NAT ------ 内网的主机如何通过路由器与外网的主机通信

内网主机A，路由器B，外网主机C

 使用了两个协议：

路由：位于网络层，为数据包提供一个寻径的算法，不改变数据包的源IP和目的IP，但是会修改源MAC和目的MAC，只在同个网段的进行数据的转发

NAT：为私有地址能访问互联网提供的一种解决方案。一个私有地址的计算机想与外界进行通信，通过NAT的端口映射，随机分配一个未使用的端口号，在路由器的路由表中形成一一对应关系 ，即 内网IP＋端口号 转换为 公网IP＋端口号。路由器收到公网数据包后，根据端口号，进行比对路由表，看是哪个内网主机发送的数据包，将数据包回发给相应的内网IP。NAT规定：数据包从内网到外网，会自动建立端口映射；数据包从外网到内网，只会查询收到的数据包的端口有没有映射到内网，而不会自动建立端口映射。

 

过程

A发送数据给C：

　　A首先发送数据给路由器，数据包的源IP是A的，源端口号是A的，源MAC是A的，目的IP是C的，目的端口号是C的，目的MAC是B的LAN的；

　　B收到数据后生产一个唯一的端口号（如果A的端口号在路由表中是唯一的就用A的）与A的端口号一一对应，并把它和A的IP、端口号、MAC存入路由表中，B发送数据给C（假设B和C之前没有其他路由器），数据包的源IP是B的WAN的，源端口是B生成的和A的端口号一一对应的端口号，源MAC是B的WAN的，目的IP是C的，目的端口号是C的，目的MAC是C的。

说明：跨网段通信中，目的MAC始终是下一跳的MAC，源MAC始终是发送者的MAC（同样也是转发一次，改变一次）；目的IP和端口号时钟是终端的，不会改变

 

C发送数据给A反向同理。

 

 

二层交换机：交换机工作主要依靠MAC表（MAC和以太网端口映射表），交换机会记录每个端口连接的主机的MAC。当交换机收到主机的数据包，提取目的MAC地址，查看目的MAC地址的主机连接哪个端口，然后往那个端口发送数据。交换机不会改变数据包的任何信息，包括MAC。

 

无线路由器：目前的无线路由器同时扮演有线网络中交换机与路由器的角色。传统有线网络中的交换机与路由器一般是分离的，客户端要传输数据时，若在同一子网在交换机上传输无须经过路由器，若跨子网传输数据时就要通过交换机与路由器了。无线路由器能接收发送给子网的数据包，也能接收发往外网的数据包。当接收到子网的数据包，无线路由器只起到交换机的作用；当接收到发往外网的数据包，通过NAT协议发送出去。

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