Win XP中网络地址转换(NAT)概述(2)

　NAT 设备后面的客户端通常通过 DHCP (动态主机配置协议) 分配到专用的 IP 地址，或者由管理员进行静态配置。在该专用网络的外面进行通信时，通常会发生下列事情。

在客户机上

　　当应用程序想同服务器通信时，它将打开与源 IP 地址、源端口、目标 IP 地址、目标端口及网络协议相关联的套接字。这样可以识别通信所需的两个端点。当应用程序利用该套接字传输信息时，客户机的专用 IP 地址 (源 IP 地址) 和端口 (源端口) 将被插入数据包的源字段中。数据包的目标字段将包含服务器的 IP 地址 (远程主机 - 目标 IP 地址) 和端口。由于该数据包的目的地是该专用网络之外的某个位置，因此客户机将把该数据包转发给默认的网关。这种情况下的默认网关就是 NAT 设备。

NAT 设备上的输出数据包

　　NAT 设备将截获该输出数据包，然后利用目标 IP 地址 (服务器)、目标端口、NAT 设备的外部 IP 地址、外部端口、网络协议及客户机的内部 IP 地址和端口来创建端口映射。

　　NAT 设备将维护这些映射组成的表，并将该端口的映射存储在表中。外部 IP 地址和端口就是该数据通信用于取代内部客户机 IP 地址和端口的公共 IP 地址和端口。

　　NAT 设备随即将来自客户机专用内部 IP 地址和端口的数据包的源字段转换为 NAT 设备的公共 IP 地址和端口，从而对这些数据包进行转换。

　　然后，数据包将通过外部网络发送出去，并最终到达目标服务器。  

服务器上

　　当服务器接收到数据包时，它认为自己是在和一台具有可全球路由 IP 地址的计算机进行通信。它会利用自己源字段中的 IP 地址和端口将响应数据包定向到 NAT 设备的外部 IP 地址和端口。

NAT 设备上的输入数据包

　　NAT 从服务器那接收到这些数据包，然后将数据包与其端口映射表进行比较。如果 NAT 发现某个端口映射的远程主机 IP 地址、远程端口、外部端口及网络协议与输入数据包的源 IP 地址、源端口、目标端口和网络协议匹配，NAT 就会进行反向转换。NAT 将把数据包目标字段中的外部 IP 地址和外部端口替换为客户机的专用 IP 地址和内部端口。

　　然后，NAT 将内部网络上的数据包发送给客户机。然而，如果 NAT 找不到对应的端口映射，它就会丢弃输入数据包并中断连接。

　　NAT 的作用是，客户机将能在全球 Internet 上与专用 IP 地址进行通讯，而应用程序或客户机却无需做任何额外的工作。这意味着应用程序不必调用额外的 API，客户机也不必执行附加的配置。在这种情况下，NAT 对客户机和服务器应用程序来说都是透明的 - 所有对象都正常工作。

　　但是，并非所有网络应用程序都使用能与 NAT 协同工作的协议。这就是问题的所在。

NAT 与应用程序之间的常见问题

　　如果客户机在开始连接和接收回复时都使用同一端口，则让客户机利用 NAT 来共享单个可全局路由的 IP 地址不会有什么问题。但是，许多应用程序所用策略的假定条件在 NAT 设备用于连接 Internet 时都不成立。这里将讨论其中一些问题。