NAT轉換詳解

在互聯網的世界中，網絡地址轉換(NAT，Network Address Translation)是一個非常常見的概念。NAT起到了連接公司或家庭網絡到互聯網的作用，它的主要作用是把私有地址轉換為公用地址，或者反過來。NAT轉換可以有不同的類型，包括靜態NAT、動態NAT、PAT等等，下面將對這些不同種類進行詳細的介紹。

一、靜態NAT

靜態NAT是指將一個內部網絡IP地址映射到互聯網上的固定地址，如下面的代碼：

ip nat inside
ip nat outside
ip nat inside source static 192.168.1.100 52.18.158.72

在上面的代碼中，前兩行表明了內部網絡和外部網絡的IP地址類型，第三行表明了將內部網絡中的IP地址192.168.1.100轉換為互聯網上的地址52.18.158.72。也就是說，在靜態NAT中，指定的內部IP地址總是映射到同一個外部IP地址，適用於需要長期連接的服務。

二、動態NAT

動態NAT是指將內部私有IP地址映射為互聯網上的隨機可用的公有IP地址。通常用在客戶端網絡上，一個IP地址可以映射到多個公有IP地址上，如下面的代碼：

ip nat inside
ip nat outside
ip nat pool dynamicPool 192.168.1.10 192.168.1.200 prefix-length 24
ip nat inside source list tcp_list pool dynamicPool
ip access-list tcp_list permit tcp any any eq 80
ip access-list tcp_list permit tcp any any eq 443

在上面的代碼中，前面兩行和靜態NAT是一樣的，第三行使用了動態NAT池來設置公有IP地址，範圍是192.168.1.10到192.168.1.200，prefix-length指定為24位，即子網掩碼為255.255.255.0。第四行將tcp_list的列表映射到動態NAT池dynamicPool中，確定了使用動態NAT。第五、六行指明了允許的TCP端口號，也就是說，只有HTTP和HTTPS協議才會被映射到一個公有IP地址。

三、PAT(Port Address Translation)

PAT與NAT的區別在於，它是在端口層面上進行轉換的。PAT既可以是靜態的，也可以是動態的，其實現方式類似於動態NAT，如下面的代碼所示：

ip nat inside
ip nat outside
ip nat inside source static tcp 192.168.1.100 80 52.18.158.72 8888
ip nat inside source list tcp_port_pool interface GigabitEthernet0/0 overload
ip access-list tcp_port_pool permit tcp any any eq 80
ip access-list tcp_port_pool permit tcp any any eq 443

在上面的代碼中，第三行使用了靜態PAT，將內部IP地址192.168.1.100的80端口映射到了52.18.158.72的8888端口。第四行實現了動態PAT池，使用了GigabitEthernet0/0接口，重載允許多個內部IP地址映射到同一個公有IP地址。第五、六行同樣指明了允許HTTP和HTTPS協議連接到公有IP地址上。

四、總結

通過上面的講解，我們了解了NAT轉換的三個主要類型：靜態NAT、動態NAT、PAT。靜態NAT適用於長期連接的服務，動態NAT適用於客戶端網絡，PAT則是在端口層面上進行轉換。在實際應用中，我們需要考慮到各種因素，包括連接數、連接時間等等，才能選擇合適的轉換類型。