NAT技术原理
NAT详解课件(PPT演示)
实例效果
D 内网用户通过NAT服务器成功访问公网资源，
NAT服务器记录转换日志便于排查问题。
05 NAT故障排除与诊断
常见NAT故障现象及原因
01
02
03
无法实现地址转换
可能是由于NAT配置错误、 地址池耗尽或网络设备故 障等原因导致。
网络性能下降
NAT处理过程中可能出现 性能瓶颈，如CPU占用率 高、内存不足等，导致网 络传输延迟和抖动。
在出口路由器上应用NAT 配置，`ip nat inside`和`ip nat outside`分别指定内外 网接口。
动态NAT配置注意事项
确保内部本地地址与内部全 局地址不重叠，以避免地址 冲突。
合理规划公网IP地址池，确 保足够的地址资源供NAT转 换使用。
在配置动态NAT映射时，注 意访问控制列表的匹配条件， 确保需要转换的地址能够被 正确匹配。
03
NAPT（Network Address Port Translation，网络地址 端口转换）：除了转换IP地址外，还同时转换端口号，实 现多个私有网络主机共享一个公网IP地址。适用于公网IP 地址资源紧张的场景。
NAT应用场景及优势
应用场景：家庭网络、企业网络、运营商网络等需要实现私 有网络地址与公网地址转换的场景。 优势 缓解IPv4地址短缺问题，提高公网IP地址利用率。 隐藏内部网络结构，提高网络安全性。 实现网络地址与端口的复用，降低网络成本。
NAT技术展望与发展趋势
IPv6与NAT
NAT与云计算
随着IPv6的普及，NAT的需求将逐渐减少 ，但NAT技术仍将在某些场景下发挥作用 。
在云计算环境中，NAT技术可以帮助实现 虚拟机之间和虚拟机与外部网络之间的通 信。
nat基本技术
NAT基本技术一、什么是NAT二、NAT的原理2.1 内网地址和外网地址2.2 NAT的转换过程2.3 NAT的分类三、NAT的应用场景3.1 网络地址转换3.2 网络访问控制3.3 负载均衡3.4 隐藏内部网络拓扑结构四、NAT的优点和缺点4.1 优点4.2 缺点五、NAT的实现方式5.1 静态NAT5.2 动态NAT5.3 PAT六、NAT的配置与管理6.1 NAT的配置步骤6.2 NAT的管理与监控七、NAT与IPv6的关系7.1 NAT与IPv6的冲突7.2 NAT64和DNS64八、NAT的安全性8.1 NAT的安全性问题8.2 NAT的安全加固九、未来发展趋势9.1 IPv6的推广9.2 SDN与NAT的结合十、结论NAT（Network Address Translation）是一种网络技术，用于解决IP地址不足的问题。
本文将全面、详细、完整地探讨NAT基本技术，包括其原理、应用场景、优缺点、实现方式、配置与管理、与IPv6的关系、安全性以及未来发展趋势。
一、什么是NATNAT是一种将内部网络地址转换为外部网络地址的技术，主要用于解决IPv4地址不足的问题。
通过NAT，多个内部设备可以共享一个公网IP地址，从而节省了IP 地址资源。
二、NAT的原理2.1 内网地址和外网地址在NAT中，内网地址指的是在内部网络中使用的私有IP地址，而外网地址则是公网IP地址。
内网地址通常是由私有IP地址段分配，而外网地址则是由ISP （Internet Service Provider）提供。
2.2 NAT的转换过程NAT的转换过程分为两个阶段：出站转换和入站转换。
在出站转换中，内网地址被转换为外网地址，以便与外部网络进行通信。
而在入站转换中，外网地址被转换为内网地址，以便将外部网络的数据传递到正确的内部设备。
2.3 NAT的分类NAT可以分为静态NAT、动态NAT和PAT（Port Address Translation）。
NAT穿透技术穿透原理和方法详解
NAT穿透技术穿透原理和方法详解NAT（Network Address Translation）是一种将私有网络中的IP地址转换为公网IP地址的技术。
它的主要作用是解决了IPv4地址资源不足的问题，同时也提供了一定程度的网络安全保护。
然而，NAT也带来了一些问题，其中最显著的就是它在一些情况下会阻碍对私有网络中主机的远程访问。
为了解决NAT对远程访问的限制，出现了NAT穿透技术。
NAT穿透技术允许位于私有网络中的主机与公网上的主机建立直接的连接，从而使得私有网络中的主机可以被公网上的主机访问到。
下面详细介绍NAT穿透技术的实现原理和具体方法。
