补充 NAT原理及配置
NAT技术的原理与实现
NAT技术的原理与实现NAT（Network Address Translation，网络地址转换）是一种广泛应用于网络中的技术，它的作用是将内部网络的私有IP地址转换为公有IP地址，从而实现内部网络与公网的通信。
NAT技术的原理和实现主要涉及到以下几个方面：一、原理：1.私有地址空间：私有地址是指在互联网上不能直接路由的IP地址。
IPv4私有地址空间包括10.0.0.0/8、172.16.0.0/12和192.168.0.0/16三个范围。
NAT的用途就是将这些私有地址转换为可路由的公有地址。
2.IP地址转换：NAT技术通过在私有网络与公网之间建立网络地址转换设备，实现内网地址到公网地址的映射。
NAT设备通常具有两个网口，一个连接内部网络，一个连接外部网络。
3. 端口映射：除了实现地址转换外，NAT技术还可以实现端口映射（Port Mapping），这样可以将多个内部IP地址共享一个公网IP地址。
通过修改源IP和目的IP的组合，将来自不同内部IP地址和端口的数据包映射到公网上。
二、实现：2.动态NAT：动态NAT是指为内部网络中的主机动态分配公网IP地址。
当内部网络中的主机需要与外部网络通信时，NAT设备会从一个预定义的IP地址池中选择一个公网IP地址进行转换。
动态NAT可用于大规模内部网络中，更灵活地利用公网IP地址资源。
3.端口地址转换（PAT）：端口地址转换是动态NAT的扩展，其基本原理是将内部网络主机的源端口号进行转换，实现多个内部主机共享一个公网IP地址。
当内部网络中的主机与外部网络通信时，NAT设备会为每个会话分配一个唯一的端口号，并将其与内部IP地址进行映射。
这样在公网上就可以同时存在多个会话并正常通信。
4.NAT穿透：在一些情况下，由于NAT设备的存在，会导致一些应用无法正常工作，这就需要通过NAT穿透技术来解决。
NAT穿透技术通过特殊的协议或中间设备来绕过NAT设备，实现内部主机与外部网络的直接通信，从而保证应用的正常运行。
NAT工作原理及其配置方法
NAT工作原理及其配置方法NAT（Network Address Translation）是一种网络协议，用于将多个内部（私有）IP地址映射到单个外部（公共）IP地址。
它的主要作用是允许多台设备通过共享一个公共IP地址同时访问互联网，从而解决IPv4地址不足的问题。
本文将详细介绍NAT的工作原理及其配置方法。
NAT的工作原理：NAT的工作原理可以总结为：将内部网络（LAN）的设备的私有IP地址转换为路由器的公共IP地址，以便与外部网络（WAN）进行通信。
NAT可以分为两种类型：静态NAT和动态NAT。
1.静态NAT：静态NAT将一个或多个内部私有IP地址映射到一个外部公共IP地址。
内部设备无需配置任何特殊设置，只需将默认网关设置为NAT设备的IP地址即可。
当内部设备与外部网络进行通信时，NAT设备会将指定的私有IP地址转换为公共IP地址，然后将其发送到外部网络。
2.动态NAT：动态NAT根据动态地识别内部设备的IP地址来执行映射。
当内部设备尝试与外部网络通信时，NAT设备会为其分配一个临时的公共IP地址，从而实现与外部网络通信。
这种方式允许多个内部设备同时使用一个公共IP地址与外部网络通信。
NAT的配置方法：配置NAT需要在路由器或防火墙上进行。
下面是配置NAT的步骤：1.登录路由器或防火墙的管理界面，进入配置页面。
2.创建一个NAT规则或策略。
根据所使用的设备和软件，可以在不同的位置找到此选项。
通常在“网络设置”、“WAN设置”或“防火墙设置”中可以找到。
3.静态NAT配置：a.将路由器的外部接口（WAN）与外部网络连接。
b.为内部设备分配静态IP地址。
c.在NAT规则中将内部设备的私有IP地址映射到路由器的公共IP地址。
4.动态NAT配置：a.定义要使用的内部地址池。
这些地址将分配给内部设备以进行与外部网络的通信。
b.创建NAT规则，将内部设备的私有IP地址映射到此地址池中的一个地址。
5.保存并应用配置更改，使其生效。
路由器的NAT的原理及配置
路由器的NAT的原理及配置NAT的原理：1.内网通信时，源IP地址是私有IP地址，目标IP地址是公共IP地址。
路由器将内网数据包的源IP地址改为路由器的公共IP地址，然后将数据包发送到外网。
2.外网响应时，目标IP地址是路由器的公共IP地址，源IP地址是外网服务器的公共IP地址。
路由器接收响应数据包后，根据数据包的目标IP地址将数据包转发到相应的内网主机。
NAT的配置步骤：1.登录路由器的管理界面。
通常通过在浏览器中输入路由器的IP地址来访问管理界面。
2.在管理界面中，找到“网络设置”或类似的选项。
选择“NAT”或“端口转发”设置。
3.开启NAT功能。
一般会有一个“启用NAT”或类似的选项，勾选上即可开启NAT功能。
4.配置内网IP地址段。
在内网设置中，指定内网的IP地址段，如192.168.1.0/245.配置端口转发规则。
如果需要将公共IP地址的请求转发到内网主机上，需要配置端口转发规则。
