NAT
背景
IPv4——网际网协议第4版（Internet Protocol Version 4）定义一个跨越异种网络互连的超级网，为每个网际网的节点分配全球唯一IP地址。
IPv4使用32bits整数表达一个地址，地址最大范围就是232约为43亿。
以IP创始时期可被联网的设备来看，这样的一个空间已经很大，很难被短时间用完。
然而，事实远远超出人们的设想，计算机网络在此后的几十年里迅速壮大，网络终端数量呈爆炸性增长。
2011年2月3日，IANA宣布：IPv4地址空间最后5个地址块已经被分配给下属的5个地区委员会。
2011年4月15日，亚太区委员会APNIC对外宣布，除了个别保留地址外，本区域所有的IPv4地址基本耗尽。
一时之间，IPv4地址作为一种濒危资源身价陡增。
因此必须考虑IPv4的替代方案，同时采取措施来减缓IPv4地址的消耗。 并且到现在IPv6也还未全部普及，甚至有些设备还未支持IPv6地址，为了解决这个问题——NAT诞生。
定义
NAT（Network Address Translation）网络地址转换
1994年提出。NAT是用于在本地网络中使用私有地址，在连接互联网时转而使用全局 IP 地址的技术。
NAT实际上是为解决IPv4地址短缺而开发的技术。
作用
宽带分享：这是 NAT 主机的最大功能。
安全防护：外网无法获悉内网地址，保证内网安全性
原理
通过在出口路由上做NAT，使内网访问外网通过出口路由时，源地址会转换成特定公有地址，并且将两个ip映射关系加到NAT映射表上。
在外网向内网通信时，目的地址还是特定公有地址，但是到达出口路由器后，查看NAT映射表，从而转换为私有地址。
NAT分类
静态NAT（基本淘汰）
私有地址与公有地址关系：一对一
每个私有地址与一个共有地址一一对应。
[R1-GigabitEthernet0/0/1]nat static global 122.1.2.1 inside 192.168.1.1
[R1-GigabitEthernet0/0/1]nat static global 122.1.2.2 inside 192.168.1.2
[R1-GigabitEthernet0/0/1]nat static global 122.1.2.3 inside 192.168.1.3动态NAT
私有地址与公有地址关系：多对多
通过使用地址池的方式，将需要使用的共有地址加入到地址池内，地址池内的地址未使用标记为Not Use，使用的标识为In Use，每次转换都会使用标记为Not Use的地址。
缺点：私有地址和公有地址在理论上还是属于一对一关系，地址利用率不高。
[R1]nat address-group 1 122.1.2.1 122.1.2.3 #创建地址池包括122.1.2.1 122.1.2.3地址
[R1]acl 2000
[R1-acl-basic-2000]rule 5 permit source 192.168.1.0 0.0.0.255 #匹配192.168.1.0网段的地址
[R1-acl-basic-2000]quit
[R1]interface GigabitEthernet0/0/1
[R1-GigabitEthernet0/0/1]nat outbound 2000 address-group 1 no-pat #在出方向进行地址转换NAPT/Easy-IP
NAPT（Network Address and Port Translation，网络地址端口转换）：从地址池中选择地址进行地址转换时不仅转换IP地址，同时也会对端口号进行转换，从而实现公有地址与私有地址的1:n映射，可以有效提高公有地址利用率。
与动态NAT配置基本相同，不同之处在于配置出口nat时使用 pat。
Easy IP：实现原理和NAPT相同，同时转换IP地址、传输层端口，区别在于Easy IP没有地址池的概念，使用接口地址作为NAT转换的公有地址。
[R1]acl 2000
[R1-acl-basic-2000]rule 5 permit source 192.168.1.0 0.0.0.255
[R1-acl-basic-2000]quit
[R1]interface GigabitEthernet0/0/1
[R1-GigabitEthernet0/0/1]nat outbound 2000NAT Server
指定[公有地址:端口]与[私有地址:端口]的一对一映射关系，将内网服务器映射到公网，当私有网络中的服务器需要对公网提供服务时使用。
外网主机主动访问[公有地址:端口]实现对内网服务器的访问。
有一个项目，环境是这样的，一台设备，设了管理ip，通过家用路由器，电脑连上wifi可以管理该设备。
电脑属于内网，开启了ftp，设备属于外网，如何使用设备访问电脑的ftp呢。
答案就是做NAT Server。 当时在家用路由器上做了一个NAT Server，绑定了固定的端口，然后设备就可以ftp上我的电脑了。
#将内网服务器192.168.1.10的8080端口映射到公有地址122.1.2.1的80端口。
[R1-GigabitEthernet0/0/1]nat server protocol tcp global 122.1.2.1 www inside 192.168.1.10 8080面试真题
docker容器怎么和外部网络通信？
Docker容器通常通过宿主机的网络接口与外部网络进行通信。
当容器需要与外部网络通信时，宿主机上的NAT软件会将容器的内部IP地址转换为公共IP地址，从而实现与外部网络的连接。
参考文章