一、NAT穿透的原理：私有网络中的主机首先与穿透服务器建立连接，并将本地IP和端口号发送给穿透服务器。
穿透服务器将这些信息记录下来并分配一个公网IP和端口号。
对于公网上的主机来说，私有网络中的主机就像一个虚拟的公网主机一样可直接访问。
同时，私有网络中的主机也可以主动发起连接到公网上的主机。
私有网络中的主机相当于是通过穿透服务器将自己的通信请求“穿透”了NAT 防火墙，直接到达公网上的主机。
二、NAT穿透的方法：1.端口映射：端口映射是最常见和简单的NAT穿透方法之一、私有网络中的主机将本地的端口号映射到公网IP的一些端口上，然后通过穿透服务器将请求转发到该端口上，从而实现私有网络中主机的远程访问。
2.中继服务器：中继服务器是一种在公网上与私有网络中的主机建立连续连接的方法。
私有网络中的主机首先连接到中继服务器，然后公网上的主机也连接到中继服务器，中继服务器将两端的请求进行转发，从而实现私有网络中的主机和公网上的主机直接通信。
3.UDP打洞：UDP打洞是一种通过UDP协议来穿透NAT防火墙的方法。
私有网络中的主机先向公网主机发送一个UDP数据包，公网主机也向私有网络的主机发送UDP数据包，通过这两个数据包的发送和接收，NAT防火墙会记录下私有网络中主机的IP和端口号，从而实现两者之间的直接通信。
nat技术
PAT的配置
NAT过载（PAT） 一、利用地址池复用 1、ip nat inside source list 访问控制列表 号码 pool 地址池名字 overload 二、利用接口复用 2、ip nat inside source list访问控制列 表号码 interface 外部接口 三、外网地址转换内网地址 ip nat inside source static tcp 内网IP 80 外 网IP 80
5
实验
练习一：当访问 200.1.1.8时，访问 192.168.2.1 练习二：一网段可以 PING通192.168.3.1， 但反向不行 练习三：一网段访问 外网用200.1.1.9和 200.1.1.10 练习四：路由器只有 一个合法地址 200.1.1.1，让一网段 可以访问192.168.3.1
NAT技术的定义
NAT英文全称是Network Address Translation， 称是网络地址转换，它是一个IETF标准，允许一 个机构以一个地址出现在Internet上。NAT将每个 局域网节点的地址转换成一个IP地址，反之亦然。
NAT技术的基本原理和类型
在内部网络中使用内部地址，通过NAT把内部地 址翻译成合法的IP地址在Internet上使用，其具体 的做法是把IP包内的地址用合法的IP地址来替换。 NAT有三种类型： 1、静态NAT（Static NAT） 2、动态地址NAT（Pooled NAT） 3、网络地址端口转换PAT （：开启地址池（转换后的地址） Router(config)#ip nat pool baobao 10.1.1.10 10.1.1.20 netmask 255.255.255.0 第二步：选择合法地址（符合访控的进入转换） Router(config)#access-list 1 permit 192.168.1.0 0.0.0.255 第三步：启动NAT转换 Router(config)#ip nat inside source list 1 pool baobao 第四步：指定内部接口 Router(config)#interface fa 0/0 Router(config-if)#ip nat inside 第五步：指定外部接口 Router(config)#interface s 0/0 Router(config-if)#ip nat outside
NAT与网络安全策略管理
目录页
Contents Page
1. NAT技术概述 2. NAT与网络安全的关系 3. 常见的NAT类型 4. 网络安全策略管理的必要性 5. 安全策略制定原则 6. NAT环境中的安全策略 7. 安全策略实施与管理 8. 总结与展望
NAT与网络安全策略管理
NAT技术概述
安全策略实施与管理
▪ 安全策略设计与制定
1.明确安全目标：明确网络安全策略需要保护的信息资产，以及防止的安全威胁。 2.策略细致入微：设计安全策略时应考虑到各种可能的攻击方式，制定详细的防护 措施。 3.适应性调整：随着网络环境和威胁的变化，定期调整和更新安全策略。
