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  1990年代中期,英語:NAT是作為一種解決IPv4地址短缺以避免保留IP地址困難的方案而流行起來的。網路地址轉換在很多國家廣泛使用。所以NAT就成了家庭和小型辦公室網路連線上的路由器的一個標準特徵,因為對他們來說,申請獨立的IP地址的代價要高於所帶來的效益。  在一個典型的配置中,一個本地網路使用一個專有網路的指定子網(比如192.168.x.x或10.x.x.x)和連在這個網路上的一個路由器。這個路由器佔有這個網路地址空間的一個專有地址(比如192.168.0.1),同時它還通過一個或多個因特網服務提供商提供的公有的英語:IP地址(叫做“過載”英語:NAT)連線到因特網上。當資訊由本地網路向因特網傳遞時,源地址從專有地址轉換為公用地址。由路由器跟蹤每個連線上的基本資料,主要是目的地址和埠。當有回覆返回路由器時,它通過輸出階段記錄的連線跟蹤資料來決定該轉發給內部網的哪個主機;如果有多個公用地址可用,當資料包返回時,TCP或UDP客戶機的埠號可以用來分解資料包。對於因特網上的通訊,路由器本身充當源和目的。  流行在網路上的一種看法認為,IPv6的廣泛採用將使得NAT不再需要,因為NAT只是一個處理IPv4的地址空間不足的方法。

  在一個具有NAT功能的路由器下的主機並沒有建立真正的IP地址,並且不能參與一些因特網協議。一些需要初始化從外部網路建立的TCP連線和無狀態協議(比如UDP)無法實現。除非NAT路由器管理者預先設定了規則,否則送來的資料包將不能到達正確的目的地址。一些協議有時可以在應用層閘道器(見下)的輔助下,在參與英語:NAT的主機之間容納一個英語:NAT的例項,比如英語:FTP。NAT也會使安全協議變的複雜,比如英語:IPsec。  端對端連線是被IAB委員會(英語:Internet Architecture Board)支援的核心因特網協議之一,因此有些人據此認為英語:NAT是對公用因特網的一個破壞。一些因特網服務提供商(ISP)只向他們的客戶提供本地IP地址,所以他們必須通過英語:NAT來訪問英語:ISP網路以外的服務,並且這些公司能不能算的上真正的提供了因特網服務的話題也被談起。  NAT除了帶來方便和代價之外,對全雙工連線支援的缺少在一些情況下可以看作是一個有好處的特徵而不是一個限制。在一定程度上,NAT依賴於本地網路上的一臺機器來初始化和路由器另一邊的主機的任何連線,它可以阻止外部網路上的主機的惡意活動。這樣就可以阻止網路蠕蟲病毒來提高本地系統的可靠性,阻擋惡意瀏覽來提高本地系統的私密性。很多具有NAT功能的防火牆都是使用這種功能來提供核心保護的。另外,它也為UDP的跨區域網的傳輸提供了方便。

  

  這一種也可稱作英語:NAT或“靜態英語:NAT”,在中提供了資訊。它在技術上比較簡單,僅支援地址轉換,不支援埠對映。Basic NAT要求對每一個當前連線都要對應一個公網英語:IP地址,因此要維護一個公網的地址池。寬頻(broadband)路由器通常使用這種方式來允許一臺指定的裝置去管理所有的外部連結,甚至當路由器本身只有一個可用外部IP時也如此,這臺路由器有時也被標記為DMZ主機。由於改變了IP源地址,在重新封裝資料包時候必須重新計算校驗和,網路層以上的只要涉及到IP地址的頭部校驗和都要重新計算。  Basic NAT要維護一個無埠號NAT表,結構如下。

  這種方式支援埠的對映,並允許多臺主機共享一個公網英語:IP地址。  支援埠轉換的NAT又可以分為兩類:源地址轉換和目的地址轉換。前一種情形下發起連線的計算機的IP地址將會被重寫,使得內網主機發出的資料包能夠到達外網主機。後一種情況下被連線計算機的IP地址將被重寫,使得外網主機發出的資料包能夠到達內網主機。實際上,以上兩種方式通常會一起被使用以支援雙向通訊。  NAPT維護一個帶有IP以及埠號的NAT表,結構如下。

  一些高層協議(比如英語:FTP,英語:Quake,英語:SIP)在IP包的有效資料內傳送網路層(第三層)資訊。比如,主動模式的FTP使用單獨的埠分別來控制命令傳輸和資料傳輸。當請求一個檔案傳輸時,主機在傳送請求的同時也通知對方自己想要在哪個埠接受資料。但是,如果主機是在一個簡單的NAT防火牆後傳送的請求,那麼由於埠的對映,將會使對方接收到的資訊無效。  一個應用層閘道(英語:Application Layer Gateway,ALG)可以修正這個問題。執行在英語:NAT防火牆裝置上的英語:ALG軟體模組可以更新任何由地址轉換而導致無效的資訊。顯然,ALG需要明白它所要修正的上層協議,所以每個有這種問題的協議都需要有一個單獨的英語:ALG。  但是,除英語:FTP外的大多數傳統的客戶機-伺服器協議不需要傳送網路層(第三層)資訊,也就不需要英語:ALG。  這個問題的另一個可能的解決方法是使用像英語:STUN這樣的技術,但是這隻針對建立在英語:UDP上的高層協議,並且需要它內建這種技術。這種技術對於對稱英語:NAT也是無效的。還有一種可能的方案是英語:UPnP,但它需要和英語:NAT裝置配合起來使用。
網路地址轉換(,縮寫:英語:NAT;又稱網路掩蔽、英語:IP掩蔽)在計算機網路中是一種在英語:IP封包通過路由器或防火牆時重寫來源英語:IP地址或目的英語:IP地址的技術。這種技術被普遍使用在有多臺主機但只通過一個公有IP地址訪問因特網的私有網路中。它是一個方便且得到了廣泛應用的技術。當然,英語:NAT也讓主機之間的通訊變得複雜,導致了通訊效率的降低。