埠地址轉換或PAT對映到私有IP

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簡介

引入埠地址轉換 (PAT)，這是一種網路地址轉換 (NAT) 的動態形式，它使用埠號將多個私有 IP 對映到一個公共 IP 地址。

這不僅節省了寶貴的 IP 地址，還增強了網路安全性並降低了成本。無論您是網路新手還是經驗豐富的專業人士，本部落格都將以易於理解的方式簡化 PAT 對映到私有 IP 的複雜概念。

瞭解 PAT 對映到私有 IP

PAT 對映到私有 IP 涉及使用埠號和全域性/公共 IP 地址來動態對映 LAN 上的多個裝置，而這些裝置只有少數可用的公共 IP 地址，從而為多對一地址擴充套件提供了一種有效的方式。

PAT 對映的定義和過程

埠地址轉換 (PAT) 是網路地址轉換 (NAT) 的一種動態形式，它使用不同的埠號將多個私有 IP 地址對映到單個公共 IP 地址。

此過程允許本地區域網 (LAN) 中的多個裝置透過一個外部公共 IP 地址同時訪問網際網路。

PAT 對映的過程始於內部主機發起出站連線，例如訪問網頁或從網際網路下載檔案。當從具有私有 IP 地址範圍的內部裝置接收到傳出請求時，路由器或防火牆執行兩個關鍵功能：它修改每個資料包標頭中的源 IP 和源埠號，並在其 NAT 表中維護這些對映以供將來參考。

例如，如果家庭 LAN 上的三個裝置具有唯一的私有 IP，但共享 Internet 服務提供商 (ISP) 分配的一個公共 IP，則 PAT 為這些裝置建立的每個連線分配不同的埠號。

總之，PAT 對映透過利用與每個主機連線相關的唯一埠號，在共享全域性/公共 IP 地址下將多個主機連線到網際網路方面發揮著至關重要的作用。

PAT 和 NAT 之間的區別

瞭解埠地址轉換 (PAT) 和網路地址轉換 (NAT) 之間的區別對於任何參與網路的人來說都是至關重要的。下表突出顯示了這兩種技術之間的主要區別 -

特徵	PAT	NAT
縮寫	埠地址轉換	網路地址轉換
對映	多對一	一對一或一對多
IP 地址分配	動態	靜態或動態
地址節約	高效，使用單個公共 IP 地址對映多個私有 IP 地址	高效，但每個私有 IP 地址需要一個公共 IP 地址（在靜態 NAT 中）或一個公共 IP 地址池（在動態 NAT 中）
應用場景	用於共享有限公共 IP 地址的多個主機的大型網路	用於每個主機具有專用公共 IP 地址的中小型網路
埠使用	使用埠號對映多個私有 IP 地址	不使用埠號進行對映
NAT 表項	包含內部 IP 地址、埠號、外部 IP 地址和埠號的詳細對映	包含內部 IP 地址到外部 IP 地址的簡單對映

總之，雖然 PAT 和 NAT 都用於對映未註冊的私有 IP 地址，但 PAT 是一種更動態和高效的選項，它透過利用埠號來實現使用單個公共 IP 地址對映多個私有 IP 地址。另一方面，NAT 通常每個私有 IP 地址都需要一個專用的公共 IP 地址，這使其成為小型網路的合適選擇。

PAT 對映到私有 IP 的優勢

PAT 對映到私有 IP 提供了幾個優勢，包括有效利用可用的 IP 地址、增強的安全性以及 IP 地址管理的成本降低。

有效利用可用的 IP 地址

使用 PAT 對映到私有 IP 的主要優勢之一是有效利用可用的 IP 地址。由於可用性有限，公共 IP 地址是一種寶貴的商品，而且可能相當昂貴。

例如，如果某個組織在其 LAN 上有 100 臺計算機，但只有 4 個可用的公共 IP 地址，則如果沒有 NAT 或 PAT 對映，每臺計算機都需要一個唯一的公共 IP 地址。

