首先来了解一下什么是NAT，网络地址转换(NAT,Network Address Translation)属接入广域网(WAN)技术，是一种将私有（保留）地址转化为合法IP地址的转换技术，它被广泛应用于各种类型Internet接入方式和各种类型的网络中。原因很简单，NAT不仅完美地解决了lP地址不足的问题，而且还能够有效地避免来自网络外部的攻击，隐藏并保护网络内部的计算机。

NAT的基本工作原理是，当私有网主机和公共网主机通信的IP包经过NAT网关时，将IP包中的源IP或目的IP在私有IP和NAT的公共IP之间进行转换。

实验拓补图：

 根据图中的提示配上ip地址，并且在出口路由器上配置一条默认路由通向外网。

静态的NAT：只能一对一，一台主机对应一条公网地址，仅限于单台主机使用，例如一些特殊的服务器需要对外映射，并没有起到节省公网ip的作用

[AR1-GigabitEthernet0/0/1]nat static global 12.0.0.10 inside 192.168.0.253
把内部的主机地址192.168.0.253映射成为公网地址的12.0.0.10

测试结果，利用抓包工具查看抓包的数据包情况

可以看到能够成功ping通外网的设备，主机192.168.0.253转换成为了12.0.0.10与2.0.0.1通信。 

动态的NAT：使用公有地址池，并以先到先得的原则分配这些地址。当具有私有 IP 地址的主机请求访问 Internet 时，动态 NAT 从地址池中选择一个未被其它主机占用的 IP 地址一对一的转化。当数据会话结束后，路由器会释放掉公有IP地址回到地址池，以提供其他内部私有IP地址的转换。当同一时刻地址池中地址被NAT转换完毕，则其他私有地址不能够被NAT转换。

[AR1]nat address-group 1 12.0.0.50 12.0.0.55  创建一个转换的地址池
[AR1]acl 2000                                 创建一个标准的acl
[AR1]rule 5 permit                            建立一个acl的访问规则
[AR1-GigabitEthernet0/0/1]nat outbound 2000 address-group 1 no-pat
把nat应用到接口上，no-pat就是不带端口

测试结果，在查看抓包的数据包情况

可以看到单台主机ping的时候会ping五次，每次转换的地址都是不一样的，所以每次ping都会占用地址池的一个ip地址，当地址池中公网地址的ip被占用完时，其他主机就没有公网地址转了，即无法上网，需要等其他的主机释放了公网地址之后才可以继续转换了，这样也并没有达到节省公网ip的效果

NAPT：网络地址端口转换NAPT（Network Address Port Translation）是人们比较熟悉的一种转换方式。NAPT普遍应用于 接入设备中，它可以将中小型的网络隐藏在一个合法的IP地址后面。NAPT与 动态地址NAT不同，它将内部连接映射到外部网络中的一个单独的IP地址上，同时在该地址上加上一个由NAT设备选定的TCP 端口号。NAPT是一种较流行的NAT的变体通过转换TCP或UDP协议 端口号以及地址来提供并发性。除了一对源和目的IP地址以外，这个表还包括一对源和目的协议 端口号，以及NAT盒使用的一个协议端口号。

[AR1]nat address-group 1 12.0.0.50 12.0.0.55  创建一个转换的地址池
[AR1]acl 2000                                 创建一个标准的acl
[AR1]rule 5 permit                            建立一个acl的访问规则
[AR1-GigabitEthernet0/0/1]nat outbound 2000 address-group 1
把nat应用到接口上

测试结果，查看数据包的抓包情况

 

我们可以看到可以正常的ping通，再查看一下数据包的转发，他每次请求只会转换一个公网的地址，但是他都是使用不同的端口号，画圈的地方显示的icmp的id都是不一样的，准确的来说他都是转换同一个IP地址的不同端口号，这样就能有效节省了公网的ip

Easy ip

Easy IP 方式的实现原理与上节介绍的地址池NAPT 转换原理类似，可以算是NAPT的一种特例，不同的是Easy IP 方式可以实现自动根据路由器上WAN 接口的公网IP 地址实现与私网IP 地址之间的映射（无需创建公网地址池）。
Easy IP 主要应用于将路由器WAN 接口IP 地址作为要被映射的公网IP 地址的情形，特别适合小型局域网接入Internet 的情况。这里的小型局域网主要指中小型网吧、小型办公室等环境，一般具有以下特点：内部主机较少、出接口通过拨号方式获得临时（或固定）公网IP 地址以供内部主机访问Internet。

[AR1]acl 2000                                 创建一个标准的acl
[AR1]rule 5 permit                            建立一个acl的访问规则
[AR1-GigabitEthernet0/0/1]nat outbound 2000   讲acl应用到端口的上

测试结果，查看数据包的转发

 

我们可以看到都可以正常的ping通，在查看数据包转换的地址，可以看到12.0.0.1是我们出口路由器的公网地址，也就是说easy ip无需新建一个公网的地址池也无需申请一个公网的ip，直接应用到出口路由器上即可，适合中小型或者是家庭用户使用，适用于使用pppoe拨号的用户。