NAT 和 PAT 在提高網際網路路由效率方面分別扮演什麼角色?


有助於提高網際網路路由效率的兩種地址轉換技術是 NAT(網路地址轉換)和 PAT(埠地址轉換)。

讓我們來討論這兩種轉換方案。

網路地址轉換 (NAT)

NAT 用於將私有 IP 地址轉換為公有 IP 地址,以及將公有 IP 地址轉換為私有 IP 地址。由於 IP 地址短缺,我們使用 NAT。

IPv4 是一種 32 位地址,它擁有大約 43 億個 IP 地址,但全球人口數量遠高於此,根據 2020 年 6 月的最新報告,約為 78 億。

他們中的大多數人使用多種電子裝置,如智慧手機、筆記型電腦、平板電腦等來訪問網際網路以滿足各種需求。所有這些裝置都需要一個 IP 地址。

因此,43 億個 IP 地址不足以滿足超過 78 億人的需求。因此,我們使用 NAT。它還用於將私有 IP 地址轉換為公有 IP 地址,以及將公有 IP 地址轉換為私有 IP 地址。

示例

考慮以下示例來演示 NAT:

解釋

**步驟 1** - 假設一個網路中有 5 臺電腦,但只有一個網際網路連線,那麼這 5 臺電腦如何同時訪問同一個網際網路連線呢?這可以透過 NAT(網路地址轉換)來實現。

**步驟 2** - 這裡所有 5 臺電腦都分配了私有 IP 地址,例如 10.0.0.1、10.0.0.2、10.0.0.3、10.0.0.4、10.0.0.5,這些 IP 地址在網際網路上不可路由,這意味著相同的地址可以在不同的網路上使用多次。

**步驟 3** - 當 PC-1 分配了私有 IP 地址 10.0.0.1 後,如果它想要訪問網路,它將首先向路由器傳送請求。

**步驟 4** - 如果路由器將私有 IP 地址轉換為公有 IP 地址,則可以為其新增唯一的埠號,並將此資訊儲存到其網路轉發表中。

**步驟 5** - 之後,它將請求轉發到網際網路,因此藉助埠號,路由器可以輕鬆記住哪個裝置請求了資料包。

**步驟 6** - 當路由器從網際網路收到回覆時,它將檢查其網路轉發表,並將此公有 IP 地址轉換為私有 IP 地址,並將資料包傳送到請求的 PC。

**步驟 7** - 這就是 NAT 的工作原理。NAT 可以幫助您隱藏網路的真實 IP 地址,使其免受外部使用者的訪問,並充當防火牆。

使用 NAT 的優勢

使用 NAT 的優勢如下:

  • 它有助於隱藏內部網路的真實 IP 地址,使其免受公共網路的訪問,並充當防火牆。

  • 它允許多個私有地址訪問一個網際網路連線。因此,它可以節省我們為多個裝置購買多個網際網路連線的費用。我們可以將同一個網際網路用於所有裝置。

埠地址轉換 (PAT)

PAT 是埠地址轉換。最初,當只有 NAT 時,它非常簡單,並且認為所有事情都太容易了。

但是,當多個使用者從一臺電腦開啟一個網站併發出第二個請求開啟第二個網站時,IP 地址是相同的。因此,在內容需要交付和獲取的哪個多頁面上會產生混淆。

如果只有一個請求,那麼 NAT 就足夠了,但是當來自一臺電腦本身的多個請求出現時,哪個內容應該顯示在哪個頁面上就會產生混淆。

然後,PAT 技術開始使用。除了 NAT 之外,PAT 也很重要,因為透過使用 NAT,IP 地址被攜帶和轉換。但是,透過使用 PAT,內容要從哪個埠攜帶到哪個埠也被執行。

示例

考慮以下示例來演示 PAT:

解釋

**步驟 1** - 在圖中,我們可以看到電腦具有某些私有 IP 地址。

**步驟 2** - 存在一個路由器,其中包含私有和公有 IP 地址。

**步驟 3** - 當我們從電腦請求一個網頁地址時,路由器會請求該網頁地址,並且埠開啟。

**步驟 4** - 內部本地 IP 地址將被髮送,並且內部全域性 IP 地址將被髮送到我們請求的網站伺服器。

**步驟 5** - 透過 PAT,請求埠號將在內部全域性 IP 地址中更改。

**步驟 6** - PAT 將在內部本地 IP 地址中被採用,並且埠號將對映到內部全域性 IP 地址上的唯一埠號。它將獲取內部 IP 地址並將其對映。

更新於:2021 年 9 月 15 日

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