换对于报文内容中含有有用的地址信息的情况很难处理。

地址转换由于隐藏了主机地址，有时候会使网络调试变得复杂。

1.1.3 私有地址和公有地址A、B、C三类地址中大局部为可以在Internet上分配给主机使用的合法IP地址其中以下这几局部为私有地址空间：；；。

私有地址可不经申请直接在网络中分配使用，不同的私有网络可以有相同的私有网段。

但私有地址不能直接出现在公网上，当私有网络内的主机要与位于公网上的主机进行通讯时必须经过地址转换，将其私有地址转换为合法公网地址才能对外访问。

1.2 NAT工作原理NAT工作原理如下：在连接网络与外部公网的路由器上，NAT将网络中主机的局部地址转换为合法的可以出现在外部公网上的全局地址来响应外部世界寻址。