NAT网络工作原理和NAT类型

news/2024/11/16 5:27:04/

NAT基本工作流程

通常情况下,某个局域网中,只有路由器的ip是公网的,局域网中的设备都是内网ip,内网ip不具备直接与外部应用通信的能力。

处于内网的设备如何借助NAT来实现访问外网的应用?

对于开启了NAT功能的局域网,其内部设备访问公网的流程大致是这样的:

  1. 内网设备向公网应用发起应用时,会在报文中携带目的ip+目的端口,同时也会带上自己的局域网ip+端口
  2. 设备的请求报文首先来到路由器,路由器开启了NAT功能
  3. 此时NAT程序会改写报文中源ip+源端口为当前路由器自己的ip+端口,同时将这组映射关系写到NAT映射表中,继续发送给公网设备
  4. 通过NAT映射表来记录这个映射关系,常规情况下,映射表是由设备局域网ip+局域网设备端口+路由器IP+路由器端口组成的
  5. 当外部应用的响应或请求来到路由器时,NAT程序会根据报文中的目的ip+目的端口,在映射表找到对应的局域网设备,将这个报文继续转发给局域网设备
  6. 一次完成的网络请求结束

在这里插入图片描述

NAT表的映射关系是由内网设备主动向公网设备发起请求而生成的。

公网设备无法主动访问内网设备,因此此时NAT表中不存在映射关系。

NAT打洞

在局域网中p2p设备同样是借助路由器的公网ip来完成数据传输的。

在p2p的通信模式下,每个peer需要知道对方peer的公网ip+端口,因此需要借助外部的服务来完成peer网络信息的交换,这个过程就是NAT打洞。

大致的流程:

  1. 每个peer向一个公共的服务器发送一个请求
  2. 服务器会记录下每个peer对应的公网ip,并把对方的公网ip发送给另一方
  3. 双方peer获取到对应的公网ip+端口,接下来进行p2p通信

在这里插入图片描述

NAT类型

现实情况中,NAT并没有理想中的简单,NAT的规则存在不同的差异,因此可以大致可以将NAT的类型分为四种

再强调一遍:

NAT表的映射关系是由内网设备主动向公网设备发起请求而生成的。

公网设备无法主动访问内网设备,因此此时NAT表中不存在映射关系。

完全圆锥形

在NAT表中,每个局域网ip+端口都映射一个公网IP+端口,

当由局域网设备发起的任何请求,不区分目的ip,都会经过同一个公网ip+端口改写,同样,当NAT收到外网的请求或响应时,只要是对应的端口,就转发给对应的局域网设备。

在这里插入图片描述

只要外网的请求或响应的目的端口是同一个,那么就会根据NAT映射表转发给对应的局域网设备

即一个局域网设备在NAT映射表中只有一条记录

受限圆锥形

受限圆锥形NAT也叫ip受限型NAT,在NAT表中,处理局域网ip+局域网端口+公网ip+公网端口外,还记录了一条目的ip

因此只有特定的外网ip的请求才能转发给内部局域网设备。

即一个局域网设备每次请求不同的目的ip,都会有一条映射关系在NAT表中

在这里插入图片描述

端口受限圆锥形

对于局域网设备的请求的目的ip+端口进行限制,即使同一个目的ip,但端口不一致,也会在NAT中存在一条映射关系。

在这里插入图片描述

只有外网设备特定的ip+特定的端口,才能将请求转发给局域网设备。

对称形NAT

前面三种类型的NAT,无论局域网设备的目的ip+目的端口如何变化,都会被映射为同一个的外网ip+外网端口。

但对于对称形NAT,一旦目的ip+目的端口发生变化,那么映射到的公网端口也是不同的。

在这里插入图片描述

在对称形NAT网络下,peer设备是无法打洞成功的,因为每次请求不同的ip+不同的端口,都会产生一个新的公网port,peer设备无法准确获取到对方的网络信息。


http://www.ppmy.cn/news/1547360.html

相关文章

C++内存池实现

1.内存池概念 内存池就和其他的池数据(如线程池)结构类似,由程序维护一个“池”结构来管理程序使用的内存,然后根据需要从内存池中申请使用内存或者向内存池中释放内存,来达到高效管理内存的目的。 在一般的内存管理的…

Java学习Day60:回家!(ElasticStatic)

1.what is ElasticStatic The Elastic Stack, 包括 Elasticsearch、 Kibana、 Beats 和 Logstash(也称为 ELK Stack)。能够安全可靠地获取任何来源、任何格式的数据,然后实时地对数据进行搜索、分析和可视化。 Elaticsearch,简称…

XML Schema 字符串数据类型

XML Schema 字符串数据类型 1. 概述 XML Schema 是一种用于定义 XML 文档结构和内容的语言。它提供了一种强大的机制来描述 XML 数据的类型、结构和约束。在 XML Schema 中,字符串数据类型是一种基本数据类型,用于表示文本数据。 2. 字符串数据类型 …

【大语言模型】ACL2024论文-10 CSCD-IME: 纠正拼音输入法产生的拼写错误

【大语言模型】ACL2024论文-10 CSCD-IME: 纠正拼音输入法产生的拼写错误 目录 文章目录 【大语言模型】ACL2024论文-10 CSCD-IME: 纠正拼音输入法产生的拼写错误目录摘要研究背景问题与挑战如何解决创新点算法模型1. 错误检测模型2. 伪数据生成模块3. n-gram语言模型过滤4. 多任…

mysql 配置文件 my.cnf 增加 lower_case_table_names = 1 服务启动不了的原因

原因:在MySQL8.0之后的版本,只允许在数据库初始化时指定,之后不允许修改了 mysql 配置文件 my.cnf 增加 lower_case_table_names 1 服务启动不了 报错信息:Job for mysqld.service failed because the control process exited …

ElegantRL:高效、稳定的深度强化学习开源框架

ElegantRL是一个专为大规模并行深度强化学习(DRL)设计的开源框架,由Yonv1943(或AI4Finance-Foundation)开发。以下是关于ElegantRL的详细介绍: 一、项目背景与特点 项目名称:ElegantRL&#xf…

「iOS」——知乎日报第三周总结

知乎日报 前言详情页WKWebView的学习无限右滑小菊花控件工具栏 总结 前言 第三周完成了详情页的逻辑,主要写了无限右滑的逻辑,对一些UI控件进行优化。 详情页 WKWebView的学习 WKWebView是是苹果推崇的一个新的类,它用于将一个网页嵌套在软…

【3D Slicer】的小白入门使用指南一

一、3D Slicer认识 3D Slicer是一个开源医学影像分析和可视化平台(本质是TotalSegmentator的软件版)。(补充:TotalSegmentator 是一个用于医学图像分割的开源工具,能够对104种解剖结构进行精确分割。该项目基于深度学习技术,支持CT和MR图像的处理。TotalSegmentator 提供…