NAT（Network Address Translation），网络地址转换。
其过程如下：通常在一个firewall或者Router上起NAT，firewall有两个NIC，一个接Internet，为合法的IP，一个接LAN，为保留IP。LAN的用户的default gateway指向NAT的内部（LAN）接口，所有从LAN通过NAT出去的包在NAT处会经行一个转换，通常会把这些包的源IP地址转换成NAT外部接口的合法IP地址，同时NAT在自己的连接表中添加一条记录，便于其应答包的目的回送。改了源IP地址的包送到Internet，其应答包回到NAT的外部接口，NAT接到应答包后，通过查看其连接表的记录，更改应答包的目标IP，然后送到发出请求的工作站。
NAT通常和一些firewall产品绑定在一起，比如cisco的PIX。
NAT处理内部网络数据包方式：
1.来自内部网络接口已符合转换条件的数据包到达NAT，在NAT表中查找匹配外部本地地址（相同目的IP数据包地址）转换项。
2.若无法找到匹配的外部地址项，数据包丢失；若发现匹配项，NAT用表中找到的外部全局地址替代数据包中的目的地址。
3.NAT继续在NAT表中查找，以确定是否有内部本地地址与该数据包中的源IP地址相匹配。
4.若无法找到匹配项，NAT会自行创建新的内部地址项，然后将此地址插入到数据包中；若发现匹配项，NAT用表中内部全局地址替代数据包中的源地址。
NAT处理外部网络数据包方式：
1.来自外部网络接口已符合转换条件的数据包到达NAT，在NAT表中查找匹配内部全局地址（相同目的IP数据包地址）转换项。
2.若无法找到匹配的内部地址项，数据包丢失；若发现匹配项，NAT用表中找到的内部本地地址替代数据包中的目的地址。
3.NAT继续在NAT表中查找，以确定是否有外部全局地址与该数据包中的源IP地址相匹配。
4.若无法找到匹配项，NAT会自行创建新的外部全局地址，然后将重复上述的操作。
5.每次NAT修改报头，路由器须从新计算IP和TCP的校验和的值，并用新的值代替原来的校验和。
NAT的几个相关概念
NAT可分为静态地址转换、动态地址转换、复用动态地址转换（端口地址转换port address translator，PAT）。
Inside Local IP Address，内部本地地址：指定于内部网络的主机地址，全局唯一，但为私有地址。
Inside Global IP Address，内部全局地址：代表一个或更多内部IP到外部网络可路由的合法IP（须注册）。
Outside Local IP Address，外部本地地址：为内部网络主机所知的一台外部网络中的主机IP地址（无须注册），主要用于静态转换。
Outside Glocal IP Address，外部全局地址：外部网络主机的合法注册IP，主要用于静态转换。
Simple Translation Entry：影射IP到另一个地址Entry。
Extended Translation Entry：影射IP地址和端口到另一对地址的Entry。
备注：内部端口应使用Ethernet端口，外部端口使用Serial端。
下面是CISCO官方ppt中的图片，借来帮助大家理解下NAT的工作过程：
网络地址转换：
端口地址转换：
交换内部源地址：
静态地址转换过程：
静态地址转换配置方法：
config)#ip nat inside source static 本地私有IP 公网全局IP
作用到接口下：
ethernet(以太口)下：config-if)#ip nat inside
serial(串行接口)下:config-if)#ip nat outside
动态地址转换过程：
动态地址转换配置方法：
①定义接口地址及其方向：
以太口：config)#interface ex/y
config-if)#ip addr A.B.C.D
config-if)#ip nat inside
串口：config)#interface sx/y
config-if)#ip addr A.B.C.D
config-if)#ip nat outside
②定义全局地址池：
config)#ip nat pool 地址池名 start-ip-address end-ip-address netmask network-mask
③ 定义标准访问控制列表：
config)#access-list <1-99> permit 内部IP网段 内部网段反掩码
④实现全局地址池和标准访问列表间的映射：
config)#ip nat inside source list <1-99> pool 地址池名
内部全局地址负载：
负载均衡配置方法：
config)#ip nat inside source list <1-99> interface sx/y overload
config)#access-list <1-99> permit 源网络IP 源网络IP反掩码
相关的命令：
清除NAT地址转换表: #clear ip nat translation/statistics
查看NAT地址转换表：#show ip nat translation
查看NAT地址状态：#show ip nat statistics [verbose]
调试命令：#debug ip nat
因为静态地址转换的配置方方法比较简单，这里就不再赘述了，下面为大家举一个动态地址转换的配置实例。
配置实例大致拓扑图如下：
基本的配置如上图所示，Router1充当的是外部Internet，只给它配置了IP地址。Router0的基本配置如下：
r1#sh runBuilding configuration...Current configuration : 633 bytes
!version 12.2no service password-encryption!hostname r1!ip ssh version 1!interface FastEthernet0/0 ip address 192.168.1.1 255.255.255.0 ip nat inside duplex auto speed auto!interface FastEthernet0/1 no ip address duplex auto speed auto shutdown!interface Serial0/0 ip address 172.16.1.1 255.255.255.0 ip nat outside clock rate 64000!interface Serial0/1 no ip address shutdown!ip nat pool name1 172.16.1.1 172.16.1.1 netmask 255.255.255.0ip nat inside source list 10 pool name1 overloadip classless!access-list 10 permit 192.168.1.0 0.0.0.255!line con 0line vty 0 4 login!end配置完后，我们来测试下，三台内部PC均可与外网相互通讯，说明地址转换成功。
下面我们来看看 NAT状态和地址转换表，
到这里，实验成功完成。配置起来其实很简单，主要掌握原理和熟悉其命令。
