NAT概述

?NAT（Network Address Translation，網絡地址轉換）是1994年提出的。當在專用網內部的一些主機本來已經分配到了本地IP地址（即僅在本專用網內使用的專用地址），但現在又想和因特網上的主機通信（并不需要加密）時，可使用NAT方法

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NAT的工作原理

?借助于NAT，私有（保留）地址的"內部"網絡通過路由器發(fā)送數據包時，私有地址被轉換成合法的IP地址，一個局域網只需使用少量IP地址（甚至是1個）即可實現私有地址網絡內所有計算機與Internet的通信需求。

NAT實現方式

NAT的實現方式有三種，即靜態(tài)轉換Static Nat、動態(tài)轉換Dynamic Nat和端口多路復用OverLoad。

?靜態(tài)轉換：是指將內部網絡的私有IP地址轉換為公有IP地址，IP地址對是一對一的，是一成不變的，某個私有IP地址只轉換為某個公有IP地址。借助于靜態(tài)轉換，可以實現外部網絡對內部網絡中某些特定設備（如服務器）的訪問。
動態(tài)轉換：是指將內部網絡的私有IP地址轉換為公用IP地址時，IP地址是不確定的，是隨機的，所有被授權訪問上Internet的私有IP地址可隨機轉換為任何指定的合法IP地址。也就是說，只要指定哪些內部地址可以進行轉換，以及用哪些合法地址作為外部地址時，就可以進行動態(tài)轉換。動態(tài)轉換可以使用多個合法外部地址集。當ISP提供的合法IP地址略少于網絡內部的計算機數量時。可以采用動態(tài)轉換的方式。
端口多路復用：（Port address Translation,PAT)是指改變外出數據包的源端口并進行端口轉換，即端口地址轉換（PAT，Port Address Translation).采用端口多路復用方式。內部網絡的所有主機均可共享一個合法外部IP地址實現對Internet的訪問，從而可以最大限度地節(jié)約IP地址資源。同時，又可隱藏網絡內部的所有主機，有效避免來自internet的***。因此，目前網絡中應用最多的就是端口多路復用方式。

NAT的優(yōu)缺點

(1)NAT的優(yōu)點

節(jié)省共有合法IP地址
處理地址重疊
增強靈活性
安全性

(2)NAT缺點

延遲增大
配置和維護的復雜性
不支持某些應用,可以通過靜態(tài)NAT映射來避免

NAT包含四類地址

內部局部地址
外部局部地址
內部全局地址
外部全局地址

NAT的轉換條目

簡單轉換條目
擴展轉換條目

靜態(tài)NAT配置案例

實驗拓撲圖

1，配置sw二層交換機

SW#conf t 
SW(config)#no ip routing    //關閉路由功能
SW(config)#int f1/0         //進入端口f1/0
SW(config-if)#speed 100     //配置速率
SW(config-if)#dup full      //配置全雙工模式
SW(config-if)#ex

2，配置R1路由器

R1#conf t
R1(config)#int f0/0
R1(config-if)#ip add 192.168.100.1 255.255.255.0
R1(config-if)#no shut
R1(config-if)#int f0/1 
R1(config-if)#ip add 12.0.0.1 255.255.255.0
R1(config-if)#no shut
R1(config-if)#ex
R1(config)#ip route 0.0.0.0 0.0.0.0 12.0.0.2 ##配置為默認路由

3，配置R2路由器

R2#conf t
R2(config)#int f0/0
R2(config-if)#ip add 12.0.0.2 255.255.255.0
R2(config-if)#no shut
R2(config-if)#int f0/1
R2(config-if)#ip add 13.0.0.1 255.255.255.0
R2(config-if)#no shut
R2(config-if)#ex
R2(config)#ip route 0.0.0.0 0.0.0.0 12.0.0.1    //配置默認路由

4，配置pc機的ip地址并測試全網互通性

配置pc機的ip地址

測試全網互通性

5，在R1上配置NAT，開啟debug功能

R1(config)#ip nat inside source static 192.168.100.10 12.0.0.10
R1(config)#ip nat inside source static 192.168.100.20 12.0.0.20 
R1(config)#int f0/0
R1(config-if)#ip nat inside         //將NAT應用于內部
R1(config)#int f0/1 
R1(config-if)#ip nat out            //將NAT應用于內部
R1#debug ip nat                 //測試NAT地址
IP NAT debugging is on

