什么是 NAT 网络地址转换协议？

可能你们会经常听到全球 IP(外网)和私有 IP(内网)，他们的区别是什么呢？今天这篇文章来简单讲讲这到底是怎么回事。

我们都知道，IPv4中的IP地址的数量是有限的，每次把一部分地址分配出去，那么就意味着能够用来分配的IP地址就更少了，而且随着现在手机，电脑等的快速发展，如果每个手机或者电脑都要求一个IP地址，那么显然IP地址是不够用的。

为了解决这个问题，我们可以采取这样的策略：例如对于一个公司来说，每个公司都会有一个属于自己公司的内网(也可以称之为局域网)。

假如我们给这个公司A分配了一个IP=192.168.1.1。我们把这个IP作为这个公司内网的网关吧。

在公司A的内网里面有3台电脑，如果这三台电脑要上网的话，我们需要给他分配一个IP，那么我们一定需要去申请3个IP地址来使用吗？

答否。我们不一定需要去申请3个IP的，在我们这个内网里，我们可以指定自己的规则，例如，我们可以给这三台电脑随便分配三个IP(请注意，这三个IP不是去申请的，而且我自己随意给它分配的)。分别分配电脑A = 192.168.1.2  电脑B = 192.168.1.3 电脑C = 192.168.1.4

假如电脑A想要访问百度，百度的IP我们假设为：172.168.30.3

我们都知道，电脑A的IP是我们虚构的，实际上可能并不存在这样一个IP，如果用电脑A的IP去访问百度，那肯定行不通。

我们也知道，由于百度和电脑A不在一个局域网内，所以A要访问百度，那么必须得经过网关。而网关的这个IP地址，是真实存在的，是可以访问百度的。

为了让 A 可以访问百度，那么我们可以采取这样的方法：让网关去帮助 A 访问，然后百度把结果传递给网关，而网关再把结果传递给 A，这样不就可以解决了？

不过电脑A, B, C都可能拜托网关去帮忙访问百度，而百度返回的结果 的目的IP都是网关的IP=192.168.1.1。那么网关该如何进行区分这结果是A的，B的还是C的呢？

我们去访问百度的时候，不是需要指定一个端口吗？只要我们把 A的IP + 端口 映射成 网关的IP+端口，不就可以唯一确定身份了？

例如A用端口60去访问百度，网关把  A的IP+端口60   映射成   网关的IP+端口80 不就可以了？

百度把结果返回给网关的80端口之后，网关再通过映射表，就可以把结果返回给 A的60端口 了。

如果B也是用60端口去访问百度的话，也是一样，可以把它映射到90端口。

这种方法地址的映射转换，我们也称之为网络地址转换。英文为 Network Address Translation，简称NAT。

而像A, B, C这样的IP地址我们也称之为内网IP，即私有IP；而像网关，百度这样的IP我们称之为外网IP，即全球IP。现在知道外网IP和内网IP了吧？

几点需要注意的地方

1、对于全球IP，显然每个IP都是唯一的，而对于私有IP，同一个局域网内，也得是唯一的，但在两个不同的局域网中，是可以有相同的私有IP的。

2、局域网内主机之间的通信，是不需要进行地址转换的，而如果需要访问外网，才需要进行地址转换。

实际上，我们也可以把这种地址转换称之为一种代理。网关就相当于一个代理，把局域网内的主机的一些信息都给隐藏了起来。百度并不知道是主机A访问它，他只知道是网关访问了它。