05 NAT技术描述

1. 为什么使用NAT？

公网ip地址的短缺。为了解决这一问题，启用私网ip地址，但是私网地址也想访问公网时就不行了，为此，启用NAT(Network Address Translation)。

私网地址访问公网包括两类问题：

①　私网用户访问公网服务器

问题：发送的数据包可以到达公网，但是无法收到公网的反馈

公网与私网的通信

解决方案：

NAT No-pat：将源ip地址和端口号通过NAT设备转换成公网ip和端口号，这样虽然可以收到公网服务器的数据包，但是还不知道收到的数据包是发给哪个私网用户。在建立NAT session（会话映射）时，NAT设备存储了转换前后的ip地址和端口号的对应关系。

缺点：由于不同私网用户要对应不同的公网地址，没有起到节约公网地址的作用

NAPT：NAT转换时，不仅转换ip地址，还转换端口号，对外只用一个公网ip，但是用不同的端口号来区分不同的私网用户。

②　公网用户想访问私网服务器
公网用户没法直接通过路由访问私网服务器。

公网访问私网

解决方案：

NAT server：手动配置私网服务器ip地址和端口号到公网ip和端口号的映射。

特殊服务，如FTP server和私网用户间通信时，除了在网络层设置源ip和目的ip，应用层也会设置源ip和目的ip，而NAT默认只对网络层的源ip进行转换，这样当服务器收到后，发现报文的网络层源ip是公网ip而应用层源ip依旧是私网ip，这是不匹配的，服务器认为是非法连接。

为了解决上述问题，NAT ALG应运而生。ALG是应用层网关，开启后，不仅转换网络层的源ip，应用层的源ip也一并转换成公网应用层ip。