计算机网络网络层之网络地址转换（NAT）
TIPS：大部分知识出自哈尔滨工业大学李全龙老师的课程讲解。
动机
- 只需/能从ISP申请一个IP地址
- IPv4地址耗尽
- 本地网络设备IP地址的变更，无需通告外界网络
- 变更ISP时，无需修改内部网络设备IP地址
- 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
- 替换
- 利用（NAT IP地址，新端口号）替换每个外出IP数据报的（源IP地址，源端口号）
- 记录
- 将每对（NAT IP地址，新端口号）与（源IP地址，源端口号）的替换信息存储到NAT转发表中
- 替换
- 根据NAT转发表，利用（源IP地址，源端口号）替换每个进入内网IP数据报的（目的IP地址，目的端口号），即（NAT IP地址，新端口号）
- 16-bit端口号字段
- 可以同时支持60.000多并行连接！
- NAT主要争议：
- 路由器应该只处理第三层功能
- 违背端到端通信原则
- 应用开发者必须考虑到NAT的存在，如P2P应用
- 地址短缺问题应该由IPv6来解决
NAT穿透问题
- 客户期望连接内网地址为10.0.0.1的服务器
- 客户不能直接利用地址10.0.0.1直接访问服务器
- 对外唯一可见的地址是NAT地址：138.76.29.7
- 解决方案1：静态配置NAT，将特定端口的连接请求转发给服务器
- 如：（138.76.29.7，2500）总是转发给（10.0.0.1，25000）
- 解决方案2：利用UPnP（universal plug and play）互联网网关设备协议（IGD-internet gateway device）自动配置：
- 学习到NAT公共IP地址（138.76.29.7）
- 在NAT转发表中，增删端口映射
- 解决方案3：中继（如Skype）
- NAT内部的客户端与中继服务器建立连接
- 外部客户也与中继服务器建立连接
- 中继服务器桥接两个连接的分组
计算机网络网络层之网络地址转换（NAT）_ufgnix0802的博客-CSDN博客
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