網絡地址轉換，就是替換IP報文頭部的地址信息。NAT通常部署在一個組織的網絡出口位置，通過將內部網絡IP地址替換為出口的IP地址提供公網可達性和上層協議的連接能力
規定了三個保留地址段落：10.0.0.0-10.255.255.255；172.16.0.0-172.31.255.255；192.168.0.0-192.168.255.255
即私有地址 =內部網絡IP地址
對於有Internet訪問需求而內部又使用私有地址的網絡，就要在組織的出口位置部署NAT網關，在報文離開私網進入Internet時，將源IP替換為公網地址，通常是出口設備的接口地址。一個對外的訪問請求在到達目標以后，表現為由本組織出口設備發起，因此被請求的服務端可將響應由Internet發回出口網關。出口網關再將目的地址替換為私網的源主機地址，發回內部。
如圖
我們一般使用私網ip作為局域網內部的主機標識，使用公網ip作為互聯網上通信的標識
網絡被分為私網和公網兩個部分，NAT網關設置在私網到公網的路由出口位置，雙向流量必須都要經過NAT網關
網絡訪問只能先由私網側發起，公網無法主動訪問私網主機；
NAT網關在兩個訪問方向上完成兩次地址的轉換或翻譯，出方向做源信息替換，入方向做目的信息替換；
NAT網關的存在對通信雙方是保持透明的；
NAT網關為了實現雙向翻譯的功能，需要維護一張關聯表，把會話的信息保存下來
靜態NAT：
如果一個內部主機唯一占用一個公網IP，這種方式被稱為一對一模型。此種方式下，轉換上層協議就是不必要的，因為一個公網IP就能唯一對應一個內部主機。顯然，這種方式對節約公網IP沒有太大意義，主要是為了實現一些特殊的組網需求。比如用戶希望隱藏內部主機的真實IP，或者實現兩個IP地址重疊網絡的通信。
動態NAT：
它能夠將未注冊的IP地址映射到注冊IP地址池中的一個地址。不像使用靜態NAT那樣，你無需靜態地配置路由器，使其將每個內部地址映射到一個外部地址，但必須有足夠的公有因特網IP地址，讓連接到因特網的主機都能夠同時發送和接收分組
動態 NAT中得NAT重載
利用源端口將多個私網ip地址映射到一個公網ip地址(多對一)。
也被稱為端口地址特換(PAT)。通過使用PAT(NAT重載)，只需使用一個公網ip地址，就可將數千名用戶連接到因特網。其核心之處就在於利用端口號實現公網和私網的轉換。
這時，不再市簡單得ip地址的轉換，因為出現多個主機去訪問服務器的時候，返回的信息不足以區分響應應該轉發到哪個內部主機
此時
NAT設備根據傳輸層信息或其他上層協議去區分不同的會話，並且可能要對上層協議的標識進行轉換，比如TCP或UDP端口號。這樣NAT網關就可以將不同的內部連接訪問映射到同一公網IP的不同傳輸層端口，通過這種方式實現公網IP的復用和解復用。
注意：
客戶端172.18.250.6和百度服務器202.108.22.5通信，172.18.250.6發送數據時，先轉換為219.155.6.240:1723（任意>1024的隨機端口），然后再利用這個身份發送數據給百度服務器，然后百度服務器回應數據並發送給219.155.6.240:1723，NAT網關檢查自己的關聯表，意識到這是自己地私網中172.18.250.6的數據包，然后把這個數據發送給客戶端
也就是說，我們利用端口號的唯一性實現了公網ip轉換為私網ip的這一步。PAT（NAT重載）能夠使用傳輸層端口號來標識主機，因此，從理論上說，最多可讓大約65000台主機共用一個公有IP地址