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網(wǎng)絡(luò)地址轉(zhuǎn)換(NAT)是一種在IPv4網(wǎng)絡(luò)中實(shí)現(xiàn)有效主機(jī)名到公共IP地址的映射的技術(shù)，NAT的主要目標(biāo)是允許單個(gè)公共IP地址為多個(gè)內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)提供服務(wù)，同時(shí)保護(hù)了這些內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)的私有IP地址不被外部訪問(wèn)。
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NAT通過(guò)創(chuàng)建虛擬專(zhuān)用網(wǎng)絡(luò)(VPN)來(lái)實(shí)現(xiàn)這個(gè)目標(biāo)，當(dāng)一個(gè)內(nèi)部主機(jī)想要發(fā)送數(shù)據(jù)包到互聯(lián)網(wǎng)時(shí)，它首先會(huì)被NAT設(shè)備接收，NAT設(shè)備會(huì)為該主機(jī)分配一個(gè)新的私有IP地址，并將原始的數(shù)據(jù)包轉(zhuǎn)換成一個(gè)新的、格式化過(guò)的數(shù)據(jù)包，該數(shù)據(jù)包包含了源主機(jī)的IP地址和新的私有IP地址，NAT設(shè)備將這個(gè)新的數(shù)據(jù)包發(fā)送到互聯(lián)網(wǎng)。
當(dāng)NAT設(shè)備接收到來(lái)自互聯(lián)網(wǎng)的數(shù)據(jù)包時(shí)，它需要將源IP地址轉(zhuǎn)換回原來(lái)的IP地址，為了做到這一點(diǎn)，NAT設(shè)備需要保存一份內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)到公共IP地址的映射表，每當(dāng)一個(gè)數(shù)據(jù)包到達(dá)NAT設(shè)備時(shí)，它都會(huì)查找映射表，找到對(duì)應(yīng)的私有IP地址，并將源IP地址替換為該私有IP地址。
報(bào)文跟蹤是NAT工作的一個(gè)重要部分，當(dāng)一個(gè)數(shù)據(jù)包從內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)發(fā)送到互聯(lián)網(wǎng)時(shí)，報(bào)文跟蹤系統(tǒng)會(huì)記錄下這個(gè)數(shù)據(jù)包的所有信息，包括源IP地址、目標(biāo)IP地址、源端口號(hào)、目標(biāo)端口號(hào)等，當(dāng)數(shù)據(jù)包從互聯(lián)網(wǎng)返回到內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)時(shí)，報(bào)文跟蹤系統(tǒng)會(huì)使用相同的信息來(lái)確定正確的目標(biāo)IP地址和端口號(hào)。
報(bào)文跟蹤并不是沒(méi)有問(wèn)題的，如果兩個(gè)不同的內(nèi)部主機(jī)試圖通過(guò)NAT設(shè)備發(fā)送相同的數(shù)據(jù)包到同一個(gè)外部IP地址，那么這兩個(gè)數(shù)據(jù)包將會(huì)被NAT設(shè)備混淆，為了解決這個(gè)問(wèn)題，NAT設(shè)備需要維護(hù)一個(gè)會(huì)話狀態(tài)信息列表，用來(lái)區(qū)分不同的數(shù)據(jù)包。
相關(guān)問(wèn)題與解答：
問(wèn)題1:NAT是如何工作的？
答：NAT通過(guò)創(chuàng)建虛擬專(zhuān)用網(wǎng)絡(luò)(VPN)來(lái)實(shí)現(xiàn)IPv4網(wǎng)絡(luò)中有效主機(jī)名到公共IP地址的映射，當(dāng)一個(gè)內(nèi)部主機(jī)想要發(fā)送數(shù)據(jù)包到互聯(lián)網(wǎng)時(shí)，它首先會(huì)被NAT設(shè)備接收，NAT設(shè)備會(huì)為該主機(jī)分配一個(gè)新的私有IP地址，并將原始的數(shù)據(jù)包轉(zhuǎn)換成一個(gè)新的、格式化過(guò)的數(shù)據(jù)包，該數(shù)據(jù)包包含了源主機(jī)的IP地址和新的私有IP地址，NAT設(shè)備將這個(gè)新的數(shù)據(jù)包發(fā)送到互聯(lián)網(wǎng)。
問(wèn)題2:NAT如何處理報(bào)文跟蹤？
答：當(dāng)一個(gè)數(shù)據(jù)包從內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)發(fā)送到互聯(lián)網(wǎng)時(shí)，報(bào)文跟蹤系統(tǒng)會(huì)記錄下這個(gè)數(shù)據(jù)包的所有信息，當(dāng)數(shù)據(jù)包從互聯(lián)網(wǎng)返回到內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)時(shí)，報(bào)文跟蹤系統(tǒng)會(huì)使用相同的信息來(lái)確定正確的目標(biāo)IP地址和端口號(hào)。
問(wèn)題3:NAT可能會(huì)遇到什么問(wèn)題？
答：NAT可能會(huì)遇到的問(wèn)題包括數(shù)據(jù)包混淆和會(huì)話狀態(tài)信息列表的管理問(wèn)題，如果兩個(gè)不同的內(nèi)部主機(jī)試圖通過(guò)NAT設(shè)備發(fā)送相同的數(shù)據(jù)包到同一個(gè)外部IP地址，那么這兩個(gè)數(shù)據(jù)包將會(huì)被NAT設(shè)備混淆，為了解決這個(gè)問(wèn)題，NAT設(shè)備需要維護(hù)一個(gè)會(huì)話狀態(tài)信息列表，用來(lái)區(qū)分不同的數(shù)據(jù)包。
問(wèn)題4:NAT的優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)是什么？
答：NAT的優(yōu)點(diǎn)是可以使單個(gè)公共IP地址為多個(gè)內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)提供服務(wù)，同時(shí)保護(hù)了這些內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)的私有IP地址不被外部訪問(wèn)，缺點(diǎn)是可能存在數(shù)據(jù)包混淆的問(wèn)題，以及需要維護(hù)一個(gè)大型的用戶會(huì)話狀態(tài)信息列表，增加了管理的復(fù)雜性。
網(wǎng)頁(yè)題目：網(wǎng)絡(luò)地址轉(zhuǎn)換NAT之報(bào)文跟蹤的示例分析
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