一般会有一个“端口映射”或类似的选项。
在此处，配置外部访问的端口号、内网主机的IP地址和端口号。
6.保存配置并重启路由器。
NAT的配置注意事项：1.配置合理的内网IP地址段，避免与外网冲突。
2.配置合适的端口转发规则，确保请求可以正确转发到内网主机。
3.注意路由器的性能，过多的NAT转发可能会影响路由器的性能。
4.配置安全策略，例如限制可访问的IP地址范围，避免未授权的访问。
5.定期检查和更新路由器固件，以确保安全性和稳定性。
总结：NAT是一种将私有IP地址转换为公共IP地址的技术，可以实现内网和外网之间的通信。
其基本原理是通过在数据包中更改源IP地址和目标IP地址，将内网数据包发送到外网，然后将外网响应转发回内网。
通过在路由器的管理界面中配置NAT，可以开启NAT功能、配置内网IP地址段和端口转发规则。
配置NAT时需要注意合理性、安全性和性能，以保障网络的稳定和安全运行。
NAT配置及原理
***********************静态地址转换***********************
ISP分配的IP地址是:211.82.220.80~211.82.220.87
211.82.220.81 255.255.255.248
要求Intranet上的Web.E-mail.Ftp.Media可以被外部访问.
Duplex auto
Speed auto
Ip nat inside
No shutdown
Interface serial 0/0
Ip address 202.99.160.129 255.255.255.192
Duplex auto
Speed auto
Ip nat outside
Ip nat inside source static 192.168.1.2 211.82.220.82
Ip nat inside source static 192.168.1.3 211.82.220.83
Ip nat inside source static 192.168.1.4 211.82.220.84
ip nat outside
注：可以根据实际需要定义多个内部端口及多个外部端口。
实例1：
本实例实现静态NAT地址转换功能。将2501的以太口作为内部端口，同步端口０作为外部端口。其中10.1.1.2，10.1.1.3，10.1.1.4的内部本地地址采用静态地址转换。其内部合法地址分别对应为192.1.1.2，192.1.1.3，192.1.1.4。
Interface fastethernet0/0
Ip address 192.168.1.1 255.255.255.0
NAT地址转换原理及配置解读
NAT地址转换原理及配置解读NAT（Network Address Translation），即网络地址转换，是一种将私有IP地址转换为公有IP地址的技术。
NAT的基本原理是在路由器上创建一个连接表，用于记录内部网络的私有IP地址与外部网络的公有IP地址之间的映射关系。
当内部网络中的主机访问外部网络时，路由器会根据连接表进行地址转换，将内部主机的私有IP地址转换为公有IP地址，然后将数据包转发到外部网络中。
当外部网络返回数据包时，路由器将根据连接表中的映射关系将数据包转发到相应的内部主机。
NAT的主要作用是解决IPv4地址不足的问题，通过将私有IP地址与公有IP地址进行映射，可以节省公有IP地址的使用并且增加了网络的安全性。
同时，NAT还可以提供端口转换功能，使得多个内部主机可以共享同一个公有IP地址。
NAT的配置主要包括以下几个方面：1.内部网络的设置：首先需要确定内部网络所使用的私有IP地址范围，一般常用的私有IP地址范围为10.0.0.0/8、172.16.0.0/12和192.168.0.0/16、然后，在路由器上通过配置虚拟局域网（VLAN）或子接口，将内部网络划分为多个子网，每个子网可以使用独立的私有IP地址范围。
2. NAT转换规则的配置：在路由器上需要配置NAT转换规则，以确定内部网络的私有IP地址与外部网络的公有IP地址之间的映射关系。
常用的NAT转换规则包括静态NAT（Static NAT）、动态NAT（Dynamic NAT）和网络地址端口转换（Network Address Port Translation，NAPT）。
-静态NAT是一种一对一的地址转换，将内部主机的私有IP地址与外部网络的公有IP地址进行固定映射。
配置静态NAT时，需要指定内部主机的私有IP地址和对应的外部网络的公有IP地址。
-动态NAT是一种一对多的地址转换，将内部主机的私有IP地址动态映射到外部网络的公有IP地址池中的一个IP地址。
NAT技术详解及配置实例
NAT技术详解及配置实例NAT技术详解及配置实例2007年02⽉26⽇ 22:17:00阅读数：28241NAT作为⼀种减轻IPv4地址空间耗尽速度的⽅法，最早出现在Cisco IOS 11.2版本中。
为什么要使⽤NAT1 内⽹中主机过多，没有⾜够的合法IP地址可⽤。
2 当ISP发⽣变化时，使⽤NAT技术避免了IP地址的重新编址。
