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2024年6月27日发(作者：)
网络地址转换与端口地址转换技术
网络地址转换（Network Address Translation, NAT）是一种在计算
机网络中常用的技术。它用于解决IPv4地址不足的问题，并实现了网
络内多台计算机共享一个公网IP地址的功能。与之相关的技术之一是
端口地址转换（Port Address Translation, PAT），它是一种NAT的变
种，允许多个内部计算机通过一个公网IP地址访问互联网，并使得多
个计算机能够使用相同的端口号。
一、网络地址转换（NAT）
网络地址转换是一种在计算机网络中广泛使用的技术，它主要用于
在私有网络中进行内部地址到公共地址的转换。在传统的网络中，IP
地址一般包括网络号和主机号，而NAT将私有网络中的IP地址转换成
公共网络可识别的IP地址，实现内网与外网之间的通信。
NAT技术通常用于家庭和企业网络中，其中所有设备都使用私有
IP地址，而只有路由器或网关设备拥有公网IP地址。当内网设备需要
与外网通信时，NAT将源IP地址和端口号修改为公网IP地址和一个
没有被占用的端口号，这样即使拥有相同私有IP地址的多台设备也能
够正常通信，避免了IP地址冲突问题。
此外，NAT还能提供基本的安全保护，因为它将内网设备的IP地
址隐藏在私有网络中，对外只暴露一个公网IP地址，增加了外部攻击
的难度。同时，NAT还能帮助网络管理员对网络流量进行监控和管理，
提高了网络的灵活性和可管理性。
二、端口地址转换（PAT）
端口地址转换是一种NAT的衍生技术，它在NAT的基础上实现了
端口映射功能，允许多个内部计算机通过一个公网IP地址访问互联网，
同时保持端口号的唯一性。在PAT中，NAT设备会在转换IP地址的
同时，还会修改端口号，以实现多个内部设备与互联网之间的通信。
PAT的原理是在NAT转换时将内网设备的源端口号和目的端口号
进行修改，保持唯一性，并在数据包中添加相应的映射表，以便于数
据包在返回时能够正确地转发到对应的内网设备。这样，多个设备可
以共享一个公网IP地址，而不会出现端口冲突的情况。
PAT技术在实际应用中非常普遍，特别是在家庭网络和小型企业网
络中。它不仅能够提供更好的网络安全性，还能够减少公网IP地址的
使用数量，节省了IP资源。
三、NAT与PAT的区别与应用场景
NAT和PAT都是解决IPv4地址不足问题的技术，它们的主要区别
在于转换的范围和方式。
NAT用于将内网的私有IP地址转换为公网IP地址，实现内网与外
网之间的通信，适用于多台设备使用同一个公网IP的场景，如家庭网
络和企业内部网络等。
PAT是在NAT的基础上实现的端口映射功能，允许多台内网设备
通过一个公网IP地址访问互联网，适用于多台设备需要同时访问互联
网的场景，如家庭网络中多台计算机同时接入互联网、企业网络中多
个本地服务器向外提供服务等。
需要注意的是，NAT和PAT虽然提供了一定的网络安全性，但并
不是完美的安全解决方案。在使用NAT和PAT时，仍然需要采取其他
安全措施，如防火墙、入侵检测系统等，以保护网络免受恶意攻击。
总结：
网络地址转换（NAT）和端口地址转换（PAT）是常用的网络技术，
专注于解决IPv4地址不足的问题。NAT将内部私有IP地址转换为公
共IP地址，实现内网与外网之间的通信，而PAT在NAT的基础上，
通过端口映射实现多个内部设备共享一个公网IP地址。它们在家庭、
企业等网络中广泛应用，提供了更好的网络灵活性和安全性。
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