思科网络协议之NAT的相关基础知识

　　NAT是1994年提出的。当在专用网内部的一些主机本来已经分配到了本地IP地址(即仅在本专用网内使用的专用地址)，但现在又想和因特网上的主机通信(并不需要加密)时，可使用NAT方法。今天就跟着小编一起来看一看：思科网络协议之NAT的相关基础知识。

　　NAT，英文全称：NetworkAddressTranslation,中文意思：网络地址转换，它是路由器将内网地址转换成为公网地址的一种技术。接下来小编就为大家介绍一下NAT的相关基础知识吧。

　　一、实现方式

　　首先小编先为大家简单的介绍一下关于NAT的实现方式吧，它的实现方式主要有三种，具体如下所示：

　　1、 端口多路复用

　　一般情况下，这都是多对一的关系。当仅仅只存在一个公网地址的时候，大家就能够使用这一种方式；主要就是通过端口号来确定内网的具体机器。就比如说：内网机器192.168.1.116需要访问一个外部的网站;在数据包通过路由器转发的时候，NAT就会产生一个session，用来保存地址对应的端口信息，然后再将数据包里面的IP地址转换成为202.11.25.56:1234--->外部网站的地址，转发出去。在这其中的端口1234应该是动态生成，并且还会记录下来。当这一个外部的网站有响应信息的时候，响应数据包经过路由器的时候，NAT查询对应端口对应的内网IP，将数据包内的地址再一次更改回去，转发进入内网，这样子的话就可以实现了数据的交换了。

　　2、 静态转换

　　静态转换是一对一的转换，换一句话来说，也就是有多少内网地址需要转换，就需要相对应的公网地址。这一种实现方式，相对来说静态转换这一种实现方式使用得非常少；

　　3、 动态转换

　　动态转换是多对多的转换，一般情况下都是需要转换的内网地址略多于相对应的公网地址；将公网地址放在一个地址池里面，当有内网地址需要访问外部网站的时候，从地址池里面取出一个公网地址，主要用于内网地址到公网地址的转换；这一个实现方式主要适用于内网地址略多于给定的公网地址，假如说内网地址远大于公网地址，当多台内网机器需要访问公网的时候，就会出现地址池枯竭，没有办法获取得到相对应的公网地址；

　　二、缺点介绍

　　在一个具有NAT功能的路由器下面的主机并没有建立一个真正的端对端连接，并且还不可以直接参与一些因特网协议。有一些需要初始化从外部网络建立的TCP连接，和使用无状态协议（就比如说：UDP）的服务将被中断。除非NAT路由器制作一些具体的努力，要不然的话送来的数据包将不可以到达正确的目的地址。（一些协议有的时候能够直接在应用层网关的辅助下面，在参与NAT的主机之间容纳一个NAT的实例，就比如说：FTP。）另外一个方面，NAT也会让得安全协议变的更加复杂。

　　三、优点介绍

　　1、宽带共享：仅仅只需要通过一个公网地址就能够让非常多机器连接上网络；在理论上来说的话，全部网络端口有多少一个公网IP就能够支持多少台机器联网；这样子的话，就可以解决了IP地址不够用的情况了；

　　2、安全防护：通过NAT技术转换以后，实际机器就会隐藏了自己的真实IP，仅只需要通过端口来区别是内网里面的哪一个机器，这样子就可以保证了自身安全。

　　四、局限性（也就是copy）

　　最后小编要为大家介绍的是NAT的局限性，它的局限性主要有5种，具体的局限性如下所示：

　　1、NAT使得IP协议从面向无连接变成了立面向连接。NAT一定要维护专用IP地址与公用IP地址以及端口号的之间映射关系。在TCP/IP协议体系里面，假如说一个路由器出现故障情况，并不会影响到TCP协议的执行。主要就是因为仅仅只要几秒收不到应答，发送进程就会进入超时重传处理。然而当存在NAT的时候，最初设计的TCP/IP协议这一个过程将发生变化，Internet有可能就会变得十分脆弱了。

　　2、在这里大家都需要注意一点，那就是NAT违反了IP地址结构模型的设计原则。IP地址结构模型的基础是每一个IP地址通通都标识了一个网络的连接。Internet的软件设计正正就是建立在这一个前提之上的，然而NAT使得有非常多主机可能在使用一模一样的地址，就比如说：10.0.0.1。

　　3、有一些应用是直接将IP地址插入到正文的内容里面，就比如说：标准的FTP协议以及IPPhone协议H.323。假如说NAT要和这一类协议共同工作的话，那么NAT协议就必须要做适当地修正。同一时间，网络的传输层也有可能会使用TCP与UDP协议这两者之外的其他一些协议，那么NAT协议一定需要知道并且做出相对应的修改操作。正正就是因为NAT的存在，使得P2P应用实现出现困难，主要就是因为P2P的文件共享以及语音共享这两者都是建立在IP协议的基础上面的。

　　4、NAT同一时间还存在着对于高层协议以及安全性的影响问题。RFC对于NAT存在的问题进行了相关的讨论。NAT的反对者认为这一种临时性的缓解IP地址短缺的方案会推迟了Ipv6迁移的进程，然而并没有任何解决深层次的问题，他们认为这样子是不可取的。

　　5、另外一个方面，NAT还违反了基本的网络分层结构模型的设计原则。主要就是因为在传统的网络分层结构模型里面，第N层是不可以直接进行修改第N+1层的报头内容的。由此可见，NAT破坏了这一种各层独立的原则。

　　小编结语：

　　以上是今天的考试认证教程了，思科网络协议之NAT的相关基础知识。希望其能在您的学习之路有帮助之力。如果你也有这样的需要，那就赶快来学习一下吧。如果大家喜欢编程学习网教育的话，不妨可以推荐更多的朋友来哟！