NAPT（Network Address Port Translation）

NAPT（Network Address Port Translation）

时间:  2015-02-28 21:37

作者:  lsgxeva

分类:  我的笔记>>工作学习>>ADC

摘要:  NAT NAPT

标签:   NAT NAPT

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NAPT和NAT的工作原理及其区别

NAPT

网络地址端口转换NAPT

    网络地址端口转换NAPT（Network Address Port Translation）是人们比较熟悉的一种转换方式。NAPT普遍应用于接入设备中，它可以将中小型的网络隐藏在一个合法的IP地址后面。NAPT与动态地址NAT不同，它将内部连接映射到外部网络中的一个单独的IP地址上，同时在该地址上加上一个由NAT设备选定的TCP端口号。

    NAPT是一种较流行的NAT的变体通过转换TCP或UDP协议端口号以及地址来提供并发性。除了一对源和目的IP地址以外，这个表还包括一对源和目的协议端口号，以及NAT盒使用的一个协议端口号。

    NAPT的主要优势在于，能够使用一个全球有效IP地址获得通用性。主要缺点在于其通信仅限于TCP或UDP。只要所有通信都采用TCP或UDP，NAPT就允许一台内部计算机访问多台外部计算机，并允许多台内部主机访问同一台外部计算机，相互之间不会发生冲突。

 

NAT

    网络地址转换(NAT,Network Address Translation)属接入广域网(WAN)技术，是一种将私有（保留）地址转化为合法IP地址的转换技术，它被广泛应用于各种类型Internet接入方式和各种类型的网络中。原因很简单，NAT不仅完美地解决了lP地址不足的问题，而且还能够有效地避免来自网络外部的攻击，隐藏并保护网络内部的计算机。

    NAT（Network Address Translation，网络地址转换）是将IP 数据包头中的IP 地址转换为另一个IP 地址的过程。在实际应用中，NAT 主要用于实现私有网络访问公共网络的功能。这种通过使用少量的公有IP 地址代表较多的私有IP 地址的方式，将有助于减缓可用IP 地址空间的枯竭。

 

1.1 NAT工作原理

    NAT的基本工作原理是，当私有网主机和公共网主机通信的IP包经过NAT网关时，将IP包中的源IP或目的IP在私有IP和NAT的公共IP之间进行转换。NAT网关有2个网络端口，其中公共网络端口的IP地址是统一分配的公共IP，为202.204.65.2；私有网络端口的IP地址是保留地址，为192.168.1.1。私有网中的主机 192.168.1.2向公共网中的主机166.111.80.200发送了1个IP包（Des=166.111.80.200,Src=192.168.1.2）。当IP包经过NAT网关时，NAT会将IP包的源IP转换为NAT的公共 IP并转发到公共网，此时IP包（Des=166.111.80.200，Src=202.204.65.2）中已经不含任何私有网IP的信息。由于IP 包的源IP已经被转换成NAT的公共IP，响应的IP包（Des=202.204.65.2,Src=166.111.80.200）将被发送到NAT。 这时，NAT会将IP包的目的IP转换成私有网中主机的IP，然后将IP包（Des=192.168.1.2，Src=166.111.80.200）转 发到私有网。对于通信双方而言，这种地址的转换过程是完全透明的。

1.2 NAPT技术

    由于NAT实现是私有IP和NAT的公共IP之间的转换，那么，私有网中同时与公共网进行通信的主机数量就受到NAT的公共IP地址数量的限制。为了克服 这种限制，NAT被进一步扩展到在进行IP地址转换的同时进行Port的转换，这就是网络地址端口转换NAPT（Network Address Port Translation）技术。

     NAPT与动态地址NAT不同，它将内部连接映射到外部网络中的一个单独的IP地址上，同时在该地址上加上一个由NAT设备选定的TCP端口号。

NAPT算得上是一种较流行的NAT变体，通过转换TCP或UDP协议端口号以及地址来提供并发性。除了一对源和目的IP地址以外，这个表还包括一对源和目的协议端口号，以及NAT盒使用的一个协议端口号。

        说简单点就是在NAT的基础上增加了一个端口号，使原来单纯的IP地址之间的映射转变为端口的映射，可以使一个公网IP对应多个内网IP，这样内网IP的数量就可以不受限制了。

    NAPT与NAT的区别在于，NAPT不仅转换IP包中的IP地址，还对IP包中TCP和UDP的Port进行转换。这使得多台私有网主机利用1个NAT公共IP就可以同时和公共网进行通信。（NAPT多了对TCP和UDP的端口号的转换）

    私有网主机192.168.1.2要访问公共网中的 Http服务器166.111.80.200。首先，要建立TCP连接，假设分配的TCP Port是1010，发送了1个IP包（Des=166.111.80.200:80,Src=192.168.1.2:1010）,当IP包经过NAT 网关时，NAT会将 IP包的 源IP转换为 NAT的公共IP，同时将 IP包的 源Port转换为 NAT动态分配的1个Port。然后，转发到 公共网，此时IP包 （Des=166.111.80.200：80，Src=202.204.65.2:2010）已经不含任何私有网IP和Port的信息。由于IP包的源 IP和Port已经被转换成NAT的公共IP和Port，响应的IP包 （Des=202.204.65.2:,Src=2010166.111.80.200:80）将被发送到NAT。这时NAT会将 IP包的 目的IP转换成 私有网主机的IP，同时将 IP包的 目的Port 转换为 私有网主机的Port ，然后将IP包 （Des=192.168.1.2:1010，Src=166.111.80.200:80）转发到 私网 。对于通信双方而言，这种IP地址和Port的转换是完全透明的。

过程：

客户机将数据包发给运行NAT的计算机。

NAT主机将数据包中的源端口号和源私有IP地址转换成自己的端口号和公网的IP地址，然后将数据包发给外部网络的目的主机。

NAT主机记录一条跟踪信息在地址转换映像表中，以便向客户机发送响应信息。

外部网络发送回送信息给NAT主机。

NAT主机根据映像表中的记录，将所收到数据包的端口号和公用IP地址转换成目标主机的端口号和内部网络中目标主机的专用IP地址，并转发给目标主机。

举例：

内网机器（192.168.0.5） 访问目标主机（220.181.28.42）

1、客户机发送数据包

目的主机 220.181.28.42

目的端口 80

源主机 192.168.0.5         (内网的私有IP）

源端口 1025                  （随机打开）

　　

2、进行地址转换

目的主机 220.181.28.42

目的端口 80

源主机 218.22.192.21  （NAT服务器的公网IP）

源端口 5000                （随机打开）

　　

3、记录映像

192.168.0.5 tcp 1025 ----- 218.22.192.21 tcp 5000

　　

4、外部网络主机向NAT主机发送响应信息

目的主机 218.22.192.21

目的端口 5000

源主机 220.181.28.42

源端口 80

　　

5、查找映像关系将数据包发给客户机

目的主机 192.168.0.5

目的端口 1025

源主机 220.181.28.42

源端口 80

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