NAT路由器在因特网通信中的地址转换

"网络地址转换的过程-网络技术与应用课件（八）TCP/IP" 网络地址转换（Network Address Translation，简称NAT）是TCP/IP网络中一个重要的功能，它允许内部网络的主机使用私有IP地址与外部网络进行通信，而对外显示统一的公共IP地址。这个过程对于解决IPv4地址枯竭问题以及提高网络安全性具有重要意义。 在NAT路由器的作用下，网络地址转换的过程可以分为以下几个步骤： 1. **内部主机通信**：当内部主机X（拥有本地地址IPX）想要与互联网上的主机Y（IP地址为IPY）通信时，它会按照常规方式发送数据报，源地址为IPX，目的地址为IPY。 2. **NAT转换**：数据报经过NAT路由器时，路由器会将数据报的源地址IPX转换成一个全局有效的IP地址IPG。这是NAT路由器的主要工作，它创建并维护一个转换表，记录IPX到IPG的映射关系。此时，数据报的目的地址IPY保持不变，因为这个地址是外部主机Y的标识。 3. **数据报转发**：转换后的数据报被发送到因特网，外部主机Y接收到的数据包显示源地址为IPG，而不是IPX，因此Y会回应给IPG。 4. **回程转换**：当主机Y回复数据报时，其源地址为IPY，目的地址为IPG。NAT路由器在接收到这个数据报时，会查看它的转换表，找到IPG对应的IPX，然后将目的地址IPG转换回IPX，这样数据报就可以正确地转发给内部主机X。 NAT不仅简化了IP地址管理，还提供了某种程度的网络安全，因为内部网络的私有IP地址对外部是不可见的。然而，NAT也带来了一些挑战，比如影响了端到端的透明通信，对某些依赖于固定IP地址的应用可能会产生问题。 TCP/IP协议族是互联网的基础，它定义了一套标准的通信规则，让不同设备能够在全球范围内进行通信。其中，IP协议负责数据包的路由和寻址，TCP（传输控制协议）则保证数据的可靠传输，包括顺序传输、错误检测和重传机制。而UDP（用户数据报协议）则是一个无连接的协议，提供较低延迟的传输服务，但不保证数据的可靠性和顺序。 本课件还涵盖了网络互连的基本概念、因特网的体系结构、接入技术、链路层与网络层的协议，以及传输层协议的详细内容，如TCP和UDP的实现技术。这些知识对于理解网络通信的本质和因特网的工作原理至关重要。通过学习这些内容，可以更好地掌握如何在网络世界中实现信息的有效传递和交互。