有位讀者對NAT技術不是很清楚，我這篇文章對NAT技術的由來做個講解。

今天無數的人，享受這互聯網帶來的便捷。每天早上起床第一件的tia事情，就是看下微信有沒有新的消息，今天有沒有重大的新聞，今天的天氣怎樣。足不出戶就能獲取到最新的資訊。但是，互聯網給億萬用戶帶來便利的同時，自身也面臨一個致命的危機：構建這個互聯網大廈的基礎協議IPv4協議的地址已經快用盡了。

為什么快要用盡了呢?

為了找到這個答案，我們需要簡單回顧下IPv4協議。

IPv4定義一個跨越異種網絡互連的超級網，它為每個網際網的節點分配全球唯一IP地址。如果我們把互聯網比作一個郵政系統，那么IP地址的作用就等同于包含城市、街區、門牌編號在內的完整地址。我們知道IPv4使用32bits整數表達一個地址，地址最大范圍就是2^32 約為43億。以IP創始時期可被聯網的設備來看，這樣的一個空間已經很大，很難被短時間用完。當時的設計者們也沒有想到會在這么短的時間內用完。然而，事實遠遠超出人們的設想，計算機網絡在此后的幾十年里迅速壯大，網絡終端數量呈爆炸性增長。還有一點更糟糕的是，43億的地址空間被按照不同前綴長度劃分為A,B,C,D類地址網絡和保留地址。我們看下圖：

IPv4網絡地址劃分

在剛開始的時候，向超大型企業/組織分配A類網絡地址，一次給一個段(奢侈)。向中型企業或者教育機構分配B類地址，一次也給一個段。這樣分配被浪費的太嚴重了。被分出的地址，都沒有被真正的使用到。

以至于二十世紀90年代初的時候，網絡專家們意識到，這樣大手大腳揮霍地址，IPv4地址很快就要被耗光了。于是，人們開始考慮解決方案。方案分為兩個方向：1，IPv4的替代方案;2，采取一系列的措施來減緩IPv4地址的消耗。這兩個方向都有了結果。一個是采用IPv6地址，另一個方案是采用NAT技術。

NAT是一項神奇的技術，說它神奇在于它的出現幾乎使IPv4起死回生。這也就是我標題中的“攪局者”了。在IPv4已經被認為行將結束歷史使命之后近20年時間里，人們幾乎忘了IPv4的地址空間即將耗盡這樣一個事實——在新技術日新月異的時代，20年可算一段漫長的歷史。更不用說，在NAT產生以后，網絡終端的數量呈加速上升趨勢，對IP地址的需求劇烈增加。此足見NAT技術是多么的偉大，這樣的稱贊，絕對稱得上。

說它神奇，更因為NAT給IP網絡模型帶來了深遠影響，其身影遍布網絡每個角落。根據一份最近的研究報告，70%的P2P用戶位于NAT網關以內。因為P2P主要運行在終端用戶的個人電腦之上，這個數字意味著大多數PC通過NAT網關連接到Internet。如果加上2G和3G方式聯網的智能手機等移動終端，在NAT網關之后的用戶遠遠超過這個比例。

然而當我們求本溯源時卻發現一個很奇怪的事實：NAT這一意義重大的技術，竟然沒有公認的發明者。NAT第一個版本的RFC作者，只是整理歸納了已被廣泛采用的技術。

那NAT到底是是什么呢?我們看名字翻譯下 net address translate，網絡地址轉換。

NAT名字很準確，網絡地址轉換，就是替換IP報文頭部的地址信息。NAT通常部署在一個組織的網絡出口位置，通過將內部網絡IP地址替換為出口的IP地址提供公網可達性和上層協議的連接能力。