基于NAT的负载均衡技术网络地址转换为Internet网关的一个重要功能，它能将内部地址和外部地址进行转换，以使具备内部地址的计算机能访问外部网络。同样外部网络访问网关拥有的某一外部地址时，地址转换网关能将其转发到该地址映射的内部地址的计算机上。
因此，可以通过重新修改地址转换程序，使得地址转换网关能将请求均匀转换为内部的多个服务器的内部地址，此后外部网络中的计算机就各自与自己转换得到的内部服务器进行通信了。
要实现这个负载均衡软件，仍然需要更改原有的地址转换程序。然而，由于FreeBSD下提供了地址转换工具natd及其源代码，因此这个任务并不复杂。通过更改natd，可以使得在FreeBSD上实现负载均衡能力。
第四层交换
由于地址转换相对来讲比较接近网络的低层，因此就有可能将它集成在硬件设备中，通常这样的硬件设备为局域网交换机。
当前先进的局域网交换机开始支持所谓的第四层交换技术，就是按照IP地址和TCP端口进行虚拟连接的交换，直接将数据包发送到目的计算机的相应端口中。通过可以进一步增强它的功能，通过交换机就能将来自外部的初始连接请求，分别与内部的多个地址相联系，此后就能对这些已经建立的虚拟连接进行交换。因此一些具备第四层交换能力的局域网交换机，就能作为一个硬件负载均衡器，完成Web服务器的负载均衡。
由于第四层交换基于硬件芯片，因此其性能非常优秀，尤其是对于网络传输的速度，交换的速度远远超过普通的数据包转发。然而正因为它是使用硬件实现的，因此也比较不灵活，仅仅能够处理几种最标准的应用协议的负载均衡，如HTTP。当前负载均衡主要用于解决Web服务器的处理能力不足的问题，因此并不能充分发挥交换机带来的高网络带宽的优点。
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