最近要恶补一下计算机网络的基础知识，今天先总结一下NAT。
NAT的背景
随着Internet的普及，网络中的ip资源是越来越紧张。而NAT就是为了解决这个问题的方案。
NAT是Network Address Translation,网络地址转换，会在网关中实现局域网内部ip和外网ip之间转换。
如上图，局域网内部网段是192.168.1.X，这些ip只在这个局域网内有意义，外网无法根据这些ip定位计算机。
而NAT就是做内网和外网这样两个网络间的ip转换。
NAT的类型
按照通信发起方的不同，NAT可以分为：
SNAT，即Source NAT
DNAT，即Destination NAT
1.SNAT
SNAT是对数据包源ip的转换，主要用于内网机子发起连接到外网的情况。
【考虑以下场景】：
内网ip为192.168.1.2的机子向外网的8.8.8.8发包。如果数据包的源ip直接就是192.168.1.2，数据包虽然可以成功到达8.8.8.8，但是它无法根据192.168.1.2的源ip回复数据包，因为在外网中没有192.168.1.2，则造成通信失败。
而SNAT就是当内网发起连接到外网时，具有NAT功能的机子，例如网关，在数据包要出外网之前，把包的源ip改为这个局域网的外网ip，如1.1.1.1，同时会有映射表记录转换。
由于1.1.1.1是外网中有意义的ip，1.1.1.1和8.8.8.8可以成功的完成数据包的发送和接受。这时8.8.8.8是把1.1.1.1作为目标ip回复数据包，网关收到数据包后，会查表把包的目标ip映射回内网机子ip 192.168.1.2。
可以看出来，整个过程对内网机子是透明的，即发送和接受数据包的ip都对应，仿佛没有做过转换。
2.DNAT
DNAT是对数据包目标ip的转换，主要用于外网向内网发起连接的情况。
【考虑一下场景】：
在内网中有很多机子，其中有一台ip为192.168.1.2的机子是对外网提供服务的web服务器，现在外网的8.8.8.8要访问它。但对于8.8.8.8来说，web服务器所在ip会是192.168.1.2所在内网的外网ip，如1.1.1.1。
可想而知，当8.8.8.8向1.1.1.1发送数据包，网关会做DNAT，把包的目标ip从1.1.1.1改为192.168.1.2，同时会把转换记录到一个表中。然后192.168.1.2回复数据包，包的源ip是192.168.1.2，目标ip会是8.8.8.8。网关接受到包后，则查表，把源ip修改回1.1.1.1。
NAT的转换方式
NAT有四种转换方式：
静态NAT (Static NAT)
动态NAT (Dynamic NAT)
过载 (Overload NAT)
重叠 (Overlap NAT)
1.Static NAT
局域网有多个外网ip，数量等于或多于内网ip数。
则做NAT转换时，每个内网ip对应一个外网ip。
网关的表中记录着这样一对一的关系。
2.Dynamic NAT
局域网有多个外网ip，但数量少于内网ip数。
则做转换时，每个内网ip从当前未被映射的外网ip选取一个来做转换。
网关的表也会记录这种转换，且会根据情况不断更新。
3.Overload NAT
如果局域网只有一个外网ip，每个内网ip都映射到这个外网ip，但端口口会不同。
网关的表中会记录这种端口的映射。
4.Overlap NAT
当内网的ip在外网中已经注册且已被其他机子使用时，网关要在选择一个外网中已注册但未被使用的ip做转换。
网关的表中记录这种转化。
小结
其实所谓的内网和外网都是相对而言，只要是两个网络间的通信，都可以或需要用网关或路由做NAT。
【参考资料】：