动机:
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只需/能从ISP申请一个IP地址
IPv4地址耗尽 -
本地网络设备IP地址的变更，无需通告外界 网络
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变更ISP时，无需修改内部网络设备IP地址
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内部网络设备对外界网络不可见，即不可直接寻址(安全)
实现:
- 替换
利用(NAT IP地址,新端口号)替换每个外出IP数据报的(源IP地址,源端口号) - 记录
将每对(NAT IP地址, 新端口号) 与(源IP地址, 源端口号)的替换信息存储到NAT转换表中 - 替换
根据NAT转换表，利用(源IP地址, 源端口号)替换每个进入内网IP数据报的(目的IP地址,目的端口号)， 即(NAT IP地址, 新端口号)
NAT的三种类型：
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静态NAT(Static NAT)（一对一）。将内部网络的私有IP地址转换为公有IP地址，IP地址对是一对一的，是一直不变的。
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动态地址NAT(Pooled NAT)（多对多）。将内部网络的私有IP地址转换为公用IP地址时，IP地址是不确定，随机的。所有被授权访问Internet的私有IP地址可随机转换为任何指定合法的IP地址。也就是说，只要指定哪些内部地址可以进行转换，以及用哪些合法地址作为外部地址时，就可以进行动态NAT转换。动态NAT是在路由器上配置一个外网IP地址池，当内部有计算机需要和外部通信时，就从地址池里动态的取出一个外网IP，并将他们的对应关系绑定到NAT表中，通信结束后，这个外网IP才被释放，可供其他内部IP地址转换使用，这个DHCP租约IP有相似之处。当ISP提供的合法IP地址略少于网络内部的计算机数量时。可以采用动态转换的方式。
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网络地址端口转换NAPT（Network Address Port Translation）（Port-Level NAT）（多对一）。改变外出数据包的源端口并进行端口转换，采用端口多路复用方式。内部网络的所有主机均可共享一个合法外部IP地址实现对Internet的访问，可以最大限度地节约IP地址资源。同时，也可以隐藏网络内部的所有主机，有效避免来自Internet的攻击。因此，目前网络中应用最多的就是PAT规则。这是最常用的NAT技术，也是IPv4能够维持到今天的最重要的原因之一，它提供了一种多对一的方式，对多个内网IP地址，边界路由可以给他们分配一个外网IP，利用这个外网IP的不同端口和外部进行通信。NAPT与动态NAT 不同，它将内部连接映射到外部网络中的一个单独的IP地址上，同时在该地址上加上一个由NAT设备选定的端口号。
NAPT是使用最普遍的一种转换方式，在HomeGW中也主要使用该方式。它又包含两种转换方式：SNAT和DNAT。
(1)源NAT（Source NAT，SNAT）：修改数据包的源地址。源NAT改变第一个数据包的来源地址，它永远会在数据包发送到网络之前完成，数据包伪装就是一具SNAT的例子。
(2)目的NAT（Destination NAT，DNAT）：修改数据包的目的地址。Destination NAT刚好与SNAT相反，它是改变第一个数据懈的目的地地址，如平衡负载、端口转发和透明代理就是属于DNAT。