點贊後看，養成習慣
喜歡的話 可以點個關注喲
你們的點贊支持對博主們來說很重要哦 ！！！
本文將針對以下問題逐條進行解答：
01 IPV4有何實際意義？
02 爲什麼需要進行NAT(網絡地址轉換)？
03 如何進行網絡地址轉換？
爲方便您的閱讀，可點擊下方藍色字體，進行跳轉↓↓↓
01 IPV4的用途
IPV4地址是網絡上唯一的地址，通過這些公網IPV4地址，我們能夠準確定位到某一臺主機。
那我們知道了地址之後，是不是一定能夠找到對方呢？ 並不是的，比如，你知道你要去的地方是動物園，那你就一定知道去的路嘛？不一定吧，通常情況下我們還得通過地圖導航軟件來輔助我們到達目的地。
而在網絡上充當這個地圖角色的就是路由器們，路由器再知道了公網IPV4地址之後，就會告訴相鄰的鄰居，鄰居再告訴鄰居，就這樣，一傳十，十傳百，一張網絡的地圖就這麼產生了。
具體來說，如果小明擁有一個公網IP爲：1.1.1.1，那麼路由器A因爲是直連肯定知道要找小明怎麼走。而路由器A不僅自己知道怎麼找A，還會告訴路由器B如果你想找小明的話，你就把IP包發給我就好了。以此類推，最後，路由器D如果想要和小明通信的話，那他把IP包丟給路由器C，路由器C把IP包丟給路由器B，最後路由器B丟給路由器A。
以上，A -> D 是路由擴散的過程，這個過程有路由器上的路由協議完成
D -> A 是用戶IP包接力的過程，像多米諾骨牌一樣，最終找到小明
現在假設連接在路由器A上的小明 1.1.1.1 要和 連接在路由器D上的小美 2.2.2.2 進行通信，過程是怎麼樣的呢？
首先小明發送IP包的時候，IP報頭裏面添加了源IP地址 1.1.1.1 和 目的IP地址 2.2.2.2
這個IP包，以路由器A爲起點開始了尋路，A查路由器，要找2.2.2.2 下一跳是路由器B，於是發給了B，B發給了C，C發給了D。最終IP包被小美接收到了，小美髮現對方的IP是 1.1.1.1 ，於是發一個IP包迴應對方，這個IP包的地址是這樣的：
目的IP 1.1.1.1
源IP 2.2.2.2
這裏要注意一點，IP包途徑的路由器必須都得有小明、小美的路由，只要有一跳出現 路由表缺失或者不正確，就會造成通信的障礙，或IP包無法到達對方，或者IP回包無法回來
當通信出現故障的時候，先要排除是不是路由問題造成的，要保住去向路由、迴向路由都要正確無誤。我們可以使用Ping、Traceroute這兩個中舉協同工作，準確找出到底是那臺路由器造成的。
02 網絡地址轉換由來
我們知道，公網IP地址可以幫我們與他人通信。但是現在有一個問題出現：
小明是有一個公網IP地址，1.1.1.1，但是小明家裏的智能終端很多啊，有IPAD、手機、電腦，每臺設備都需要一個IP地址才能工作，這該怎麼分呢？
有辦法，專門負責IP地址分配的國際機構IANA預留了幾段地址，專門用於局域網使用，這三段地址分別爲:
10.0.0.0 - 10.255.255.255
172.16.0.0 - 172.31.255.255
192.168.0.0 - 192.168.255.255
假設小明家選擇了 10.1.1.0/24這個私有網段，在路由器的局域網配置了DHCP服務器，專門用於給終端分配這個網段的地址，其中10.1.1.1爲路由器局域網接口的IP，10.1.1.254爲廣播地址，那麼剩下的10.1.1.2 -254這253個地址就可以分配給局域網的終端了。
03 網絡地址轉換具體流程
那麼這種情況下，如果小明的手機 10.1.1.2 想要訪問 小美的網頁 http:// 2.2.2.2 ，該如何通信呢？
1、小明的電腦使用TCP協議來傳輸HTTP應用，他發出IP報文，其中目的IP爲 2.2.2.2 源IP爲10.1.1.2，目的端口號爲 80，源端口號位 1520
這裏的目的端口號可以讓小美的TCP找到服務器進程，這裏的服務器進程就是網頁服務器程序
這裏的源端口號可以讓小明的TCP找到對應的瀏覽器進程，把小美的回覆消息轉交給該進程
2、路由器接收到小明發來的IP報文，路由器發現源IP地址10.1.1.2是私有地址，做地址轉換，動態生成地址轉換表：
其中目的IP爲 2.2.2.2 源IP從10.1.1.2映射爲1.1.1.1，目的端口號爲 80，源端口號位 1520
端口號佔兩個字節，取值範圍是1-65535，端口號1520在路由器上沒有被任何本地經常佔用，所以小明電腦可以原封不動地使用1520這個端口號。
3、經過各個路由器的配合，這個IP報文經過了25跳到達了小美的電腦。
但是到達了電腦還沒有完吶，因爲電腦上的進程特別多，如何知道發給那個進程呢？
舉個例子，福建省福州市長樂區XXX37號，這個IP地址告訴你對方在福建省福州市長樂區XXXX，而端口號告訴你對方在37號
簡單來說，IP地址準確定位電腦，端口號用於準確定位電腦上特定進程，即 IP地址+端口號 ，定位了某一臺電腦的某一個進程
4、小美的網頁服務收到小明的訪問網頁請求後，回覆小明的手機，她打包了一個IP報文，只要把接收到的IP報文，源/目的IP位置調換，源/目的端口互換位置即可
其中目的IP爲 1.1.1.1， 源IP 2.2.2.2，目的端口號爲 1520，源端口號爲 80
5、IP報文到達小明路由器，查NAT映射表，匹配到後做地址替換，替換後的IP報文爲：
目的IP爲10.1.1.2， 源IP 1.1.1.1，目的端口號爲 1520，源端口號爲 80
6、最後IP報文到達小明電腦指定端口完成通信
補充：
如果這個時候小明的電腦也要訪問小美的網頁，恰巧也想將1520作爲源端口會發生什麼呢？
小明電腦發生IP包後，小明路由器接收到該IP報文，發現1520端口已經被佔用，於是在端口號空間 1025-65535挑選了一個空閒端口號1521給電腦使用，動態生成NAT表
如
公網IP 私網IP 路由器端口號 主機端口號 存活時間
1.1.1.1 10.1.1.2 1520 1520 237
1.1.1.1 10.1.1.3 1521 1520 300
這樣子，最終呈現在小美電腦上的IP報文格式爲：
目的IP爲2.2.2.2， 源IP 1.1.1.1，目的端口號爲 80，源端口號爲 1521
此報文最終可以找到小美的服務器進程，返程的回覆報文，小明的路由器也可以查NAT表，做地址轉換，最終達到小明的手機
總結一下就是，小明的路由器爲了辨別不同用戶（IP地址不同）的流量，或者同一個用戶的不同流量（端口號不同），使用路由器上唯一的端口號來分辨他們
本文完，感謝你的閱讀！！！
最後，如果本文對你有所幫助，希望可以點個贊支持一下。你們的鼓勵將會是博主原創的動力。
