一.简单介绍
NAT(Network Address Translation)：网络地址转换，是将IP数据包头中的IP地址转换为另一个IP地址的过程。在实际的应用中，NAT主要用于实现私有网络访问公共网络的功能。这种通过使用少量的公网IP地址代表较多的私有IP地址的方式，将有助于减缓可用IP地址空间的枯竭。
简单来说，NAT就是在内部专有网络使用内部地址(不可路由)，而当内部节点要与外界网络发生联系时，就在边缘路由器或者防火墙处，将内部的地址替换成全局地址(合法地址，可路由)，从而在外部公共网上正常使用。
这里说明一下，内部地址是指在内部网络中分配给节点的私有IP地址，这个地址只能在内部网络中使用，不能被路由。虽然内部地址可以随机挑选，但是通常使用的是RFC 1918中定义的专用地址：10.0.0.010.255.255.255、172.16.0.0172.16.255.255,192.168.0.0~192.168.255.255。全局地址，是指合法的IP地址，它是由NIC或者网络服务提供商分配的地址，对外代表一个或多个内部局部地址，是全局统一的可寻址的地址。
NAT的作用：NAT的主要作用是节省地址空间，在任一时刻，如果内部网络中只有少数节点与外界建立连接，那么就只有少数的内部地址需要被转换成全局地址，可以减少对合法地址的需求。同时，还可以使用多个内部地址共享一个外部地址，使用端口进行区分。这样就能更有效的节约合法地址。除了节约地址，NAT还能简化配置，增加网络规划的灵活性，使用NAT，可以在规划地址时有更大的灵活性，从而简化内部网的涉及。另外，当两个有地址重叠的私有网要连接在一起时，可以使用NAT来防止地址冲突，而避免逐个改变节点的地址这个繁杂的工作。
网络地址转换主要有两种：SNAT和DNAT，下面对这两种地址转换进行详细说明。
二.SNAT
SNAT(Source Network Address Translation)：源网络地址转换，内部地址要访问公网上的服务时，内部地址会主动发起连接，将内部地址转换为公网IP。有关这个地址转换称为SNAT。
具体示例说明：
公司内部的主机A想访问互联网上的主机C，首先将请求数据包(源：ipA,目标：ipC)发送到防火墙所在的主机B，B收到后将数据包源地址改为本机公网网卡的ip(源：ipA,目标：ipB)，然后经互联网发送给C，C收到后将回应包(源：ipC,目标：ipB)转发给C的路由器，经互联网将回应包转给B，B收到回应包后修改其目的地址，将回应包(源：ipC，目标：ipA)然后将数据包转发给A。
比如，多个PC机使用ADSL路由器共享上网，每个PC机都配置了内网IP。PC机访问外部网络的时候，路由器将数据包的报头中的源地址替换成路由器的ip。当外部网络的服务器比如网站web服务器接到访问请求的时候，他的日志记录下来的是路由器的ip地址，而不是pc机的内网ip。
三.DNAT
DNAT(Destination Network Address Translation)：目标地址转换，内部需要对外提供服务时，外部主动发起连接，路由器或者防火墙的网络接收到这个连接，然后将连接转换到内部，此过程是由带公网ip的网关代替内部服务来接收外部的连接，然后在内部做地址转换。此转换成为DNAT，主要用于内部服务对外发布。
互联网主机C想访问企业内部的web服务器A，但A的地址是私有地址，无法直接访问。此时，C可以访问防火墙的公网地址，C的请求数据包（源：ipC，目标：ipB）到达防火墙B后，在B的PREROUTING上将请求数据包的目标地址进行修改，并将数据包（源：ipC，目标：ipA）发送给A。A收到后进行回复发送响应包（源：ipA，目的ipC）到防火墙，防火墙收到后对数据包源地址进行修改，并将响应包（源：ipB，目标：ipC）给C。利用这种机制可以将企业内部的服务发布到互联网。
典型的应用：
有个web服务器放在内网，配置内网ip，前端有个防火墙，配置公网ip，互联网上的访问者使用公网ip来访问这个网站。当访问的时候，客户端发出一个数据包，这个数据包的报头里边，目标地址写的是防火墙的公网ip。防火墙会把这个数据包的报头改写一次，将目标地址改写成web服务器的内网ip，然后再把这个数据包发送到内网的web服务器上这样，数据包就穿透了防火墙，并从公网ip变成了一个对内网地址的访问了，即DNAT，基于目标的网络地址转换 。