▪ 安全策略执行
1.确保执行：通过各种技术手段，确保安全策略在网络中的执行，防止策略被绕过 。 2.监控与审计：对安全策略的执行情况进行实时监控和审计，及时发现和处理违规 行为。 3.培训与教育：对员工进行安全策略培训，提高他们的安全意识，确保策略的有效 执行。
安全策略制定原则
▪ 数据加密与通信安全
1.使用强加密算法保护数据传输和存储的安全性。 2.确保通信安全，采用SSL/TLS等协议保护数据传输过程。 3.定期检查和更新加密算法，以适应不断变化的网络安全环境。
▪ 安全审计与监控
1.实施全面的安全审计策略，记录所有关键操作和事件。 2.实时监控网络活动，检测异常行为或潜在威胁。 3.定期分析审计数据，以发现安全漏洞并改进安全策略。
1.随着网络技术的不断发展，NAT设备将会更加智能化和自主 化，提高自身的安全性和防御能力。 2.网络安全策略将会更加精细化和个性化，根据不同的应用场 景和需求，制定更加合理的安全规则和政策。 3.人工智能和大数据技术将会在NAT与网络安全领域得到广泛 应用，提高网络安全管理的效率和准确性。
NAT技术基本原理与应用
NAT技术基本原理与应⽤1 概述1.1 简介1.1.1 名词解释公有IP地址：也叫全局地址，是指合法的IP地址，它是由NIC（⽹络信息中⼼）或者ISP(⽹络服务提供商)分配的地址，对外代表⼀个或多个内部局部地址，是全球统⼀的可寻址的地址。
私有IP地址：也叫内部地址，属于⾮注册地址，专门为组织机构内部使⽤。
因特⽹分配编号委员会（IANA）保留了3块IP地址做为私有IP地址：10.0.0.0 ——— 10.255.255.255172.16.0.0——— 172.31.255.255192.168.0.0——— 192.168.255.255地址池：地址池是有⼀些外部地址（全球唯⼀的IP地址）组合⽽成，我们称这样的⼀个地址集合为地址池。
在内部⽹络的数据包通过地址转换到达外部⽹络时，将会在地址池中选择某个IP地址作为数据包的源IP地址，这样可以有效的利⽤⽤户的外部地址，提⾼访问外部⽹络的能⼒。
1.1.2关于NATNAT英⽂全称是“Network Address Translation”，中⽂意思是“⽹络地址转换”，它是⼀个IETF(Internet Engineering Task Force, Internet⼯程任务组)标准，允许⼀个整体机构以⼀个公⽤IP（Internet Protocol）地址出现在Internet上。
顾名思义，它是⼀种把内部私有⽹络地址（IP地址）翻译成合法⽹络IP地址的技术，如下图所⽰。
因此我们可以认为，NAT在⼀定程度上，能够有效的解决公⽹地址不⾜的问题。
简单地说，NAT就是在局域⽹内部⽹络中使⽤内部地址，⽽当内部节点要与外部⽹络进⾏通讯时，就在⽹关（可以理解为出⼝，打个⽐⽅就像院⼦的门⼀样）处，将内部地址替换成公⽤地址，从⽽在外部公⽹（internet）上正常使⽤，NAT可以使多台计算机共享Internet连接，这⼀功能很好地解决了公共 IP地址紧缺的问题。
通过这种⽅法，可以只申请⼀个合法IP地址，就把整个局域⽹中的计算机接⼊Internet中。
nat46 原理(一)
nat46 原理(一)NAT46 原理解析什么是 NAT？NAT（Network Address Translation，网络地址转换）是一种在网络通信中常用的技术，用于将私有网络的内部地址和公网的地址进行转换，实现内部网络与外部网络的连接。
它是现代网络通信中必不可少的一种技术。
在传统的 IPv4 网络中，地址资源有限，不能满足日益增长的网络需求。
而 NAT 技术通过将多个内部 IP 地址映射到一个或多个共享的公网 IP 地址，有效地扩充了可用的 IPv4 地址数量。
NAT46 是什么？NAT46 是一种网络技术，用于实现 IPv6 到 IPv4 的转换。
它的目的是在 IPv6 网络中访问 IPv4 网络，或在 IPv4 网络中访问 IPv6 网络。
由于 IPv4 和 IPv6 是两种不兼容的协议，为了实现互联互通，需要进行转换。
NAT46 即是其中一种转换技术，它将 IPv6 地址转换成 IPv4 地址，或者将 IPv4 地址转换成 IPv6 地址，以实现不同协议网络之间的通信。
NAT46 的原理1.IPv6 到 IPv4 转换当 IPv6 主机要访问 IPv4 网络时，数据包首先发往NAT46 转换设备。