3 当两个合并的⽹络中出现了重复地址的时候。
4 利⽤NAT来解决TCP的负载均衡问题。
5 隐藏内部⽹络，增强安全性。
NAT就是将内⽹中使⽤的私有地址转换成可在Internet上进⾏路由的合法地址的技术。
私有地址范围：10.0.0.0 ~ 10.255.255.255172.16.0.0 ~ 172..31.255.255192.168.0.0 ~ 192.168.255.255NAT技术主要分为NAT和PAT。
NAT是从内部本地地址到内部全局地址的⼀对⼀转换。
PAT是从多个内部本地地址到内部全局地址的多对⼀转换。
通过端⼝号确定其多个内部主机的唯⼀性。
NAT术语Inside network：需要翻译成外部地址的内部⽹络。
Outside network：使⽤合法地址进⾏通信的外部⽹络。
Local address：内部⽹络使⽤的地址。
Global address：外部⽹络使⽤的地址。
Inside local address：内部本地地址。
数据在内部⽹络使⽤的地址，⼀般为private ip address。
Inside global address：内部全局地址。
数据为了到达外部⽹络，⽤来代表inside local address的地址，⼀般为ISP提供的合法地址。
Outside local address：外部本地地址，不必是合法地址。
当外部⽹络数据到达内部⽹络，外部⽹络中的主机IP地址与内部⽹络中的主机处在同⼀⽹段时，为防⽌内部主机误认外部主机与⾃⼰在同⼀⽹段⽽⼴播ARP请求，造成⽆法通信，将外部主机的地址转换成外部本地地址之后再与内部主机进⾏通信。
NAT技术的原理与实现
NAT技术的原理与实现网络地址转换（Network Address Translation，NAT）是一种常用的网络协议和技术，它允许多个设备共享一个公共IP地址。
NAT技术的原理和实现如下：一、NAT技术的原理：1.IP地址空间不足：IPv4协议中，IP地址空间有限而且几乎耗尽。
因此，为了解决IP地址短缺的问题，使用NAT技术将私有IP地址转换为公共IP地址，以便在有限的IPv4地址空间内提供互联网接入和通信。
2.私有IP地址范围：NAT技术使用了私有IP地址范围，其中包括10.0.0.0/8、172.16.0.0/12和192.168.0.0/16、这些私有IP地址可以被组织内部使用，但不能被直接路由到互联网上。
3.NAT表：NAT设备维护了一个NAT表，其中记录了私有IP地址和相应的公共IP地址的映射。
当内部设备向外部发送数据包时，NAT设备会将私有IP地址替换为公共IP地址，并在NAT表中记录该映射。
当外部数据包返回时，NAT设备会根据NAT表将数据包转发给相应的内部设备。
4.网络地址转换：NAT技术通过修改数据包的源IP地址和目的IP地址实现网络地址转换。
当内部设备发送数据包时，NAT设备会将源IP地址更改为公共IP地址，并将源端口号改为一个未使用的端口号。
当外部设备返回响应时，NAT设备根据端口号将数据包转发给相应的内部设备。
5.网络端口转换：NAT技术还可以实现网络端口转换，以支持多个设备同时使用相同的公共IP地址。
NAT设备将网络端口号从一个端口号映射到另一个端口号，以便多个设备可以与互联网进行通信。
二、NAT技术的实现：1.NAT设备：NAT功能通常由网络设备（如路由器、防火墙、交换机等）提供。
这些设备具有NAT功能，可以在私有网络和公共网络之间进行数据包转发和地址转换。
2.NAT配置：为了使用NAT技术，需要在NAT设备上进行相应的配置。
配置包括指定私有IP地址范围、定义NAT策略、配置NAT绑定、设置NAT表等。
NAT工作原理及其配置步骤
NAT工作原理及其配置步骤NAT（Network Address Translation）是一种网络协议，用于将一个网络的IP地址映射到另一个网络的IP地址，从而实现不同网络之间的通信。
NAT的工作原理可以简单地分为以下几个步骤：地址转换、端口转换和数据传输。
1. 地址转换（Address Translation）：当内部网络的设备发送数据包到外部网络时，NAT会将数据包的源IP地址和端口号转换成外部网络可识别的IP地址和端口号。
这样外部网络就可以将响应的数据包发送回内部网络。
2. 端口转换（Port Translation）：由于内部网络中可能存在多个设备使用相同的源IP地址，NAT会使用源端口号来区分这些设备。
当数据包从内部网络发送到外部网络时，NAT会将源端口号进行转换，以保持唯一性。
3. 数据传输（Data Transmission）：经过地址转换和端口转换之后，数据包可以在不同网络之间传输。
NAT会记录转换前后的IP地址和端口号，以便在响应数据包到达后正确转发给内部网络的设备。
配置NAT的步骤如下：1.确定网络拓扑：首先需要确定内部网络和外部网络的连接方式和设备位置。
通常，内部网络是私有网络，而外部网络是公共网络。
2.划分IP地址：为内部网络和外部网络分配IP地址，确保两个网络所使用的IP地址段不冲突。
