IP地址耗盡促成了CIDR" title="CIDR">CIDR的開發(fā)，但CIDR開發(fā)的主要目的是為了有效的使用現(xiàn)有的internet地址,。而同時根據(jù)RFC 1631（IP Network Address Translator）開發(fā)的NAT" title="NAT">NAT卻可以在多重的internet子網中使用相同的IP,，用來減少注冊IP地址的使用,。

　　NAT路由技術使得一個私有網絡可以通過internet注冊IP連接到外部世界，位于inside網絡和outside網絡中的NAT路由器" title="路由器">路由器在發(fā)送數(shù)據(jù)包之前，負責把內部IP翻譯成外部合法地址。內部網絡的主機不可能同時于外部網絡通信,，所以只有一部分內部地址需要翻譯。

　　NAT的翻譯可以采取靜態(tài)翻譯（static translation）和動態(tài)翻譯（dynamic translation）兩種,。靜態(tài)翻譯將內部地址和外部地址一對一對應,。當NAT需要確認哪個地址需要翻譯，翻譯時采用哪個地址pool時,，就使用了動態(tài)翻譯,。采用portmultiplexing技術，或改變外出數(shù)據(jù)的源port技術可以將多個內部IP地址影射到同一個外部地址,，這就是PAT（port address translator）。當影射一個外部IP到內部地址時,，可以利用TCP的load distribution技術,。使用這個特征時，內部主機基于round-robin機制,，將外部進來的新連接定向到不同的主機上去,。注意：load distributiong只有在影射外部地址到內部的時候才有效。

　　NAT使用的幾種情況：

　　a,，連接到internet,，但卻沒有足夠的合法地址分配給內部主機。

　　b,，更改到一個需要重新分配地址的ISP,。

　　c，有相同的IP地址的兩個internat合并,。

　　d,，想支持負載均衡（主機）。

　　采用NAT后,，一個最主要的改變就是你失去了端對端IP的traceability,，也就是說,，從此你不能再經過NAT使用ping和traceroute，其次就是曾經的一些IP對IP的程序不再可以正常運行,，潛在的不易被觀察到的缺點就是增加了網絡延時,。NAT可以支持大部分IP協(xié)議，但有幾個協(xié)議需要注意,，首先tftp,，rlogin,rsh,rcp和ip multicast都被NAT支持，其次就是bootp,，snmp和NAT路由器更新全部給拒絕了,。NAT的幾個相關概念：

　　Inside Local IP address: 指定于內部網絡的主機地址，全局唯一,，但為私有地址,。

　　Inside Global IP address: 代表一個或更多內部IP到外部世界的合法IP。

　　Outside Global IP address: 外部網絡主機的合法IP,。

　　Outside Local IP address: 外部網絡的主機地址,，看起來是內部網絡的，私有地址,。

　　Simple Translation Entry: 影射IP到另一個地址的Entry,。

　　Extended Translation Entry:影射IP地址和端口到另一個pair的Entry。

　　a,，內部地址翻譯（Translation inside local addresses)：

　　這是比較通用的一種方法,，將內部IP一對一的翻譯成外部地址。

　　在內部主機連接到外部網絡時,，當?shù)谝粋€數(shù)據(jù)包到達NAT路由器時,，router檢查它的NAT表，因為是NAT是靜態(tài)配置的,，故可以查詢出來（simply entry）,，然后router將數(shù)據(jù)包的內部局部IP（源地址）更換成內部全局地址，再轉發(fā)出去,。外部主機接受到數(shù)據(jù)包用接受到的內部全局地址來響應,，NAT接受到外部回來的數(shù)據(jù)包，再根據(jù)NAT表把地址翻譯成內部局部IP,，轉發(fā)過去,。

　　b，內部全局地址復用（overloading inside glogal addresses）

　　使用地址和端口pair將多個內部地址影射到比較少的外部地址,。這也是所謂的PAT,。和內部地址翻譯一樣，NAT router同樣也負責查表和翻譯內部IP地址,，唯一的區(qū)別就是由于使用了overloading,，router將復用同樣的內部全局IP地址,，并存儲足夠的信息以區(qū)分它和其他地址，這樣查詢出來的是extended entry,。NAT router和外部主機的通訊采用翻譯過的內部全局地址,，故同一般的通信沒有差別，router到內部主機通訊時,，同樣要查NAT表,。

　　c，TCP負載重分配（TCP load distributing）和以上兩種操作不同,，這是NAT由外到內的翻譯,，所以那種以為WEB server一定要放置到NAT外部的說法是錯誤的。

　　工作原理：外部主機向虛擬主機（定義為內部全局地址）通訊,，NAT router接受外部主機的請求并依據(jù)NAT表建立與內部主機的連接,，把內部全局地址（目的地址）翻譯成內部局部地址，并轉發(fā)數(shù)據(jù)包到內部主機,，內部主機接受包并作出響應,。NAT router再使用內部局部地址和端口查詢數(shù)據(jù)表，根據(jù)查詢到的外部地址和端口做出響應,。此時,，如果同一主機再做第二個連接，NAT router將根據(jù)NAT表將建立與另一虛擬主機的連接,，并轉發(fā)數(shù)據(jù),。

　　d，處理重疊網絡,。

　　這種方法主要用于兩個intranet的互連,，同樣給我們處理兩個重疊網絡提供了方法。它的實現(xiàn)要求DNS server的支持（用于區(qū)別兩個不同的主機）,。

　　1，主機A要求向主機C建立連接,，先象DNS server做地址查詢,。

　　2，NAT router截獲DNS的響應,，如果地址有重疊,，將翻譯返回的地址。它將創(chuàng)建一個simply entry把重疊的外部全局地址（目的地址）翻譯成外部局部地址,。

　　3,，NAT路由器轉發(fā)DNS響應到主機A，它已經把主機C的地址（外部全局地址）翻譯成外部局部地址,。

　　4,，當NAT路由器接受到主機C的數(shù)據(jù)包時,，它將建立內部局部、全局,，外部全局,、局部地址間的轉換，主機A將由內部局部地址（源地址）翻譯成內部全局地址,，主機C將由外部全局地址（目的地址）翻譯成外部局部地址,。