NAT及PPPoE协议原理入门
NAT及PPPoE协议原理入门解读
Unreachable
Restricted Cone NAT
Private IP Address Realm 192.168.1.0/24 192.168.1.100 192.168.1.1 10.0.0.4 Public IP Address Realm s=souce address:port Internet d=destination address:port 10.0.0.5 10.0.0.6
NAT bindings to 192.168.1.100:2210 d=10.0.0.4:8801 <- s=ANY
UDP Packet s=10.0.0.5:1234 d=192.168.1.100:2210 UDP Packet s=10.0.0.5:4321 d=192.168.1.100:2210 UDP Packet s=10.0.0.6:1234 d=192.168.1.100:2210 UDP Packet s=10.0.0.6:4321 d=192.168.1.100:2210
Restricted Cone NAT
Private IP Address Realm 192.168.1.0/24 192.168.1.100 Private Host 192.168.1.1 10.0.0.4 Public IP Address Realm s=souce address:port Internet d=destination address:port 10.0.0.5 Public Host A 10.0.0.6 Public Host B
Restricted Cone NAT
Private Host私网主机发送一个报文到公网主机Public Host A. NAT会创建一个私网/公网的映射表项（记录sport和sip映射关系、并记录外部 主机的IP）：将私网主机的源private port (2210)转换为外部端口public port (8801).
PPPoE协议工作原理
PPPoE协议工作原理引言概述：PPPoE（Point-to-Point Protocol over Ethernet）是一种用于在以太网网络上建立点对点连接的协议。
它允许用户通过以太网接入互联网，并提供了认证和数据传输的功能。
本文将详细介绍PPPoE协议的工作原理。
一、PPPoE协议的建立过程1.1 客户端发起PPPoE会话请求：客户端在连接互联网时，会发送一个PPPoE 会话请求报文到PPPoE服务器。
1.2 服务器响应并分配会话ID：PPPoE服务器接收到客户端的请求后，会响应并分配一个唯一的会话ID。
1.3 客户端认证并建立连接：客户端收到服务器响应后，进行认证并建立与服务器之间的连接。
二、PPPoE协议的认证过程2.1 PAP认证方式：PPPoE协议支持PAP（密码认证协议）认证方式，客户端和服务器通过用户名和密码进行认证。
2.2 CHAP认证方式：PPPoE协议也支持CHAP（挑战握手认证协议）认证方式，客户端和服务器之间进行挑战-应答认证。
2.3 802.1x认证方式：PPPoE协议还可以与802.1x认证结合使用，提高网络安全性。
三、PPPoE协议的数据传输过程3.1 数据封装：在建立连接后，客户端和服务器之间的数据通过PPPoE协议进行封装。
3.2 数据传输：封装后的数据通过以太网传输到目的地，保证数据的可靠传输。
3.3 数据解封装：接收端收到数据后，进行解封装操作，将数据还原成原始格式。
四、PPPoE协议的终止过程4.1 客户端发起终止请求：当客户端需要终止与服务器的连接时，会发送一个终止请求报文。
4.2 服务器响应并释放资源：服务器收到终止请求后，会响应并释放与客户端建立的连接资源。
4.3 连接终止：客户端和服务器之间的连接被成功终止，释放占用的网络资源。
五、PPPoE协议的优缺点5.1 优点：PPPoE协议可以在以太网网络上建立点对点连接，提供了认证和数据传输功能，适用于宽带接入等场景。
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。
PPPoE协议工作原理
PPPoE协议工作原理PPPoE（Point-to-Point Protocol over Ethernet）是一种广泛应用于现代网络中的协议，它允许用户通过以太网（Ethernet）连接到互联网。
本文将详细介绍PPPoE 协议的工作原理，包括协议的基本概念、建立连接的过程以及数据传输的过程。
1. 基本概念PPPoE协议是在以太网上运行的一种点对点协议。
