NAT过程：内部网络与因特网通信的关键

网络地址转换(NAT)是计算机网络中的一个重要概念，尤其是在互联网接入和网络安全方面。它是在内部网络与外部网络（如互联网）之间进行的一种技术手段，用于隐藏内部网络的IP地址，以保护用户隐私和网络资源管理。 NAT过程主要包括以下几个步骤： 1. 数据包进出转换：当内部主机X（使用本地IP地址IPX）试图与因特网上的主机Y通信时，数据报首先到达NAT路由器。路由器接收到数据报后，首先检查其源地址（IPX）和目标地址（IPY）。 2. 源地址替换：NAT路由器查看自己的转换表，将内部地址IPX转换成全局公共地址IPG（通常是Internet上的一个合法地址），同时保留目标地址IPY不变。这样，数据报在外部网络看来，就像来自IPG。 3. 数据报转发：转换后的数据报被路由器发送到因特网，目标地址指向主机Y。 4. 数据报返回处理：当主机Y响应主机X的请求时，它将数据报发回给IPG。NAT路由器再次收到数据报，这次根据NAT转换表，它识别出目的地址IPG，将其转换回原始的内部地址IPX，然后将数据报转发给正确的内部主机X。 NAT技术对于家庭和小型企业网络特别有用，因为它节省了公有IP地址的分配，降低了网络管理的复杂性。然而，它也可能带来一些问题，比如可能导致内部网络用户之间的通信需要额外步骤（因为他们的IP地址对外不可见），以及可能限制某些需要直接IP地址识别的服务，如VoIP或在线游戏。 在整个章节中，谢希仁教授还讨论了计算机网络的基础知识，包括网络在信息时代的作用，因特网的发展历程，如从学术研究网络到商业化应用的转变，以及因特网的标准化工作。他详细解释了网络的构成，如电信网络、有线电视网络和计算机网络的分类，强调了计算机网络的主要功能，如连通性和资源共享。 此外，他还介绍了网络的体系结构，包括TCP/IP协议栈，以及协议如何定义和组织网络的不同层次。通过这些内容，读者可以全面理解网络地址转换是如何融入这个复杂的网络架构中的，并了解它对现代网络通信的重要性。