IP协议4

NAT

NAT (Network Address Translator) 是一种用于将局域网中的私有地址转换成全局 IP 地址的技术。

在连接上无线路由器的时候,如果检查一下设备的 IP 地址,也许你会发现是类似于 192.168.1.1 这样的局域网 IP 地址。那不同网段中,IP 地址都是 192.168.1.1 的主机改如何通信呢?

局域网中 IP 地址为 10.0.0.10 的主机向全局 IP 地址 163.221.120.9 发送数据。NAT 路由器将数据包的源地址修改成自己的全局 IP 地址:202.244.174.37。同理,接收数据时,路由器把目标地址 202.244.174.37 翻译成内网地址:10.0.0.10

路由器只有一个对外的全局 IP 地址,如果有多个内网主机都向外部通讯怎么办呢?这时就要使用 NAPT 技术,它和 NAT 从原理上类似,但它可以转换 TCP 和 UDP 端口号。

使用 NAPT 技术时,不同的内网 IP 被转换成同一个公共 IP 地址,也就是路由器对外显示的全局 IP 地址,但是被附加不同的端口号以示区分

不管是 NAT 还是 NAPT,都需要路由器路由器内部维护一张自动生成的地址转换表。以 TCP 为例,建立 TCP 连接首次握手的 SYN 包发出时会生成这个表,关闭连接时会发出 FIN 包,收到这个包的应答时转换表被删除。

IP隧道

在下图所示的网络环境中,网络A、B使用IPv6,如果处于中间位置的网络C支持使用IPv4的话,A与B之间就无法直接进行通信。为了让他们之间正常通信,这是必须得采用IP隧道的功能。

IP隧道中可以将那些从网络A发过来的IPv6的包统和为一个数据,再为之追加一个IPv4的首部以后转发给网络C。

一般情况下,紧接着IP首部的是TCP或UDP的首部。然而,现在的应用中,"IP首部的后面还是IP首部"或者"IP首部的后面是IPv6的首部"等情况与日俱增。这种在网络层的首部后面继续追加网络层首部 的通信方法就叫做"IP隧道"。

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