一、NAT的產生
由於網絡的飛速發展和網絡應用的極速增多，致使IPv4可用地址空間逐漸枯竭。盡管IPv6可以在根本上解決地址枯竭問題，但IPv4發展到IPv6還需要一個過渡，而這便產生了NAT。
二、NAT的作用
IP地址分為公網IP與私網IP。一般情況下，在互聯網中，公網IP可直接訪問，私網IP無法直接訪問。而NAT則是將私網IP地址轉換為公網IP地址（將IP報文頭部的私網IP地址改為可以提供訪問的公網IP地址），從而實現用戶上網功能或服務器在互聯網上提供服務。NAT還可以使得一個公網IP代表多個不同的內網IP，這樣便節省了IP地址資源。
三、NAT的類型與分類
NAT分為靜態轉換、動態轉換、端口轉換
1、靜態轉換：私有地址與公有地址進行一對一的映射。這種一對一映射無法緩解可用公有地址短缺的問題。
2、動態轉換：私有地址與公有地址進行一對多的映射。首先建立公有地址地址池，私有地址向外通信時，會從公有地址地址池中選擇非在用的公有地址進行映射，當通信結束時，釋放映射關系，公有地址重新恢復到地址池中待用。弊端：若私有地址向外通信，而公有地址地址池中無可用公有地址時，會等待公有地址釋放后在進行通信。
3、端口轉換：在大多數網絡中，一般都使用的是IP上的某個端口（如80、443、3389等），所以不需要進行全地址映射，只需要私有地址端口映射到公有地址端口上，直接訪問公有地址加端口號的形式便可以。這樣可以使得一個公有地址可以對應多個私有地址，從而大大緩解了公有地址緊缺的問題。
4、Easy IP：為小型網絡，一般為家庭、小型網吧、辦公室等內部主機不多的地方。通過撥號方式獲取一個臨時公網IP地址進行外網的訪問。
四、擴展：SNAT與DNAT區別
1、 SNAT是私網訪問外網時，報文中源IP地址（私網IP地址）轉換為公網IP地址過程。此轉換可以使用靜態、動態等轉換方式，且內部的多台主機共用同一公網IP地址進行外網訪問。
2、DNAT是外網訪問私網時，報文中目的IP地址（公網IP地址）轉換為私網IP地址過程。此轉換過程可以使用靜態、動態、端口等轉換方式。
五、Case：公司（有固定公網IP地址）上網訪問某網站簡易過程
1、 PC訪問 www.xxxxxxx.com ，由於存在域名會通過DNS服務器解析域名從而獲得公網IP地址。
2、 PC收到此網站的公網IP地址后，封裝數據。源IP為PC的IP地址；目的地址為解析獲得的公網IP地址；目的端口號為80。並且將此報文發送給網關設備， 網關設備收到數據報文后通過路由關系發送到出口設備。
3、 出口設備配置有NAT轉換關系，將報文中的源IP地址轉換為公網IP地址。重新封裝數據報文后發出。（這一步為SNAT）
4、 數據報文到達公有網絡上，由於目的IP地址為公網IP地址，通過公網路由關系轉發到網站端（服務端）。
5、 服務端收到報文后，檢查到目的地址為公網IP地址。通過本端配置的NAT映射關系，與公網IP地址相匹配的映射關系中尋找私網IP地址。找到映射關系后，將目的地址轉換為私網IP地址（這一步為DNAT）。在通過內部網絡路由關系將數據報文轉發至相應的服務器。
6、服務器將收到的報文通過相關計算，重新封裝報文，發送給用戶PC。原理不變，經過多次數據交互。最后用戶PC接收到數據報文，網站就被打開了。