3.配置NAT规则：根据实际需求，配置NAT规则来指定哪些内部网络的IP地址可以进行地址转换，并设置合适的转换方式（静态NAT、动态NAT或PAT）。
4.配置转换表：在NAT设备上配置转换表，将内部网络的IP地址和端口号映射到外部网络的IP地址和端口号。
5.测试连接：通过在内部网络设备上进行网络连接测试，验证NAT配置是否生效。
6.优化设置：根据实际情况，调整NAT配置和参数，以提高网络的性能和安全性。
需要注意的是，在配置NAT时还需要考虑一些安全性和性能方面的问题：1.安全性：NAT可以将内部网络的IP地址隐藏在外部网络上，从而提高网络的安全性。
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199.168.2.2 199.168.2.3
–一对一转换内部局部地址 –一对多超载（Overloading）内 部全局地址 –端口重定向
一对一转换
Inside
4
DA 199.168.2.2
10.1.1.3
5
DA 10.1.1.1
3
SA 199.168.2.2
Host B 177.20.7.3
10.1.1.2 10.1.1.2
A
10.1.1.2 10.1.1.1
B 199.168.2.3 199.168.2.2
NAT工作方式
Inside
Internet
10.1.1.2
10.1.1.1
• NAT工作方式:
Inside Global IP Address
NAT table
Inside Local IP Address
10.1.1.1 10.1.1.2
Catalyst 2948G
为什么使用NAT?
Inside
SA 10.1.1.1
Outside
SA 199.188.2.2
10.1.1.1
Internet NAT border router
10.1.1.2
内网对Internet的访问 网络安全保护技术 在内部局域网提供外部网络服务。
使用NAT的优点与缺点
• • • • • • • • • • • • •
主要配置： interface fei_1/1 ip address 10.0.0.1 255.255.255.0 ip nat inside interface fei_1/2 ip address 20.0.0.1 255.255.255.0 ip nat inside interface fei_2/1 ip address 202.102.0.1 255.255.255.252 ip nat outside interface fei_2/2 ip address 210.102.0.1 255.255.255.252 ip nat outside
优点 节省合法地址 减少地址冲突的机会 缺点 引入延迟 丧失端到端的IP跟踪能力
灵活连接INTERNET
维持局域网的私密性，因为 内部IP地址是不公开的
一些特定应用可能无法正常工作
私有地址和公有地址
192.168.0.2 192.168.0.1 LAN2
LAN1
Internet
192.168.0.1 私有地址范围： 10.0.0.0 - 10.255.255.255 172.16.0.0 - 172.31.255.255 192.168.0.0 - 192.168.255.255 LAN3
• 2.路由+NAT单出 口
说明： 该组网中，路由器下带着2类 用户。一类是公网IP地址用户 （59.18.0.0），不需要做NAT 直接路由访问电信公网；另一 类是私网用户（20.0.0.0），需 要通过地址转换后才能访问电 信公网。
• • • • • • • • • • • • • • •
主要配置： interface fei_1/1 ip address 59.18.0.1 255.255.255.0 interface fei_1/2 ip address 20.0.0.1 255.255.255.0 ip nat inside interface fei_2/1 ip address 202.102.0.1 255.255.255.252 ip nat outside ip nat start ip nat pool pool1 61.183.0.1 61.183.0.5 prefix-length 24 ip nat inside source list 1 pool pool1 ip access-list standard 1 permit 20.0.0.0 0.0.0.255 ip route 0.0.0.0 0.0.0.0 202.102.0.2
NAT工作原理
C
Inside
D
DA 10.1.1.1
DA 199.168.2.2
Host B 177.20.7.3
10.1.1.2
SA 10.1.1.1
B
A
SA 199.168.2.2
Internet
10.1.1.1
Simple NAT table
Inside Local IP Address Inside Global IP Address
• 3. 完全NAT双出 口
