随着Internet的日益普及和飞速发展,上网已经成为一种流行趋势,连入Internet的局域网数量日益增长,造成目前Internet IP地址严重短缺,不可能为每一台访问Internet的网络工作站分配一个全球唯一的IP全局地址。为了解决这个问题,出现了许多解决方案,网络地址转换(Network Address Translation,简称NAT)技术是较为突出的一种解决方案,同时它也是一项重要的网络安全技术。然而纯软件NAT严重影响了路由器报文转发速度,成为路由器性能的瓶颈。为了进一步提高路由器性能,本文对基于网络处理器(Network Processor,简称NP)的路由器实现NAT协议的关键技术进行了研究。 本文首先探讨了NAT协议的优缺点、NAT协议的实现现状;接着研究了NAT协议的原理,深入地分析了NAT协议在各种应用场景下地址转换处理流程;在此基础上,结合NP开发平台,重点研究了基于NP的NAT软件结构和实现NAT协议的一些关键技术,并实现了一个基本的NAT协议。经过实际测试,本软件在百兆以太网接口环境下能够线速(wirespeed)处理报文。最后,本文对基于NP的NAT实现进行了理论上的性能评价,还针对下一步扩展应用中的关键技术作了分析和设计。