参考链接

IPv6-to-IPv6 Network Address Translation (NAT66) (ietf.org)https://datatracker.ietf.org/doc/id/draft-mrw-nat66-00.html

IPv6 NAT66

        NAT66，全称为Network Address Translation for IPv6 to IPv6，是一种用于IPv6网络的地址转换技术。在IPv6网络中，每个设备都被分配一个全局唯一的IPv6地址，这样的地址长度为128位。NAT66的作用是通过将内部设备的IPv6地址映射到另一组IPv6地址来实现地址转换，使得内部设备可以访问外部网络，同时保护内部网络的真实IPv6地址不被外部直接暴露。

NAT66的原理

NAT66的工作原理与IPv4的NAT类似，但是针对IPv6地址空间进行了适配。

地址转换

       当内部IPv6设备尝试访问外部网络时，NAT66会将内部设备的源IPv6地址转换为一个或多个预定义的全局IPv6地址，以便与外部网络通信。这些预定义的全局IPv6地址通常是ISP分配给企业或家庭网络的一部分地址池。

端口映射

       类似于IPv4 NAT中的端口映射，NAT66还可能涉及到端口的映射，以确保内部设备与外部网络的通信能够正确地建立和维护。

状态跟踪

       NAT66通常需要维护一个状态跟踪表，以跟踪内部设备与外部网络之间的通信会话。这个状态跟踪表记录了内部设备的IPv6地址、端口号以及转换后的全局IPv6地址等信息，以确保数据包能够正确地被转发和接收。

NAT66主要作用

地址保护

       NAT66隐藏了内部网络设备的真实IPv6地址，使得外部网络无法直接访问内部设备，提高了网络的安全性。

IPv6地址空间扩展

        与IPv4不同，IPv6拥有更广阔的地址空间，但在一些情况下，NAT66仍然可以帮助扩展IPv6地址空间，特别是在企业网络或ISP网络中，通过将内部设备的地址映射到有限的全局IPv6地址池中，可以更有效地管理地址资源。

路由简化

       NAT66可以简化IPv6网络的路由配置，尤其是在涉及到多个内部网络的情况下，通过NAT66，内部网络可以共享少量的全局IPv6地址，而无需为每个内部网络分配大量的全局IPv6地址。

NAT66的实现方式

NAT66可以通过多种方式来实现，主要包括静态NAT66和动态NAT66。

静态NAT66

       静态NAT66是一种一对一的地址映射方式，通过预先配置内部设备的IPv6地址与全局IPv6地址之间的映射关系，实现内部设备与外部网络的通信。静态NAT66的优点是配置简单、安全可控，但是对于大规模部署来说，管理和维护成本较高。

动态NAT66

       动态NAT66是一种动态分配全局IPv6地址的方式，内部设备在访问外部网络时动态获取全局IPv6地址，并且在通信结束后释放该地址。动态NAT66能够更好地利用地址资源，但需要一定的状态管理机制来维护地址分配和释放的状态。

NAT66的优缺点

• 优点

  • 增强了IPv6网络的安全性，隐藏了内部设备的真实IPv6地址，防止外部攻击。
  • 帮助扩展IPv6地址空间，减轻了IPv6地址短缺的问题。
  • 简化了IPv6网络的路由配置，提高了网络管理的效率。

• 缺点：

  • 可能引入一定的网络延迟和性能损耗，特别是在动态NAT66中，需要维护地址分配和释放的状态。
  • 对于某些应用程序来说，NAT66可能会引入一定的复杂性和不确定性，例如对于P2P应用程序来说，NAT66可能会导致连接问题。

​NAT66实例说明

       NAT66 可以在 IPv6 路由器中实施，以映射一个 IPv6 地址前缀添加到另一个 IPv6 地址前缀，因为每个IPv6数据包都会通过 路由器。实现 NAT66 功能的路由器称为 NAT66 设备。

       在最简单的形式中，一个 NAT66 设备将连接到两个网络 链接，其中一个是附加到叶的“内部”网络链接 network 中的网络，以及另一个 是连接到全球 Internet 的“外部”网络。 内部网络上的所有主机都将使用来自 单个本地路由的前缀，这些地址将被转换 在 IP 数据包传输时，以全局可路由前缀中的收件人/发件人地址 NAT66 设备。

         下图显示了连接到两个网络的 NAT66 设备。 在此示例中，内部网络使用 IPv6 唯一本地地址 （ULA）[来表示内部 IPv6 节点，外部网络使用全局可路由的 IPv6 addresses 来表示相同的节点。       

     External Network:  Prefix = 2001:0DB8:0001:/48
         --------------------------------------
                           |
                           |
                      +---------+
                      |  NAT66  |
                      |  Device |
                      +---------+
                           |
                           |
         --------------------------------------
     Internal Network:  Prefix = FD01:0203:0405:/48

        当 NAT66 设备沿“出站”方向转发数据包时，从内部网络到外部网络，NAT66会覆盖IPv6源地址（在IPv6报头中）和相应的地址 从外部前缀。当数据包在 “inbound” 中转发时 方向，从外部网络到内部网络，IPv6 目标地址被 internal 前缀。使用上图所示的前缀作为 IP 数据包在出站方向通过 NAT66 设备， 源地址前缀 （FD01：0203：0405：/48） 将被 外部地址前缀 （2001：0DB8：0001：/48）。在入站 packet，则目标前缀 （2001：0DB8：0001：/48） 将为 用内部网络前缀 （FD01：0203：0405：/48） 覆盖。在 在这两种情况下，都是被覆盖的本地 IPv6 地址;这 远程 IPv6 地址保持不变。内部网络上的节点 据说位于 NAT66 设备的“后面”。

        NAT66 也可以在两个专用网络之间使用。在这些的情况下，两个网络都可以使用 ULA 前缀，每个子网都位于一个 network 映射到另一个网络中的相应子网，以及反之亦然。或者，每个网络都可以将 ULA 前缀用于内部寻址和全

         Internal Prefix = FD01:4444:5555:/48
         --------------------------------------
              V            |      External Prefix
              V            |      2001:0DB8:6666:/48
              V        +---------+      ^
              V        |  NAT66  |      ^
              V        |  Device |      ^
              V        +---------+      ^
     External Prefix       |            ^
     2001:0DB8:0001:/48    |            ^
         --------------------------------------
         Internal Prefix = FD01:0203:0405:/48

        用网络之在某些情况下，多个 NAT66 设备可能会连接到 网络。在这些情况下，NAT66 设备可以配置 相同的内部和外部前缀，或者它们可以被配置 具有相同的内部前缀和不同的外部前缀。

     External Network:  Prefix = 2001:0DB8:0001:/48
         --------------------------------------
              |                      |
              |                      |
         +---------+            +---------+
         |  NAT66  |            |  NAT66  |
         |  Device |            |  Device |
         |   #1    |            |   #2    |
         +---------+            +---------+
              |                      |
              |                      |
         --------------------------------------
     Internal Netowrk:  Prefix = FD01:0203:0405:/48

   External Network #1:          External Network #2:
Prefix = 2001:0DB8:0001:/48    Prefix = 2001:0DB8:5555:/48
---------------------------    --------------------------
              |                          |
              |                          |
         +---------+                +---------+
         |  NAT66  |                |  NAT66  |
         |  Device |                |  Device |
         |   #1    |                |   #2    |
         +---------+                +---------+
              |                          |
              |                          |
         --------------------------------------
     Internal Netowrk:  Prefix = FD01:0203:0405:/48