说明： 该组网中，用户都是私网用户，访问互联 网的时候存在2个出口。一个是到电信的 出口，需要转换成电信的地址才能访问。 一个是教育网出口，需要转换成教育网的 地址才能访问。用户访问电信或者教育网 的时候，路由器通过数据包的目的地址来 判断出口，所以路由器上实现需要对不同 的目的地设定不同的路由。比如设置缺省 路由指向电信，而到教育网的路由通过目 的地址配置多条静态路由。
效验 NAT
显示nat地址转换表的内容
内部服务器的应用
内部服务器
R
内部地址:10.0.1.1 内部端口:80
E0
Serial 0
Internet
配置地址转换: IP地址: 10.0.1.1←→202.38.160.1 端口: 80←→80
外部地址:202.38.160.1 外部端口:80
IP:202.39.2.3 允许外部用户访问 内部服务器 外部用户
NAT的监控与维护
• 显示地址转换配置
– show ip nat translations
• 设置地址转换连接有效时间
– ip nat translation timeout time-value
• 显示NAT的统计数据
– show ip nat stati debug ip nat
SA 10.1.1.1
Internet
1
2 NAT table
Inside Local IP Address Inside Global IP Address
10.1.1.1
10.1.1.3 10.1.1.2 10.1.1.1
199.168.2.4 199.168.2.3 199.168.2.2
一对多转换
静态地址转换应用配置案例
FTP 服务器 129.38.1.1
R
Telnet 服务器 WWW 服务器 129.38.1.2 129.38.1.3
R R
129.38.1.4
公司内部局域网
129.38.1.5
202.38.160.1 Internet 特定的外部用户
• 在公司内网设置服务器对外网用户提供FTP、 TELNET、HTTP等服务，配置如下： • (zxr10-config)#ip nat inside source static 129.38.1.1 20 202.38.160.1 20 (data link) • (zxr10-config)#ip nat inside source static 129.38.1.1 21 202.38.160.1 21 (control link) • (zxr10-config)#ip nat inside source static 129.38.1.2 23 202.38.160.1 23 • (zxr10-config)#ip nat inside source static 129.38.1.3 80 202.38.160.1 80
• • • • •
•
• • • • • • •
ip nat start ip nat pool pool1 61.183.0.1 61.183.0.5 prefix-length 24 ip nat pool pool2 219.183.0.1 61.183.0.5 prefix-length 24 ip nat inside source list 1 pool pool1 overload fei_2/1 ip nat inside source list 1 pool pool2 overload fei_2/2 //注意双出口需要在 这里将地址池绑定出接口 //注意如果2个NAT允许的源地址相同，则做在一个ACL进行调用即可， 一定不要做在2个ACL里。 ip access-list standard 1 permit 10.0.0.0 0.0.0.255 permit 20.0.0.0 0.0.0.255 ip route 0.0.0.0 0.0.0.0 202.102.0.2 //缺省路由指向电信 ip route 100.0.0.0 255.255.255.0 210.102.0.2 …(省略号表示多条教育网路由，此处略) ip route 200.0.0.0 255.255.255.0 210.102.0.2 //到教育网的路由，单独做 成静态路由
– 使主机能够在私有网络上访问公网 – 最大限度节省IP地址资源
NAT的配置方法
• 静态：手工指定转换关系 • 动态：由路由器自动建立转换关系
– 需要使用访问控制列表来决定那些主机地 址可以被转换，那些不能。 – 需要定义公网地址池与ACL
• 其中静态方式用手工配置一对一指定转 换关系。内部网络对外提供Internet网络 服务必须采用静态配置方式。 • 动态配置方式由路由器自动建立转换关 系，需要使用访问控制列表来决定那些 主机地址可以被转换，那些不能被转换。 需要在路由器上定义公网地址池与ACL。
• 其静态配置步骤为：
– 1.将NAT接口设置为“内部”或“外部” – 2.设置NAT静态转换规则
• 其动态配置步骤为：
– 1.将NAT接口设置为“内部”或“外部” – 2.利用ACL来定义哪些地址可以被转换，哪 些不能 – 3.设置外部地址池 – 4.设置NAT动态转换规则