在linux操作系统中，Netfilter组件是集成在linux内核中扩展各种网络服务的结构化底层框架，在内核级提供防火墙功能。内核中选取五个位置放了五个hook(勾子) function(INPUT、OUTPUT、FORWARD、PREROUTING、POSTROUTING)，而这五个hook function向用户开放，用户可以通过一个命令工具（iptables）向其写入规则。
报文流向：
- 流入本机：PREROUTING --> INPUT–>用户空间进程
- 流出本机：用户空间进程–>OUTPUT–> POSTROUTING
- 转发：PREROUTING --> FORWARD --> POSTROUTING
内核中数据包的传输过程：
4. 当一个数据包进入网卡时，数据包首先进入PREROUTING链，内核根据数据包目的IP判断是否需要转送出去
5. 如果数据包就是进入本机的，数据包就会到达INPUT链。经INPUT链检查后，数据包被发往本地进程。本地进程进行相应处理后发送响应数据包，数据包经过OUTPUT链，然后到达POSTROUTING链输出；如果数据包是要转发出去的，且内核允许转发，数据包就会向右移动，经过FORWARD链，然后到达POSTROUTING链输出。
静态NAT
通过手动设置，使 Internet 客户进行的通信能够映射到某个特定的私有网络地址和端口。如果想让连接在 Internet 上的计算机能够使用某个私有网络上的服务器（如网站服务器）以及应用程序（如游戏），那么静态映射是必需的。静态映射不会从 NAT 转换表中删除。
如果在 NAT 转换表中存在某个映射，那么 NAT 只是单向地从 Internet 向私有网络传送数据。这样，NAT 就为连接到私有网络部分的计算机提供了某种程度的保护。但是，如果考虑到 Internet 的安全性，NAT 就要配合全功能的防火墙一起使用。
对于以上网络拓扑图，当内网主机 10.1.1.1如果要与外网的主机201.0.0.11通信时，主机（IP：10.1.1.1）的数据包经过路由器时，路由器通过查找NAT table 将IP数据包的源IP地址（10.1.1.1）改成与之对应的全局IP地址（201.0.0.1），而目标IP地址201.0.0.11保持不变，这样，数据包就能到达201.0.0.11。而当主机HostB(IP:201.0.0.11) 响应的数据包到达与内网相连接的路由器时，路由器同样查找NAT table，将IP数据包的目的IP 地址改成10.1.1.1，这样内网主机就能接收到外网主机发过来的数据包。在静态NAT方式中，内部的IP地址与公有IP地址是一种一一对应的映射关系，所以，采用这种方式的前提是，机构能够申请到足够多的全局IP地址。
动态NAT
动态地址NAT只是转换IP地址，它为每一个内部的IP地址分配一个临时的外部IP地址，主要应用于拨号，对于频繁的远程联接也可以采用动态NAT。当远程用户联接上之后，动态地址NAT就会分配给他一个IP地址，用户断开时，这个IP地址就会被释放而留待以后使用。
动态NAT方式适合于 当机构申请到的全局IP地址较少，而内部网络主机较多的情况。内网主机IP与全局IP地址是多对一的关系。当数据包进出内网时，具有NAT功能的设备对IP数据包的处理与静态NAT的一样，只是NAT table表中的记录是动态的，若内网主机在一定时间内没有和外部网络通信，有关它的IP地址映射关系将会被删除，并且会把该全局IP地址分配给新的IP数据包使用，形成新的NAT table映射记录。
中国大部分网民使用的就是这种动态NAT的机制。
NAPT
网络地址端口转换NAPT（Network Address Port Translation）则是把内部地址映射到外部网络的一个IP地址的不同端口上。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设备选定的端口号。
NAPT是使用最普遍的一种转换方式，它又包含两种转换方式：SNAT和DNAT。
SNAT
企业内部的主机A想访问互联网上的主机C，首先将请求数据包（源：ipA，目标：ipC）发送到防火墙所在主机B，B收到后将数据包源地址改为本机公网网卡的ip（源：ipA，目标：ipB），然后经互联网发送给C；C收到后将回应包（源：ipC，目标：ipB）转发给C的路由器，经互联网将回应包转发给B，B收到回应包后修改其目的地址，即回应包改为（源：ipC，目标：ipA）然后将数据包转发给A。
在这个过程中，修改了请求报文的源地址，叫做SNAT（source NAT POSTROUTING），用于局域网访问互联网。
不能在防火墙B的prerouting链上设置转换源地址的防火墙策略，因为若在B的prerouting链上设置转换源地址的防火墙策略，此时还未检查路由表，还不知道要到达数据包中目标主机需经过本机的哪个网卡接口，即还不知道需将源地址替换为哪个公网网卡的ip，需在postrouting设置转换源地址的防火墙策略。
DNAT
互联网主机C想访问企业内部的web服务器A，但A的地址是私有地址，无法直接访问。此时，C可以访问防火墙的公网地址，C的请求数据包（源：ipC，目标：ipB）到达防火墙B后，在B的prerouting上将请求数据包的目标地址进行修改，并将数据包（源：ipC，目标：ipA）发送给A。A收到后进行回复发送响应包（源：ipA，目的ipC）到防火墙，防火墙收到后对数据包源地址进行修改，并将响应包（源：ipB，目标：ipC）给C。利用这种机制可以将企业内部的服务发布到互联网。
在这个过程中，修改了请求报文的目标地址，叫做DNAT（destination NAT POSTROUTING），用于互联网访问局域网。
必须在防火墙的prerouting上设置修改目标地址的防火墙策略，因为若不在此处修改，请求数据包通过prerouting和路由表后，由于目标主机是本机，就会将数据包发往input，进而被发往本地进程。