私網NAT (Network Address Translation) 是一種網絡地址轉換技術,它允許私網IP地址在被傳輸至公網之前被轉換成公網IP地址。NAT為解決IPv4公共地址稀缺的問題提供了一種有效的方法,通過讓多個設備共享一個公網IP,它可以有效地在互聯網上隱藏私網的設備,提高了網絡安全性,同時方便了內部網絡的管理。下面我會詳細介紹私網NAT的實現流程:
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源地址和端口的替換:當一個私網內的設備(比如:計算機,手機等)試圖訪問公網時,NAT設備(通常是路由器或者防火墻)捕捉到這個數據包。這個設備會將源IP(私網設備的IP)和源端口替換為它自己的公網IP和一個特定的端口號。 
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地址映射表的建立:NAT設備在替換源地址和端口的同時,會在一個地址映射表中添加一條新的記錄,這個記錄包含了原來的源IP和源端口,以及被替換后的公網IP和端口。這樣,NAT設備就能夠在接收到來自互聯網的數據包時,根據這個映射表找到原來的設備。 
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數據包的轉發:源地址和端口被替換之后,這個數據包就會被發送至公網上的目的地址。 
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數據包的返回:當公網上的設備發送數據包回應時,返回的數據包會以公網IP和之前指定的端口作為目標到達NAT設備。 
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目標地址和端口的替換:NAT設備根據自己的地址映射表,將數據包的目標地址和端口替換回原來的私網IP和端口。 
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數據包的投遞:NAT設備將數據包送達給私網內的設備,完成數據交換。 
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會話結束和映射表記錄刪除:一旦會話結束,NAT設備會將映射表中的相關記錄刪除。 
私網(Private Network)的網絡地址轉換(Network Address Translation,NAT)涉及到以下技術:
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靜態網絡地址轉換(Static NAT):靜態NAT直接映射一個內部IP地址到一個外部IP地址。這個映射是一一對應的,因此外部網絡上的設備可以通過指定的外部IP地址訪問內部網絡上的設備。靜態NAT的配置比較簡單,但會占用大量的公網IP地址。 
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動態網絡地址轉換(Dynamic NAT):動態NAT將一個私有(內部)IP地址池映射到一個公有(外部)IP地址池。當內部設備需要訪問外部網絡時,路由器將從公有IP地址池中選擇一個IP地址并建立映射關系。模式釋放連接后,公有IP地址將返回到池中。這種方式更加靈活,但在配置和管理上稍微復雜一些。 
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端口地址轉換(PAT,又稱為NAPT或Overloading):PAT在內部IP地址和端口的基礎上,再添加外部端口的映射。這樣,多個內部設備就可以共享一個外部IP地址進行網絡訪問。這種方式在實際應用中最為常見,因為它大大減少了公網IP地址的使用。