网络地址转换（NAT, Network Address Translation）是一种用于节约IP地址和提高网络安全性的技术。随着互联网的飞速发展，越来越多的设备需要连接到网络，而IPv4地址的数量有限，这就导致了NAT的出现。NAT可以有效地将私有IP地址转换为公共IP地址，让多个设备共享一个公网IP，从而在一定程度上解决了IP地址短缺的问题。NAT在隐藏内部网络结构和保护内部设备免受外部攻击方面也发挥了重要的作用。
NAT的工作机制主要包括地址转换和端口映射。地址转换是将内网设备的私有IP地址转换为公网IP地址，以便这些设备能够访问互联网。这一过程通常由路由器完成，路由器将内网数据包的源IP地址替换为自身的公共IP。当数据返回时，路由器会根据端口号将数据包转发到相应的内网设备。这种机制不仅增加了网络的灵活性，还提升了网络安全性。
NAT也会对网络访问产生一定的影响。使用NAT可能导致一些应用程序无法正常工作，特别是那些依赖于端对端连接的服务，如某些在线游戏和视频通话应用。这是因为与NAT相关的端口映射可能会阻塞某些连接请求，导致延迟或连接失败。由于所有设备共享同一个公网IP地址，网络监控和审计的困难性加大，某些安全策略的实施也受到限制。
尽管NAT存在这些不足，但其广泛应用依然是网络发展中不可或缺的一部分。为了减少NAT带来的负面影响，网络设备制造商与开发者不断推出新的解决方案，例如UPnP（通用即插即用）和STUN（简单穿透UDP），以便更好地支持应用的正常运行。了解NAT的工作机制及其对网络访问的影响，对于用户和网络管理员而言显得尤为重要。