设备会检查 IPv6 数据包的目的地址，如果发现是 IPv4 地址，就会进行转换。
转换的方式有多种，常见的包括 NAPT44 和 NPTv6。
–NAPT44（Network Address Port Translation）：将 IPv6 数据包中的源地址转换成 NAT46 设备上的 IPv4 地址，并在转换过程中分配一个新的端口号，以保证转换后的数据包能够正确地响应。
–NPTv6（Network Prefix Translation）：将 IPv6 数据包中的 IPv6 地址的前缀转换成 NAT46 设备上的 IPv4 地址的前缀部分，以实现地址的转换。
2.IPv4 到 IPv6 转换当 IPv4 主机要访问 IPv6 网络时，数据包首先发往NAT46 转换设备。
NAT和路由有什么不同
NAT和路由有什么不同网络是现代社会中不可或缺的一部分，而网络连接的建立涉及到许多复杂的技术和机制。
其中，网络地址转换（Network Address Translation，NAT）和路由是网络连接中两个重要的概念。
尽管它们都扮演着关键的角色，但它们在功能和实现上有着明显的差异。
一、概念和功能区别NAT是一种在互联网协议（IP）网络中使用的技术，其主要目的是在私有网络和公共网络之间进行地址转换。
当一个私有网络中的主机需要访问公共网络时，NAT会将私有IP地址转换成公共IP地址，以实现与公共网络的通信。
这一过程涉及到端口转换，使得多个私有IP 地址可以使用一个公共IP地址，从而节约了IP地址资源。
而路由是一种网络通信的机制，通过将数据包从一个网络传送到另一个网络，实现了网络间的连接。
路由协议的主要作用是根据目标IP 地址选择最佳路径，将数据包从发送端路由器发送到接收端路由器，从而达到互联网上各个网络之间的通信目的。
二、工作原理的不同NAT的工作原理是在网络边界上的路由器上实现的，它通过修改数据包的源IP地址和目标IP地址，实现私有IP地址和公共IP地址之间的转换。
具体而言，当内部主机发起请求时，NAT会将源IP地址修改为公共IP地址，并将请求发送到目标主机。
而当目标主机回复时，NAT会将目标IP地址还原为源主机的私有IP地址，并将回复发送回内部网络。
相比之下，路由器的工作原理更加复杂。
当路由器接收到一个数据包时，它会检查目标IP地址，并根据事先学习的路由表来确定下一跳的路由器。
路由表中记录了不同目标网络的最佳路径，通过一系列的跳转，数据包最终到达目标网络的接收端。
三、适用场景的差异由于NAT将私有IP地址转换为公共IP地址，使得机构和个人可以使用较小范围的IP地址在公共网络上进行网络连接。
这在IPv4地址不断枯竭的情况下非常有用。
另外，NAT还能提供一定程度的网络安全，因为它隐藏了内部网络的真实IP地址。
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nat网络地址转换(NAT,Network Address Translation)属接入广域网(WAN)技术，是一种将私有（保留）地址转化为合法IP地址的转换技术，它被广泛应用于各种类型Internet接入方式和各种类型的网络中。
原因很简单，NAT不仅完美地解决了lP地址不足的问题，而且还能够有效地避免来自网络外部的攻击，隐藏并保护网络内部的计算机。
编辑本段网络地址转换（NAT）简介NAT概述NAT（Network Address Translation，网络地址转换）是将IP 数据报报头中的IP 地址转换为另一个IP 地址的过程。
在实际应用中，NAT 主要用于实现私有网络访问公共网络的功能。
这种通过使用少量的公有IP 地址代表较多的私有IP 地址的方式，将有助于减缓可用IP 地址空间的枯竭。
[1] 说明：私有IP 地址是指内部网络或主机的IP 地址，公有IP 地址是指在因特网上全球唯一的IP 地址。
RFC 1918 为私有网络预留出了三个IP 地址块，如下： A 类：10.0.0.0～10.255.255.255 B 类：172.16.0.0～172.31.255.255 C 类：192.168.0.0～192.168.255.255 上述三个范围内的地址不会在因特网上被分配，因此可以不必向ISP 或注册中心申请而在公司或企业内部自由使用。
NAT技术的产生虽然NAT可以借助于某些代理服务器来实现，但考虑到运算成本和网络性能，很多时候都是在路由器上来实现的。
