一、概述
NAT英文全称是“Network Address Translation”，中文意思是“网络地址转换”，它是一个IETF(Internet Engineering Task Force, Internet工程任务组)标准，允许一个整体机构以一个公用IP（Internet Protocol）地址出现在Internet上。顾名思义，它是一种把内部私有网络地址（IP地址）翻译成合法网络IP地址的技术。NAT 可以让那些使用私有地址的内部网络连接到Internet或其它IP网络上。NAT路由器在将内部网络的数据包发送到公用网络时，在IP包的报头把私有地址转换成合法的IP地址。
RFC1918规定了三块专有的地址，作为私有的内部组网使用：
- A类：10.0.0.0—10.255.255.255 10.0.0.0/8
- B类：172.16.0.0—172.31.255.255 172.16.0.0/12
- C类：192.168.0.0—192.168.255.255 192.168.0.0/16
这三块私有地址本身是可路由的，只是公网上的路由器不会转发这三块私有地址的流量；当一个公司内部配置了这些私有地址后，内部的计算机在和外网通信时，公司的边界路由会通过NAT或者PAT技术，将内部的私有地址转换成外网IP，外部看到的源地址是公司边界路由转换过的公网IP地址，这在某种意义上也增加了内部网络的安全性。
Basic NAT是一种把一组IP地址映射成另一组IP地址的方法，映射的过程在IP中继设备上完成，对用户完全透明。NAPT则要复杂一些，它把许多（不能太多）IP地址连同TCP/UDP端口号映射到单独一个IP地址和端口号上。无论是Basic NAT还是NAPT都提供一种把内部的私有地址转换成在公网上可用的全球唯一IP地址的方法。
分类
NAT有三种类型：
静态NAT(Static NAT)（一对一）。将内部网络的私有IP地址转换为公有IP地址，IP地址对是一对一的，是一直不变的；
动态地址NAT(Pooled NAT)（多对多）。将内部网络的私有IP地址转换为公用IP地址时，IP地址是不确定，随机的。所有被授权访问Internet的私有IP地址可随机转换为任何指定合法的IP地址。也就是说，只要指定哪些内部地址可以进行转换，以及用哪些合法地址作为外部地址时，就可以进行动态NAT转换。动态NAT是在路由器上配置一个外网IP地址池，当内部有计算机需要和外部通信时，就从地址池里动态的取出一个外网IP，并将他们的对应关系绑定到NAT表中，通信结束后，这个外网IP才被释放，可供其他内部IP地址转换使用，这个DHCP租约IP有相似之处。当ISP提供的合法IP地址略少于网络内部的计算机数量时。可以采用动态转换的方式。
网络地址端口转换NAPT（Network Address Port Translation）（Port-Level NAT）（多对一）。改变外出数据包的源端口并进行端口转换，采用端口多路复用方式。内部网络的所有主机均可共享一个合法外部IP地址实现对Internet的访问，可以最大限度地节约IP地址资源。同时，也可以隐藏网络内部的所有主机，有效避免来自Internet的攻击。因此，目前网络中应用最多的就是PAT规则。这是最常用的NAT技术，也是IPv4能够维持到今天的最重要的原因之一，它提供了一种多对一的方式，对多个内网IP地址，边界路由可以给他们分配一个外网IP，利用这个外网IP的不同端口和外部进行通信。NAPT 与 动态NAT 不同，它将内部连接映射到外部网络中的一个单独的IP地址上，同时在该地址上加上一个由NAT设备选定的端口号。
NAPT是使用最普遍的一种转换方式，在HomeGW中也主要使用该方式。它又包含两种转换方式：SNAT和DNAT。
- 源NAT（Source NAT，SNAT）：修改数据包的源地址。源NAT改变第一个数据包的来源地址，它永远会在数据包发送到网络之前完成，数据包伪装就是一具SNAT的例子。
- 目的NAT（Destination NAT，DNAT）：修改数据包的目的地址。Destination NAT刚好与SNAT相反，它是改变第一个数据懈的目的地地址，如平衡负载、端口转发和透明代理就是属于DNAT。
对于网络地址转换技术来讲，最重要的一点是，在配置 NAT 的路由器上形成了 NAT 转换表，这个转换表的形成是非常关键的。配置 NAT 后，能形成正确的转换表，那么我们的工作就算成功了。
NAT的三个方向：
NAT 在outside口生效，所有在inside口需要先路由,在outside口先nat。
- ip nat inside source:
将内部局部地址转换为内部全局地址;数据方向inside->outside,在outside上执行转换;
- ip nat inside destination:
将内部全局地址转换为内部局部地址;数据方向outside->inside,在outside上执行转换
- ip nat outside source:
将外部全局地址转换为外部局部地址;数据方向outside->inside,在outside上执行转换;
NAT的应用分类：
ip nat source：
（1） 静态 nat的映射：永远一个ip对应另外一个ip。
ip nat inside source static A.B.C.D A.B.C.D
（2） 动态 nat的映射：每次一个IP会对应另外一个公网的IP；
ip nat inside source list 2 pool qing
（3） 动态PAT映射：pool里面只有一个IP。
ip nat inside source list 2 pool qing overload
（4） 静态PAT映射：
ip nat inside source list 3 interface fastEthernet 0/0 overload
ip nat inside destination:
tcp负载均衡，外网主动发起流量访问内网服务器。只用动态，没有静态。
ip nat inside destination list 10 pool feng
ip nat outside source:
当两端同时做nat既inside和outside需要同时翻译并出现地址冲突的时候需要用outside source和其他同时命令同时实现。
Cisco路由器配置3中NAT的主要命令：
静态NAT：
1、指定NAT内部接口 在内网相应接口的接口配置模式下执行：ip nat inside 2、指定NAT外部接口 在外网相应接口的接口配置模式下执行：ip nat outside 3、在内部本地地址与内部全局地址之间建立静态地址转换关系： ip nat insde source static 内部本地地址 内部全局地址动态地址NAT：
- 指定NAT内部接口
在内网相应接口的接口配置模式下执行：ip nat inside
2. 指定NAT外部接口
在外网相应接口的接口配置模式下执行：ip nat outside
3. 在全局配置模式下，定义一个标准的access-list规则，声明允许哪些内部本地地址可以进行动态地址转换：
access-list list-num