广东技术师范学院计科系：探索NAT原理与解决IP地址短缺的策略

本实验旨在让学习者深入理解网络IP地址转换（NAT）的概念及其在解决IPv4地址短缺问题中的作用。广东技术师范学院计科系的实验七涵盖了以下几个关键知识点： 1. **NAT必要性**：实验强调了采用NAT的背景，由于IPv4分类地址的限制导致全球IP地址供应严重不足，NAT作为一种解决方案被提出，通过内部网络共享互联网IP地址。 2. **NAT原理**： - **NAT与NAPT的区别**：NAT是简单的IP地址映射，内部本地地址一对一映射到内部全局地址；而NAPT（Network Address Translation Protocol）增加了端口转换，允许多个内部主机共用一个公网IP地址，但每个连接保持独立的端口号。 - **静态NAT与动态NAT**：静态NAT是固定的IP地址映射，适用于永久或长期使用的场景；动态NAT则通过地址池进行临时映射，适应地址需求变化。 3. **实验内容与步骤**： - 学习者需掌握配置过程，包括通过路由器和交换机设置NAT，可能涉及静态NAT、动态NAT以及NAPT的不同实现方式。 - 实验还涉及到IPv4私有地址范围（如10.x.x.x、172.16.x.x至192.168.x.x），这些地址只能用于局域网，不能直接用于互联网通信。 4. **NAT带来的问题**：尽管NAT解决了IP地址不足的问题，但也带来了一些挑战，比如可能导致网络速度下降，无法处理IP报头加密的数据报文，以及难以实现IP端到端的追踪。 5. **实验环境**：实验所需设备包括双绞线、路由器（如STARR2614和STAR S2024M）、交换机，以及Windows 2000或Windows XP计算机，让学生在实际环境中操作和理解NAT。 通过这个实验，学生不仅可以理论联系实际，还能了解NAT在现代网络设计中的重要性和局限性，提升他们在网络架构和IP地址管理方面的实践能力。