它将PPP（Point-to-Point Protocol）封装在以太网帧中，通过以太网提供物理层和数据链路层的支持。
PPP 是一种用于在两个节点之间建立连接的协议，它提供了认证、加密和压缩等功能。
在PPPoE中，有两个主要的角色：PPPoE客户端和PPPoE服务器。
PPPoE客户端是指用户设备，如个人电脑或者路由器，它通过以太网连接到互联网。
PPPoE 服务器则是互联网服务提供商（ISP）的设备，它负责接受和处理客户端的连接请求。
2. 建立连接的过程当PPPoE客户端启动时，它会发送一个PPPoE发现报文，使用以太网广播方式发送到本地网络中的所有设备。
PPPoE服务器接收到这个报文后，会回复一个PPPoE提供报文，其中包含服务器的MAC地址和服务名称。
客户端收到提供报文后，会发送一个PPPoE激活报文，包含客户端的MAC地址和用户名/密码等认证信息。
服务器收到激活报文后，会验证客户端的认证信息，并向客户端发送一个PPPoE会话确认报文，表示连接已成功建立。
客户端收到会话确认报文后，会发送一个PPPoE配置请求报文，请求服务器分配一个IP地址给客户端。
服务器收到配置请求报文后，会回复一个PPPoE配置应答报文，包含分配给客户端的IP地址和其他网络配置信息。
3. 数据传输的过程一旦连接建立成功，客户端和服务器之间就可以进行数据传输。
客户端可以发送PPP数据包到服务器，服务器将这些数据包解封装并将其转发到互联网。
同样地，服务器也可以发送数据包给客户端，客户端会将其解封装并将其传递给上层应用程序。
PPPoE协议工作原理
PPPoE协议工作原理PPPoE（Point-to-Point Protocol over Ethernet）是一种广泛应用于宽带接入网络中的协议，它允许用户通过以太网连接访问互联网。
在这篇文章中，我们将详细介绍PPPoE协议的工作原理。
1. 概述PPPoE协议是在以太网上运行的一种封装协议，它通过在以太网帧中封装点对点协议（PPP）数据包来实现。
它允许网络服务提供商（ISP）将用户接入设备（如调制解调器）与其宽带接入网络连接起来。
2. PPPoE会话建立当用户设备需要连接到ISP的宽带网络时，它首先需要建立一个PPPoE会话。
以下是PPPoE会话建立的过程：步骤1：发现（Discovery）用户设备发送一个PPPoE发现报文（PPPoE Discovery Packet）作为广播消息，以寻找可用的PPPoE服务器。
该报文包含一个特殊的以太网类型码，以标识它是一个PPPoE报文。
步骤2：提供（Offer）PPPoE服务器收到用户设备发送的PPPoE发现报文后，它会向用户设备发送一个PPPoE提供报文（PPPoE Offer Packet），其中包含服务器的相关信息，如服务器的MAC地址和服务名称。
步骤3：会话建立（Session Establishment）用户设备收到PPPoE提供报文后，选择一个合适的PPPoE服务器，并向其发送一个PPPoE会话请求报文（PPPoE Session Request Packet）。
该报文包含用户设备的MAC地址和所需的服务名称。
步骤4：会话确认（Session Confirmation）PPPoE服务器接收到用户设备发送的PPPoE会话请求报文后，会向用户设备发送一个PPPoE会话确认报文（PPPoE Session Confirmation Packet）。
该报文用于确认会话的建立，并包含一个会话ID，用于后续的数据传输。
3. PPPoE数据传输一旦PPPoE会话建立成功，用户设备和PPPoE服务器之间就可以通过PPP协议传输数据。
PPPoE协议工作原理
PPPoE协议工作原理PPPoE（Point-to-Point Protocol over Ethernet）是一种在以太网上运行的点对点协议，它允许计算机通过以太网接入互联网。
本文将详细介绍PPPoE协议的工作原理。
一、PPPoE的概念和背景PPPoE协议是为了解决宽带接入需求而产生的。
在以太网上，每个计算机都有一个唯一的MAC地址，但是在宽带接入中，通常需要使用一个公用的IP地址，这就需要一种机制来实现多个用户共享一个IP地址。
PPPoE协议应运而生，它允许通过以太网建立点对点的连接，使得多个用户可以通过共享一个IP地址来访问互联网。
二、PPPoE的工作过程1. 会话建立阶段：a. 客户端发起会话请求：客户端通过发送PPPoE Active Discovery Initiation （PADI）报文来发起会话请求。
该报文包含客户端的MAC地址和所需的服务名称。
