你有没有想过，家里明明只有一个宽带账号，却能让手机、电脑、平板甚至智能电视同时上网？这背后其实靠的是一个叫NAT的技术。它就藏在你的路由器里，默默帮你分配网络连接。
NAT是什么？
NAT全称是“网络地址转换”（Network Address Translation），工作在网络层协议栈中，主要任务就是把内网的私有IP地址翻译成公网能识别的IP地址。简单说，就像小区的门卫，外面送来的快递都写的是小区地址，门卫再根据收件人名字分发到具体住户。
为什么需要NAT？
公网IP地址资源有限，IPv4总共就40多亿个，早就不够用了。如果家里每台设备都用一个公网IP，那简直是浪费。于是，运营商给每户家庭通常只分配一个公网IP，而家里的设备则使用像192.168.1.x这样的私有地址。这时候，NAT就派上用场了。
NAT是怎么工作的？
当你用手机打开网页时，数据包从手机发出，源IP是192.168.1.100，目标是网站服务器的公网IP。这个包先到路由器，NAT会做几件事：
- 记录下这个连接：谁（192.168.1.100）在访问哪个网站（比如8.8.8.8）
- 把源IP换成路由器自己的公网IP，比如203.0.113.45
- 顺便改个端口号，避免冲突，比如把原来的50000改成60000
等网站返回数据时，目标地址是203.0.113.45:60000，路由器一查表，就知道该转给192.168.1.100:50000，手机就收到了内容。
常见的NAT类型
并不是所有NAT都一样。有些严格，有些宽松：
全锥型NAT：只要内网设备访问过外网，任何外部主机都能通过映射的端口反向连接进来。
限制型NAT：只允许之前通信过的外网IP来连接。
端口限制型NAT：更严，连端口都要匹配。
对称型NAT：最严格，每次连接都分配不同的端口，常用于企业或安全性要求高的场景。
实际影响：为什么有些游戏联机困难？
如果你玩在线游戏时发现“无法建立P2P连接”或者语音聊天不通，很可能是因为NAT太严格。比如两人都在对称型NAT后面，彼此看不到对方的真实地址，就得靠服务器中转，延迟更高。
一个简单的NAT转换示例
假设内网有一台设备发起请求：
原始数据包：
源地址：192.168.1.100:50000
目标地址：8.8.8.8:53（DNS查询）
经过NAT后：
源地址：203.0.113.45:60000
目标地址：8.8.8.8:53
路由器记录映射关系：
60000 -> 192.168.1.100:50000
当响应回来时，目标端口是60000，路由器立刻知道要转给谁，完成一次透明转发。
小结一下
NAT虽然不是新玩意，但它是现代家庭和小型办公室网络能顺畅运行的关键。没有它，我们可能得为每个设备单独申请公网IP，成本高不说，管理也麻烦。下次你刷视频、打游戏的时候，可以想想那个默默工作的路由器，正帮你做着一次次地址翻译。