在之前介绍网络层时，我们有提到过对于IPv4协议来讲，IP地址不够的问题。NAT（网络地址转）技术则是当前解决IP地址不够用的重要手段，它是路由器的一个重要功能。
1.NAT技术的作用
（1）NAT可以将私有IP对外通信时转化为全局IP，即NAT就是将私有IP与全局IP相互转化的技术
（2）很多家庭，学校，公司内部采用每个终端设置私有IP，而在路由器或必要的服务器设置全局IP
（3）全局IP要求唯一性，但是私有IP不需要，在不同局域网出现相同的私有IP是没有影响的
2.NAT技术的IP转化过程
如上图，客户端为10.0.0.10的A要向目的地址为163.221.120.9的主机发数据。即私有IP要去找全局IP，需要经过NAT技术的转化。所以NAT路由器将A的地址转换成了全局IP202.244.174.37。同样的，若163.221.120.9的主机要向A客户机发数据时，NAT路由器则会给将目的地址202.244.174.37转化为10.0.0.10。
NAT路由器内部有一张自动生成的，用于地址转换的表。当第一次10.0.0.10向163.221.120.9发送数据时就在表中生成了它们的映射关系。上述的转化就是建立在该表上完成的，这样就不会担心从外网返回局域网时找不到对应的客户端。
3.NAPT技术
若是在同一局域网下，有多台主机都访问同一个外网服务器，那么对于服务器返回的数据中，目的IP都是相同的，那么NAT路由器就不确定这个数据包到底是发给局域网中的哪一个主机。所以这里有了NAPT来解决这个问题，通过IP+port来建立这个关联关系。即在上述的NAT路由器中维护的表中添加每个主机对于的端口号，这样数据返回时就知道具体是返回给局域网的哪台主机了
这种关联关系也是有NAT路由器自动维护的。例如在TCP情况下，当连接建立时就会生成这个表项；当连接断开时，就会删除这个表项。
4.NAT技术的缺陷
由于NAT的实现都要依赖于上述过程提到的表，所以会有诸多的限制：
（1）无法从NAT外部向内部服务器建立连接。因为全局IP不知道局域网中的信息，但是私有IP可以看到全局IP的信息
（2）y转化表的生成和销毁都需要额外的开销
（3）通信过程中，一旦NAT设备异常，即使存在热备，所有的TCP连接也会断开
5.NAT和代理服务器
路由器往往具有NAT设备的功能，通过NAT技术进行中转，完成子网设备和其他子网设备的通信过程。
代理服务器看起来与NAT设备类似，客户端向代理服务器发送请求，代理服务器将请求发给真正要请求的服务器；等服务器返回结果后，代理服务器又把结果传回给客户端。代理服务器还可以分为正向代理和反向代理。
但是NAT与代理服务器的区别也有以下几点：
（1）NAT设备是网络基础设备之一，解决的是IP不足的问题；代理服务器则更贴近具体应用，比如可以通过代理服务器翻墙，另外像迅游这样的加速器，也是使用代理服务器
（2）NAT工作在网络层，直接对IP地址进行替换；代理服务器则往往工作在应用层
（3）NAT一般在局域网的出口部署；代理服务器可以在局域网做，也可在广域网，也可以跨网
（4）NAT一般集成在防火墙，路由器等硬件设备上；代理服务器则是一个软件程序，需要部署在服务器上
来源：CSDN
作者：阿瑾呐
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