随着接入Internet的计算机数量的不断猛增，IP地址资源也就愈加显得捉襟见肘。
事实上，除了中国教育和科研计算机网（CERNET）外，一般用户几乎申请不到整段的C类IP地址。
在其他ISP那里，即使是拥有几百台计算机的大型局域网用户，当他们申请IP地址时，所分配的地址也不过只有几个或十几个IP地址。
显然，这样少的IP地址根本无法满足网络用户的需求，于是也就产生了NAT技术。
NAT技术的作用借助于NAT，私有（保留）地址的"内部"网络通过路由器发送数据包时，私有地址被转换成合法的IP地址，一个局域网只需使用少量IP地址（甚至是1个）即可实现私有地址网络内所有计算机与Internet的通信需求。
NAT将自动修改IP报文的源IP 地址和目的IP地址，Ip地址校验则在NAT处理过程中自动完成。
有些应用程序将源IP 地址嵌入到IP报文的数据部分中，所以还需要同时对报文的数据部分进行修改，以匹配IP头中已经修改过的源IP地址。
否则，在报文数据都分别嵌入IP地址的应用程序就不能正常工作。
NAT技术实现方式NAT的实现方式有三种，即静态转换Static Nat、动态转换Dynamic Nat 和端口多路复用OverLoad。
静态转换是指将内部网络的私有IP地址转换为公有IP地址，IP地址对是一对一的，是一成不变的，某个私有IP地址只转换为某个公有IP地址。
借助于静态转换，可以实现外部网络对内部网络中某些特定设备（如服务器）的访问。
动态转换是指将内部网络的私有IP地址转换为公用IP地址时，IP地址是不确定的，是随机的，所有被授权访问上Internet的私有IP地址可随机转换为任何指定的合法IP地址。
也就是说，只要指定哪些内部地址可以进行转换，以及用哪些合法地址作为外部地址时，就可以进行动态转换。
动态转换可以使用多个合法外部地址集。
当ISP提供的合法IP地址略少于网络内部的计算机数量时。
可以采用动态转换的方式。
端口搜索多路复用（Port address Translation,PAT)是指改变外出数据包的源端口并进行端口转换，即端口地址转换（PAT，Port Address Translation).采用端口多路复用方式。
内部网络的所有主机均可共享一个合法外部IP地址实现对Internet的访问，从而可以最大限度地节约IP地址资源。
同时，又可隐藏网络内部的所有主机，有效避免来自internet的攻击。
因此，目前网络中应用最多的就是端口多路复用方式。
网络地址转换（NAT）的实现在配置网络地址转换的过程之前，首先必须搞清楚内部接口和外部接口，以及在哪个外部接口上启用NAT。
通常情况下，连接到用户内部网络的接口是NAT内部接口，而连接到外部网络（如Internet）的接口是NAT外部接口。
1).静态地址转换的实现</B>假设内部局域网使用的lP地址段为192.168.0.1~192.168.0.254，路由器局域网端（即默认网关）的IP地址为192.168.0.1，子网掩码为255.255.255.0。
网络分配的合法IP地址范围为61.159.62.128~61.159.62.135，路由器在广域网中的IP地址为61.159.62.129，子网掩码为255.255.255.248可用于转换的IP地址范围为61.159.62.130~61.159.62.134。
要求将内部网址192.168.0.2~192.168.0.6分别转换为合法IP地址61.159.62.130~61.159.62.134。
第一步，设置外部端口。
interface serial 0 ip address 61.159.62.129 255.255.255.248 ip nat outside 第二步，设置内部端口。
interface ethernet 0 ip address 192.168.0.1 255.255.255.0 ip nat inside 第三步，在内部本地与外部合法地址之间建立静态地址转换。
ip nat inside source static 内部本地地址内部合法地址。
