什麼是網絡地址轉換（NAT）？

網路位址轉換 (NAT) 是當公司、家庭或教室內的設備需要時將私人 IP 位址轉換為公用 IP 位址 的過程。與外界溝通。在下一節中，我們將探討 NAT（網路位址轉換）的基礎知識並評估其優缺點。

NAT 的定義

NAT（Network Address Translation）是一種網路位址轉換技術，用於將私網的IP位址轉換為公網可識別的IP位址，或將公網的IP位址轉換為私網可識別的IP位址。

IPv4 位址稀缺。儘管使用非機密位址可以暫時減緩 IPv4 位址的消耗，但網路使用者的快速成長仍然是一個重大問題，使 IPv4 位址面臨耗盡的風險。

因此，一種稱為網路位址轉換（NAT）的方法被提出來緩解IPv4位址耗盡的問題

當內部網路上的裝置（如電腦、手機）需要存取外部網路（如網際網路）時，它們會傳送封包至目標裝置的IP位址。

在內部網路和外部網路的邊界處，有一個NAT設備（通常是路由器）。當該裝置收到來自內部網路的封包時，它會檢查封包的目標 IP 位址。

如果目的IP位址是外部網路上的位址，則NAT設備會將來源IP位址從內部網路設備的私有IP位址轉換為NAT設備所公開的IP位址。同時NAT設備也會記錄這個映射關係，以便在回應從外部網路傳回的資料包時進行反向轉換。

NAT設備將轉換後的封包傳送到外部網路。這樣，外部網路上的設備就會認為資料來自NAT設備暴露的IP位址。

當外部網路的設備向NAT設備暴露的IP位址發送回應時，NAT設備會尋找先前記錄的對映關係，將目標IP位址從公網IP位址轉換為對應的私人網路IP位址。內部網路設備，並將回應資料包轉送到內部網路。

透過NAT，內部網路可以共享少量的公網IP位址，因為內部設備的私人網路IP位址會對應到公網IP位址。此技術有助於解決IPv4位址不足的問題，同時提供一定程度的安全性，因為外部網路無法直接存取內部網路設備的私有IP位址。

NAT 型態

NAT 主要分為三種：

靜態NAT：一對一映射，將內部私網的固定IP位址映射到外部公網的固定IP位址。
動態NAT：為內部私網中的設備動態分配公網IP位址，根據設備的需要動態分配IP位址。當裝置不再需要連線時，IP位址被釋放並可以指派給其他裝置。
PAT（連接埠位址轉換，也稱為NAT Overload）：將多個內部專用網路裝置的IP位址對應到單一公用IP位址，並透過不同的連接埠號碼來區分這些裝置。這種方法可以實現多對多映射並更有效地使用公共 IP 位址。

NAT 優點和缺點

網路位址轉換 (NAT) 是一種網路技術，用於將專用網路中的 IP 位址對應到公用網路上的 IP 位址，從而允許多個裝置共用單一公用 IP 位址。此技術主要應用於IPv4網絡，因為IPv4位址資源有限，而NAT可以幫助解決IP位址短缺的問題。以下是NAT的優點和缺點：

IP 位址節省： NAT 允許多個內部設備共用一個或一組公用 IP 位址。
網路安全增強： NAT 充當防火牆，[隱藏真實 IP 位址](/blog/5-easy-ways-to-hide-your-ip-address ），使得外部無法直接存取內部網絡，從而提高安全性。

###缺點：

通訊複雜性： NAT 引入了額外的複雜性，因為它需要維護轉換表來追蹤內部和外部 IP 位址之間的映射，這可能會影響網路效能並增加網路延遲。
應用限制：某些應用程式和服務可能無法正常運作或需要特殊配置才能適應 NAT。特別是對於一些需要外部直接存取的業務，例如視訊會議、P2P應用程式等。
不利於端對端連線： NAT會破壞端對端連接的原理，使得某些應用程式無法直接建立點對點連接，需要採取額外的措施，例如連接埠轉送（Port Forwarding）。

可用的 IPv6 位址 非常廣泛，每個設備都可以擁有公共 IP 位址，但 IPv6 需要時間被廣泛採用。

NAT穿透技術使網路應用程式能夠識別並獲取其背後的NAT設備的公共IP位址。這允許他們為自己建立連接埠映射條目。請注意，這些操作是由 NAT 裝置後面執行的應用程式自動執行的。