網路地址轉換（NAT）是一種在IP數據包通過路由器或防火牆時重寫源IP位址或目的IP位址的技術。它主要套用於那些擁有多個私有IP位址的主機，但只有少數公共IP位址的場景。這種技術廣泛用於家庭和小型辦公室網路，通過路由器連線至網際網路。
NAT的作用機理如下：
當私有網路中的設備嘗試連線到網際網路時，路由器會將私有IP位址轉換為公共IP位址，以便設備能夠與網際網路上的其他設備通信。
反之，當從網際網路傳送數據到私有網路時，路由器會將公共IP位址轉換回私有IP位址，從而將數據交付給正確的內部設備。
NAT的主要優勢包括：
解決IPv4地址不足的問題，允許有限的公共IP位址支持更多的內部設備。
隱藏並保護網路內部的計算機，提高網路安全。
NAT的局限性包括：
它可能增加網路通信的複雜性，並降低通信效率。
某些應用程式可能會因為NAT而遇到兼容性問題。
NAT的類型分為：
基本NAT（Basic NAT）：一對一的地址轉換方式，用於將內部私有IP位址轉換為公共IP位址。
動態NAT（Dynamic NAT）：動態地將內部私有IP位址轉換為公共IP位址池中的地址。
連線埠多路復用（Port Address Translation, PAT）：也稱為網路地址連線埠轉換（NAPT），允許多個內部私有IP位址共享一個公共IP位址，但使用不同的連線埠號來區分。
通過這些方式，NAT在解決IPv4地址短缺問題的同時，也引入了一些新的挑戰和考慮因素。