原理简述
NAT，网络地址转换，用于重写数据包中的 源地址 或 目的地址，用于解决地址短缺的问题。它的主要原理是，在网络中的多台主机，通过共享同个公网地址来访问外网资源。同时，由于 NAT 屏蔽了内网网络，自然也就为局域网中的机器提供了安全隔离。
网络地址转换的分类
根据实现方式的不同，网络地址转换可以分为三类：
1）静态 NAT，即内网 IP 与公网 IP 是一对一的永久映射关系；
2）动态 NAT，即内网 IP 从公网 IP 池中，动态选择一个进行映射；
3）网络地址端口转换 NAPT（Network Address and Port Translation），即把内网地址映射到公网地址的不同端口上，让多个内网地址可以共享同个公网地址
网络地址端口转换的分类
根据转换方式的不同，我们又可以把网络地址端口转换分为三类：
1）地址转换，SNAT：目的地址不变，只替换源地址或源端口。这是我们常用的模式。
2）地址转换，DNAT：源地址保持不变，只替换目的地址或者目的端口
3）双向地址转换，即同时使用 SNAT 和 DNAT 规则。当接收到网络包时，执行 DNAT，把目的地址转换为内网地址；而在发送网络包时，执行 SNAT，把源地址替换为外部地址
iptables 与 NAT
Linux 内核提供的 Netfilter 框架，允许对网络数据包进行修改（比如 NAT）和过滤（比如防火墙）。在这个基础上，iptables、ip6tables、ebtables 等工具，又提供了更易用的命令行接口，以便系统管理员配置和管理 NAT、防火墙的规则。
网络数据包的工作流向
绿色背景的方框，表示表（table），用来管理链，支持 4 种表：filter（用于过滤）、nat（用于 NAT）、mangle（用于修改分组数据）、raw（用于原始数据包）
跟 table 一起的白色背景方框，则表示链（chain），用来管理具体的 iptables 规则。每个表中可以包含多条链，比如：
1）filter 表中，内置 INPUT、OUTPUT 和 FORWARD 链；
2）nat 表中，内置 PREROUTING、POSTROUTING、OUTPUT 等
灰色的 conntrack，表示连接跟踪模块。它通过内核中的连接跟踪表（也就是哈希表），记录网络连接的状态，是 iptables 状态过滤（-m state）和 NAT 的实现基础。
实现 NAT 功能
这需要在 nat 表进行操作。而 nat 表内置了三个链：
1）PREROUTING，用于路由判断前所执行的规则，比如，对接收到的数据包进行 DNAT。
2）POSTROUTING，用于路由判断后所执行的规则，比如，对发送或转发的数据包进行 SNAT 或 MASQUERADE。
3）OUTPUT，类似于 PREROUTING，但只处理从本机发送出去的包。
SNAT，修改源地址，即在数据包发送出去时修改地址：
// 由 Linux 选择默认的出口 IP # iptables -t nat -A POSTROUTING -s 192.168.0.0/16 -j MASQUERADE // 指定具体的 IP 地址配置 SNAT # iptables -t nat -A POSTROUTING -s 192.168.0.2 -j SNAT --to-source 100.100.100.100
DNAT，修改目的地址，即要在数据包收到时进行修改，以进行路由决策和处理：
// 由 Linux 选择默认的出口 IP # iptables -t nat -A PREROUTING -d 100.100.100.100 -j DNAT --to-destination 192.168.0.2 // 也可以在OUTPUT链中配置？？？
双向地址转换，同时添加 SNAT 和 DNAT 规则：
# iptables -t nat -A POSTROUTING -s 192.168.0.2 -j SNAT --to-source 100.100.100.100 # iptables -t nat -A PREROUTING -d 100.100.100.100 -j DNAT --to-destination 192.168.0.2
另外，在使用 iptables 配置 NAT 规则时，Linux 需要转发来自其他 IP 的网络包，所以需要开启 Linux 的 IP 转发功能：
# sysctl -w net.ipv4.ip_forward=1 net.ipv4.ip_forward = 1
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参考文献
Wikipedia/Network address translation
41 | 案例篇：如何优化 NAT 性能？（上）