但是，使用 PAT，多對一對映允許所有 100 臺計算機共享這相同的 4 個公共 IP 地址，方法是根據埠號區分流量。

總之，PAT 轉換技術提供了有效的機制，允許私有 IP 使用共享的全域性/面向公眾的 IP 和分配的埠號或範圍進行通訊。

增強的安全性

使用埠地址轉換 (PAT) 對映到私有 IP 的優勢之一是增強的安全性。透過使用 PAT，多個裝置可以共享一個公共 IP 地址，同時將其各自的私有 IP 地址隱藏在網際網路上潛在攻擊者的視線之外。

PAT 還允許防火牆管理員控制哪些埠對傳入流量開放和關閉，從而進一步提高網路安全性。例如，如果僅為 Web 流量打開了埠 80，則駭客嘗試訪問其他埠的任何嘗試都將失敗。

總之，PAT 透過將各個私有 IP 地址隱藏在外部世界之外，併為管理員提供對傳入流量的更大控制權，從而提高了整體網路安全性。

IP 地址管理成本降低

PAT 對映到私有 IP 的重要優勢之一是 IP 地址管理成本的降低。使用 PAT，組織可以使用單個公共 IP 地址為其 LAN 上的多個裝置提供服務，從而減少網路通訊所需的 IP 地址數量。

例如，想象一個大型組織，擁有數百甚至數千臺裝置，例如印表機、計算機和伺服器。為每個裝置獲取唯一的公共 IP 地址的成本影響可能是巨大的。

總之，實施埠地址轉換 (PAT) 對映到私有 IP 為組織提供了一種有效的方式來管理網路成本，而不會影響連線性和功能。

IP 地址管理的未來

對於小型和大型組織來說，管理 IP 地址都變得至關重要。但是，由於公共 IP 地址的可用性有限，許多企業在擴充套件其網路方面面臨挑戰。

解決此問題的一種方法是利用埠地址轉換 (PAT) 來實現可擴充套件的網路。PAT 對映允許本地區域網 (LAN) 中的多個主機透過單個公共 IP 地址訪問網際網路，方法是使用與每個主機連線相關的唯一埠號。此技術節省了寶貴的 IP 地址並增強了網路安全性，同時降低了成本。

實施 PAT 對映的企業可以從有效利用可用資源中獲益，而不會影響連線性或功能。PAT 技術提供瞭解決有限的公共 IP 可用性和不斷增長的連線裝置需求等挑戰的解決方案。

PAT 技術的創新也提高了其在增強網路安全方面的有效性。例如，一些高階防火牆使用深度資料包檢測 (DPI) 功能在細粒度級別分析資料包，並在潛在威脅進入

網路之前檢測它們。此外，一些防火牆提供應用程式層閘道器 (ALG)，使特定應用程式能夠透過 NAT/PAT 對映執行，同時保持安全協議。

可以增強網路安全的另一項創新是將 PAT 與 IPv6 結合使用。隨著 IPv4 地址變得越來越稀缺，企業正在過渡到 IPv6，後者提供了幾乎無限的唯一地址供應。透過將 PAT 與 IPv6 結合使用，組織可以利用這兩種技術的優勢來建立可擴充套件且安全的網路。

總的來說，IP 地址管理的未來與 PAT 對映等創新解決方案的開發和實施密切相關。透過利用這項技術，企業可以有效地管理其網路，同時節省寶貴的資源並增強安全協議。隨著網路領域新創新的不斷湧現，PAT 對映很可能會繼續在塑造 IP 地址管理的未來方面發揮重要作用。

結論

總之，埠地址轉換 (PAT) 對映到私有 IP 是一種高效且動態的技術，它可以節省寶貴的 IP 地址、增強網路安全性並降低成本。PAT 允許 LAN 中的多個裝置透過使用與每個裝置連線相關的唯一埠號來共享唯一且單個的公共 IP 地址。與網路地址轉換 (NAT) 相比，PAT 對於共享有限公共 IP 地址的多個主機的網路來說，是一個更有效的選擇。PAT 技術也發展到包括深度資料包檢測 (DPI) 和應用程式層閘道器 (ALG) 等創新解決方案，這些解決方案可以改善網路安全協議。隨著對連線裝置的需求不斷增加，PAT 對映將在 IP 地址管理的未來繼續發揮至關重要的作用。