网络地址转换器（NAT），英文全称为Network Address Translation，是一种网络技术，其主要功能是在数据包穿越路由器或防火墙时转换IP地址。

NAT技术允许一个局域网上的多个设备通过一个或多个公共IP地址与互联网互连，从而解决了IPv4地址不足的问题，同时也提供了一定的安全性和隐私保护。

NAT技术在1990年代中期出现，目的是为了延缓IPv4地址枯竭的速度，在新的IPv6协议完全启用之前提供一个临时解决方案。

随着互联网的迅速发展和IP地址需求的急剧增长，NAT成为了个人和小型企业用户连接互联网的标准做法。

NAT工作在网络的第三层——网络层。

在这个层次，它可以修改经过的数据包的源或目的IP地址。

NAT通常应用在连接到互联网服务提供商的路由器上。

当内部网络上的私有IP地址需要与外部网络（如互联网）通信时，NAT设备会将私有IP地址映射到公共IP地址上，反之亦然。

存在几种类型的NAT，包括：

1. 静态NAT（SNAT）：也叫基本网络地址转换，将内部网络中的私有IP地址映射到一个固定的公共IP地址。仅支持地址转换，不支持端口映射。

2. 动态NAT（DNAT）：将内部网络中的私有IP地址映射到一个可用的公共IP地址池中的地址。仅支持地址转换，不支持端口映射。

3. 端口地址转换（PAT）：多个私有IP地址映射到单个公共IP地址上，通过端口号区分不同的会话。

1. 地址保存：NAT减缓了公共IPv4地址的消耗，允许多个设备共享单个或少量的公共IP地址。

2. 安全性和隐私：NAT提供了一层隐蔽性，因为内部网络的具体结构和IP地址对外部网络是不可见的。

3. 易于管理：NAT简化了内部网络的IP地址管理，因为不需要为每个设备分配一个唯一的公共IP地址。

1. 端到端通信的破坏：NAT改变了数据包的IP地址，破坏了互联网原始设计中的端到端数据通信原则。

2. 应用层兼容性问题：某些依赖于IP地址信息的应用可能无法正常工作，如IP电话和某些游戏。

3. 性能问题：NAT设备需要处理每个通过的数据包的地址转换，这可能会导致性能瓶颈。

尽管NAT有其局限性和挑战，但它仍然是当前互联网中一个必不可少的技术。

随着IPv6的逐步推广和采用，NAT的应用可能会减少，但在可预见的未来，它仍然是连接私有网络与互联网的重要桥梁。