6，測試NAT是否進行了地址轉換，查看debug結果

PC1> ping 13.0.0.13
13.0.0.13 icmp_seq=1 timeout
13.0.0.13 icmp_seq=2 timeout
84 bytes from 13.0.0.13 icmp_seq=3 ttl=62 time=41.886 ms
84 bytes from 13.0.0.13 icmp_seq=4 ttl=62 time=38.922 ms

R1#
*Mar  1 00:30:38.259: NAT*: s=192.168.100.10->12.0.0.10, d=13.0.0.13 [1514]
R1#
*Mar  1 00:30:40.259: NAT*: s=192.168.100.10->12.0.0.10, d=13.0.0.13 [1515]
R1#
*Mar  1 00:30:42.263: NAT*: s=192.168.100.10->12.0.0.10, d=13.0.0.13 [1516]
*Mar  1 00:30:42.291: NAT*: s=13.0.0.13, d=12.0.0.10->192.168.100.10 [1516]
R1#
*Mar  1 00:30:43.307: NAT*: s=192.168.100.10->12.0.0.10, d=13.0.0.13 [1517]
*Mar  1 00:30:43.335: NAT*: s=13.0.0.13, d=12.0.0.10->192.168.100.10 [1517]
R1#
*Mar  1 00:30:44.347: NAT*: s=192.168.100.10->12.0.0.10, d=13.0.0.13 [1518]
*Mar  1 00:30:44.379: NAT*: s=13.0.0.13, d=12.0.0.10->192.168.100.10 [1518]
//出方向將源地址s=192.168.100.10轉換成12.0.0.10,回方向將
目標地址d=12.0.0.10轉換成192.168.100.10

靜態(tài)NAT端口映射案列

實驗拓撲圖

實驗環(huán)境

一臺Linux作為提供服務的服務器
一臺win7作為公網的客戶端

1，打開Linux，安裝web服務并且編輯網頁內容

[root@192 ~]# yum install httpd -y //安裝服務
[root@192 ~]# vim /var/www/html/index.html //編輯測設網頁

<hl>this is inside web</hl>

[root@192 ~]# systemctl start httpd //開啟服務
[root@192 ~]# systemctl stop firewalld.service //關閉防火墻
[root@192 ~]# setenforce 0 //關閉增強型安全功能

2，測試訪問Linux提供的出來的網站

3，將Linux的網卡綁定為vmnet1（僅主機模式）

4，給Linux服務器固定ip地址

[root@192 ~]# vim /etc/sysconfig/network-scripts/ifcfg-ens33 ##修改固定ip
[root@192 ~]# service network restart  ##重啟網卡服務

5，配置R1路由器

R1#conf t     ##全局模式
R1(config)#int f0/0    ##進入接口
R1(config-if)#ip add 192.168.100.1 255.255.255.0    ##配置網關
R1(config-if)#no shut     ##開啟
R1(config-if)#ex
R1(config)#int f0/1
R1(config-if)#ip add 12.0.0.1 255.255.255.0
R1(config-if)#no shut
R1(config-if)#ex

6，將win7網卡綁定為vmnet2（僅主機模式），并設定固定ip

7，在R1路由器上配置NAT映射，并開啟debug功能

R1#conf t
R1(config)#ip nat inside source static tcp 192.168.100.100 80 12.0.0.100 8080 extendable         
 //內部端口啟用NAT,tcp協議，IP地址加端口，映射外部網地址加端口，后面一定要加個擴展extendable
 on Interface NVI0, changed state to up
R1(config)#int f0/0   ##進入接口f0/0
R1(config-if)#ip nat inside  //設置為內部
R1(config-if)#int f0/1    ##進入接口f0/1
R1(config-if)#ip nat outside  //設置為外部
R1(config-if)#end
R1#debug ip nat   //測試啟動端口映射
IP NAT debugging is on

8，使用公網win7訪問絲網Linux服務器搭建的網站服務

9，debug捕捉端口和地址轉換的過程

R1#
*Mar  1 00:09:18.395: NAT*: TCP s=49163, d=8080->80
*Mar  1 00:09:18.395: NAT*: s=12.0.0.12, d=12.0.0.100->192.168.100.100 [119]
//抓取到端口與地址轉換的過程，實現NAT端口映射

謝謝閱讀！！！

分享題目：NAT網絡地址轉換——靜態(tài)NAT，端口映射（實操！！）
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