网络地址转换(NAT),也叫做网络掩蔽或IP掩蔽

这是一种IP数据包通过路由器或者防火墙时,重写来源IP地址或目的IP地址的技术,这种技术普遍用在有多台主机但只通过一个公有IP地址访问因特网的私有网络中.当然,NAT也让主机之间的通信变得复杂,导致了通信效率变低.

概述

90年代中期,NAT是作为解决IPv4地址短缺以避免保留IP地址困难的方案而流行起来的.所以NAT就成了家庭和小型办公网络连接上的路由器的一个标准特征,因为申请独立的IP地址的代价要高于所带来的效益.

在一个典型的配置中,一个本地网络使用一个专有的网络的指定子网(比如192.168.X.X或10.X.X.X)和连在这个网络上的一个路由器.这个路由器占有这个网络地址空间的一个专有地址(入如192.168.0.1),同时他还有一个Internet服务提供商提供的公有IP地址(叫做过载NAT).当信息从本地网络向Internet传输时,原地址由专有地址转换为公用地址.由路由器跟踪每个连接上的基本数据,主要是目的地址和端口.当有回复返回路由器时,它通过输出阶段记录的连接跟踪数据决定转发给内部网的哪个主机.

Ipv6的广泛采用将使得NAT不再需要.

缺点

在路由器下的主机并没有创建真正的IP地址,并且不能参与一些因特网协议. NAT也会使安全协议变得复杂.

子网掩码(subnet mask)

子网掩码(subnet mask)是每个使用互联网的人必须要掌握的基础知识，只有掌握它，才能够真正理解TCP/IP协议的设置. 子网掩码:屏蔽一个IP地址的网络部分的全1比特模式.

  1. 对于A类地址,默认子网掩码是255.0.0.0;
  2. 对于B类地址,默认子网掩码是255.255.0.0;
  3. 对于C类地址,默认子网掩码是255.255.255.0; 利用子网掩码可以把大的网络划分成子网，即VLSM（可变长子网掩码），也可以把小的网络归并成大的网络即超网。

    子网掩码构成

    要想理解什么是子网掩码，就不能不了解IP地址的构成。互联网是由许多小型网络构成的，每个网络上都有许多主机，这样便构成了一个有层次的结构。IP地址在设计时就考虑到地址分配的层次特点，将每个IP地址都分割成网络号和主机号两部分，以便于IP地址的寻址操作。 IP地址的网络号和主机号各是多少位呢？如果不指定，就不知道哪些位是网络号、哪些是主机号，这就需要通过子网掩码来实现。

子网掩码的设定必须遵循一定的规则。与二进制IP地址相同，子网掩码由1和0组成，且1和0分别连续。子网掩码的长度也是32位，左边是网络位，用二进制数字“1”表示，1的数目等于网络位的长度；右边是主机位，用二进制数字“0”表示，0的数目等于主机位的长度。这样做的目的是为了让掩码与ip地址做按位与运算时用0遮住原主机数，而不改变原网络段数字，而且很容易通过0的位数确定子网的主机数（2的主机位数次方-2，因为主机号全为1时表示该网络广播地址，全为0时表示该网络的网络号，这是两个特殊地址）。只有通过子网掩码，才能表明一台主机所在的子网与其他子网的关系，使网络正常工作。

定义主机数目

用于子网掩码的位数决定于可能的子网数目和每个子网的主机数目。在定义子网掩码前，必须弄清楚本来使用的子网数和主机数目。 定义子网掩码的步骤

  1. 确定哪些组地址归我们使用。比如我们申请到的网络号为 “210.73.a.b”，该网络地址为c类IP地址，网络标识为“210.73.a”，主机标识为“b”。

  2. 根据我们所需的子网数以及将来可能扩充到的子网数，用宿主机的一些位来定义子网掩码。比如我们需要12个子网，将来可能需要16个。用第四个字节的前四位确定子网掩码。前四位都置为“1”，即第四个字节为“11110000”，这个数我们暂且称作新的二进制子网掩码。

  3. 把对应初始网络的各个位都置为“1”，即前三个字节都置为“1”，则子网掩码的间断二进制形式为：“11111111.11111111.11111111.11110000” 。
  4. 把这个数转化为间断十进制形式为：“255.255.255.240” 。

    地址判断

    子网掩码是用来判断任意两台计算机的IP地址是否属于同一子网络的根据。 最为简单的理解就是两台计算机各自的IP地址与子网掩码进行AND运算后，如果得出的结果是相同的，则说明这两台计算机是处于同一个子网络上的，可以进行直接的通讯。就这么简单。

    表示方法

    子网掩码通常有以下2种格式的表示方法： 1． 通过与IP地址格式相同的点分十进制表示 如：255.0.0.0 或255.255.255.128 2． 在IP地址后加上”/”符号以及1-32的数字，其中1-32的数字表示子网掩码中网络标识位的长度 如：192.168.1.1/24 的子网掩码也可以表示为255.255.255.0 子网掩码一般为255.255.255.0

ABC类地址

0开头的A类，10开头B类，110开头C类，1110开头D类，11110开头E类

1. A类地址

  A类地址的表示范围为：0.0.0.0~126.255.255.255，默认网络掩码为：255.0.0.0；A类地址分配给规模特别大的网络使用。A类网络用第一组数字表示网络本身的地址，后面三组数字作为连接于网络上的主机的地址。分配给具有大量主机（直接个人用户）而局域网络个数较少的大型网络。例如IBM公司的网络。

  2. B类地址

B类地址的表示范围为：128.0.0.0~191.255.255.255，默认网络掩码为：255.255.0.0；B类地址分配给一般的中型网络。B类网络用第一、二组数字表示网络的地址，后面两组数字代表网络上的主机地址。

  3. C类地址

  C类地址的表示范围为：192.0.0.0~223.255.255.255，默认网络掩码为：255.255.255.0；C类地址分配给小型网络，如一般的局域网和校园网，它可连接的主机数量是最少的，采用把所属的用户分为若干的网段进行管理。C类网络用前三组数字表示网络的地址，最后一组数字作为网络上的主机地址。

  实际上，还存在着D类地址和E类地址。但这两类地址用途比较特殊，在这里只是简单介绍一下：D类地址称为广播地址，供特殊协议向选定的节点发送信息时用。E类地址保留给将来使用。