示例：ip nat inside source static 192.168.0.2 61.159.62.130 //将内部网络地址192.168.0.2转换为合法IP地址61.159.62.130 ip nat inside source static 192.168.0.3 61.159.62.131 //将内部网络地址192.168.0.3转换为合法IP地址61.159.62.131 ip nat inside source static 192.168.0.4 61.159.62.132 //将内部网络地址192.168.0.4转换为合法IP地址61.159.62.132 ip nat inside source static 192.168.0.5 61.159.62.133 //将内部网络地址192.168.0.5转换为合法IP地址61.159.62.133 ip nat inside source static 192.168.0.6 61.159.62.134 //将内部网络地址192.168.0.6转换为合法IP地址61.159.62.134 至此，静态地址转换配置完毕。
2).动态地址转换的实现假设内部网络使用的IP地址段为172.16.100.1~172.16.100.254,路由器局域网端口（即默认网关）的IP地址为172.16.100.1，子网掩码为255.255.255.0。
网络分配的合法IP地址范围为61.159.62.128~61.159.62.191，路由器在广域网中的IP地址为61.159.62.129，子网掩码为255.255.255.192，可用于转换的IP地址范围为61.159.62.130~61.159.62.190。
要求将内部网址172.16.100.1~172.16.100.254动态转换为合法IP地址61.159.62.130~61.159.62.190。
第一步，设置外部端口。
设置外部端口命令的语法如下：ip nat outside 示例：interface serial 0 //进入串行端口serial 0 ip address 61.159.62.129 255.255.255.192//将其IP地址指定为61.159.62.129，子网掩码为255.255.255.192 ip nat outside //将串行口serial 0设置为外网端口注意，可以定义多个外部端口。
第二步，设置内部端口。
设置内部接口命令的语法如下：ip nat inside 示例：interface ethernet 0 //进入以太网端口Ethernet 0 ip address 172.16.100.1 255.255.255.0 // 将其IP地址指定为172.16.100.1，子网掩码为255.255.255.0 ip nat inside //将Ethernet 0 设置为内网端口。
注意，可以定义多个内部端口。
第三步，定义合法IP地址池。
定义合法IP地址池命令的语法如下：ip nat pool 地址池名称起始IP 地址终止IP地址子网掩码其中，地址池名字可以任意设定。
示例：ip nat pool chinanet 61.159.62.130 61.159.62.190 netmask 255.255.255.192 //指明地址缓冲池的名称为chinanet,IP地址范围为61.159.62.130~61.159.62.190，子网掩码为255.255.255.192。
需要注意的是，即使掩码为255.255.255.0，也会由起始IP地址和终止IP地址对IP地址池进行限制。
或ip nat pool test 61.159.62.130 61.159.62.190prefix-length 26 注意，如果有多个合法IP地址范围，可以分别添加。
例如，如果还有一段合法IP地址范围为"211.82.216.1~211.82.216.254"，那么，可以再通过下述命令将其添加至缓冲池中。
ip nat pool cernet 211.82.216.1 211.82.216.254 netmask 255.255.255.0 或ip nat pool test 211.82.216.1 211.82.216.254 prefix-length 24 第四步，定义内部网络中允许访问Internet的访问列表。
定义内部访问列表命令的语法如下：access-list 标号permit 源地址通配符（其中，标号为1~99之间的整数）access-list 1 permit 172.16.100.0 0.0.0.255 //允许访问Internet的网段为172.16.100.0~172.16.100.255，反掩码为0.0.0.255。
需要注意的是，在这里采用的是反掩码，而非子网掩码。