NAPT和NAT的工作原理及其區別

NAPT

 

網絡地址端口轉換NAPT

    網絡地址端口轉換NAPT（Network Address Port Translation）是人們比較熟悉的一種轉換方式。NAPT普遍應用於 接入設備中，它可以將中小型的網絡隱藏在一個合法的IP地址后面。NAPT與 動態地址NAT不同，它將內部連接映射到外部網絡中的一個單獨的IP地址上，同時在該地址上加上一個由NAT設備選定的TCP 端口號。

    NAPT是一種較流行的NAT的變體通過轉換TCP或UDP協議 端口號以及地址來提供並發性。除了一對源和目的IP地址以外，這個表還包括一對源和目的協議 端口號，以及NAT盒使用的一個協議端口號。

    NAPT的主要優勢在於，能夠使用一個全球有效IP地址獲得通用性。主要缺點在於其通信僅限於TCP或UDP。只要所有通信都采用TCP或UDP，NAPT就允許一台內部計算機訪問多台外部計算機，並允許多台內部 主機訪問同一台外部計算機，相互之間不會發生沖突。

 

nat

     網絡地址轉換 (NAT,Network Address Translation)屬接入廣域網(WAN)技術，是一種將私有（保留）地址轉化為合法IP地址的轉換技術，它被廣泛應用於各種類型Internet接入方式和各種類型的網絡中。原因很簡單，NAT不僅完美地解決了lP地址不足的問題，而且還能夠有效地避免來自網絡外部的攻擊，隱藏並保護網絡內部的計算機。

    NAT（Network Address Translation，網絡地址轉換）是將IP 數據包頭中的IP 地址轉換為另一個IP 地址的過程。在實際應用中，NAT 主要用於實現私有網絡訪問公共網絡的功能。這種通過使用少量的公有IP 地址代表較多的私有IP 地址的方式，將有助於減緩可用IP 地址空間的枯竭。

 

1.1 NAT工作原理
    NAT的基本工作原理是，當私有網主機和公共網主機通信的IP包經過NAT網關時，將IP包中的源IP或目的IP在私有IP和NAT的公共IP之間進行轉換。NAT網關有2個網絡端口，其中公共網絡端口的IP地址是統一分配的公共IP，為202.204.65.2；私有網絡端口的IP地址是保留地址，為192.168.1.1。私有網中的主機 192.168.1.2向公共網中的主機166.111.80.200發送了1個IP包（Des=166.111.80.200,Src=192.168.1.2）。當IP包經過NAT網關時，NAT會將IP包的源IP轉換為NAT的公共 IP並轉發到公共網，此時IP包（Des=166.111.80.200，Src=202.204.65.2）中已經不含任何私有網IP的信息。由於IP 包的源IP已經被轉換成NAT的公共IP，響應的IP包（Des=202.204.65.2,Src=166.111.80.200）將被發送到NAT。 這時，NAT會將IP包的目的IP轉換成私有網中主機的IP，然后將IP包（Des=192.168.1.2，Src=166.111.80.200）轉 發到私有網。對於通信雙方而言，這種地址的轉換過程是完全透明的。

1.2 NAPT技術
由於NAT實現是私有IP和NAT的公共IP之間的轉換，那么，私有網中同時與公共網進行通信的主機數量就受到NAT的公共IP地址數量的限制。為了克服 這種限制，NAT被進一步擴展到在進行IP地址轉換的同時進行Port的轉換，這就是網絡地址端口轉換NAPT（Network Address Port Translation）技術。
    NAPT與NAT的區別在於，NAPT不僅轉換IP包中的IP地址，還對IP包中TCP和UDP的Port進行轉換。這使得多台私有網主機利用1個NAT公共IP就可以同時和公共網進行通信。（NAPT多了對TCP和UDP的端口號的轉換）

    私有網主機192.168.1.2要訪問公共網中的 Http服務器166.111.80.200。首先，要建立TCP連接，假設分配的TCP Port是1010，發送了1個IP包（Des=166.111.80.200:80,Src=192.168.1.2:1010）,當IP包經過NAT 網關時，NAT會將IP包的源IP轉換為NAT的公共IP，同時將源Port轉換為NAT動態分配的1個Port。然后，轉發到公共網，此時IP包 （Des=166.111.80.200：80，Src=202.204.65.2:2010）已經不含任何私有網IP和Port的信息。由於IP包的源 IP和Port已經被轉換成NAT的公共IP和Port，響應的IP包 （Des=202.204.65.2:,Src=2010166.111.80.200:80）將被發送到NAT。這時NAT會將IP包的目的IP轉換成 私有網主機的IP，同時將目的Port轉換為私有網主機的Port，然后將IP包 （Des=192.168.1.2:1010，Src=166.111.80.200:80）轉發到私網。對於通信雙方而言，這種IP地址和Port的轉 換是完全透明的。