NAT 技术大揭秘：静态 NAT、动态 NAT 和 PAT 你真的了解吗？

前言

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作者：神的孩子都在歌唱

大家好呀，我是神唱，还记得上学那会刚开始学习编程，我在本地跑了一个很有趣的小项目，想着发给同学炫耀一下，然后给他们发了地址127.0.0.1/navigation,发现他们访问不通，当时这个问题困惑了我很久。我要怎么做一个其他人可以访问的本地网站呢？后来学习网络知识后，了解到了原来还有公网地址，地址转换，内网穿透这些东西。

NAT（网络地址转换）在现代网络通信中至关重要，无论是企业、家庭还是数据中心，都离不开 NAT 的支持。静态 NAT、动态 NAT 和 PAT（端口地址转换）作为 NAT 的三大机制，在不同场景下展现出独特优势。神唱 带大家一起了解 NAT 技术的原理与区别。

一. 什么是 NAT？

NAT（Network Address Translation）用于将 私有 IP 地址 转换为 公有 IP 地址，解决 IPv4 地址枯竭问题，同时提升网络安全性。

NAT 的主要作用

• 缓解 IPv4 地址耗尽： 让内网设备共享少量公网 IP。

• 隐藏内网拓扑结构： 提高内网安全性，防止外部直接访问。

• 提高地址复用率： 多个设备共享同一个公网 IP，节省资源。

二. 静态 NAT

定义 : 静态 NAT 固定将 一个私有 IP 地址映射到一个公有 IP 地址，地址映射关系保持不变。

工作原理:

• 内部主机访问外网时，使用固定的公网 IP 进行通信。

• 外部主机通过该公网 IP 访问内网主机时，NAT 设备将请求映射回对应的内网地址。

常见应用场景:

• Web 服务器、邮件服务器等需要对外访问的服务。

• 需要固定公网 IP 地址的设备或系统。

优缺点对比:

• 优点： 地址固定，访问速度快，适合对外提供服务的场景。

• 缺点： 消耗大量公网 IP 地址，安全性较低，容易被攻击。

三. 动态 NAT

定义: 动态 NAT 使用 地址池（IP Pool），将多个私有 IP 地址动态映射到一个或多个公有 IP 地址。

工作原理

• 当内网主机发起访问时，NAT 设备从 地址池 中选择一个公网 IP 进行映射。

• 连接结束后，该公网 IP 释放，可供其他主机使用。

常见应用场景:

• 企业网络需要临时分配公网 IP 进行访问的情况。

• 内部设备数量较多，但不需要固定公网地址的环境。

优缺点对比:

• 优点： 提高公网 IP 资源利用率，地址动态分配更灵活。

• 缺点： 地址池 IP 耗尽时，新的会话无法建立。

四. PAT（端口地址转换）

定义: PAT（Port Address Translation），也称为 NAT Overload，将 多个私有 IP 地址通过不同端口映射到同一个公有 IP。

工作原理:

• 内网主机访问外网时，NAT 设备将 IP 地址+端口号 转换为 公有 IP 地址+不同端口号。

• 返回数据时，通过记录的端口号映射回正确的内网主机。

常见应用场景:

• 家庭路由器、企业网关，适合大规模内网用户共享公网 IP 的环境。

• 大量用户同时访问外部网络时。

优缺点对比:

• 优点： 极大提高公网 IP 资源利用率，适合大规模用户访问场景。

• 缺点： 某些端口敏感应用可能因端口复用导致通信异常。

五. 区别

作者：神的孩子都在歌唱 本人博客：https://blog.csdn.net/weixin_46654114 转载说明：务必注明来源，附带本人博客连接