b. 服务器响应会话请求：服务提供商的服务器收到PADI报文后，会发送PPPoE Active Discovery Offer（PADO）报文作为响应。
该报文包含服务器的MAC地址和可用的服务名称。
c. 客户端选择服务器：客户端收到PADO报文后，会选择一个合适的服务器，并发送PPPoE Active Discovery Request（PADR）报文来确认选择。
d. 服务器确认会话：服务器收到PADR报文后，会发送PPPoE Active Discovery Session-Confirmation（PADS）报文来确认会话建立。
2. 会话维持阶段：a. 客户端认证：客户端在会话建立后，需要进行身份验证。
通常使用的是PAP（Password Authentication Protocol）或者CHAP（Challenge Handshake Authentication Protocol）进行认证。
b. IP地址分配：服务器在认证通过后，会为客户端分配一个IP地址，以便其能够访问互联网。
PPPoE协议工作原理
PPPoE协议工作原理PPPoE（Point-to-Point Protocol over Ethernet）协议是一种用于在以太网上建立点对点连接的网络协议。
它允许用户通过以太网接入互联网，并在以太网上建立虚拟的拨号连接。
PPPoE协议的工作原理如下：1. 建立会话阶段：在建立连接之前，用户需要通过拨号软件向ISP（Internet Service Provider，互联网服务提供商）服务器发送连接请求。
这个请求被封装在PPPoE数据包中，并通过以太网传输到ISP服务器。
2. 建立连接阶段：ISP服务器接收到用户的连接请求后，将进行验证和授权。
如果用户的身份验证通过并被授权访问互联网，ISP服务器会向用户发送一个连接确认信息。
这个确认信息同样被封装在PPPoE数据包中，并通过以太网传输到用户设备。
3. 会话阶段：一旦连接建立，用户设备和ISP服务器之间就建立了一个虚拟的拨号连接。
在这个连接上，用户可以通过PPP协议与ISP服务器进行通信。
PPP协议负责在物理链路之上建立和维护网络连接。
4. 传输数据阶段：在会话阶段，用户设备可以通过PPP协议传输数据。
数据被封装在PPP数据包中，并通过以太网传输到ISP服务器。
ISP服务器将数据解封装，并将其发送到互联网上的目标服务器。
同样，从互联网上的目标服务器返回的数据也会经过ISP 服务器，封装在PPP数据包中，并通过以太网传输到用户设备。
5. 断开连接阶段：当用户再也不需要连接时，可以通过拨号软件发送断开连接请求。
ISP服务器接收到请求后，会关闭虚拟的拨号连接，并向用户发送断开连接确认信息。
用户设备收到确认信息后，会关闭与ISP服务器之间的连接。
通过PPPoE协议，用户可以通过以太网接入互联网，实现高速、稳定的网络连接。
这种协议的灵便性使得它成为许多宽带接入技术的重要组成部份，如ADSL、光纤等。
同时，PPPoE协议也为用户提供了一种安全、可靠的方式来访问互联网。
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Symmetric NAT（对称NAT）
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Basic NAT
报文经过Basic NAT时，Basic NAT将报文的源IP地址从私网
IP转换为公网IP，但对报文的TCP/UDP端口不做转换。
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Port Restricted Cone NAT
Private Host发送一个dport为1234的报文到Public Host A. NAT会创建一个私网/公网的映射表项（记录sport和sip映射关系、并记录外部
主机的IP和端口信息）：将私网主机的源private port (2210)转换为外部端口
Private Host
UDP Packet s=192.168.1.100:2210 d=10.0.0.6:1234
NAT Device
UDP Packet s=10.0.0.4:8801 d=10.0.0.6:1234
Public Host A
Public Host B
NAT bindings to 192.168.1.100:2210 d=10.0.0.4:8801 <- s=10.0.0.5:ANY d=10.0.0.4:8801 <- s=10.0.0.6:ANY UDP Packet s=10.0.0.6:1234 d=192.168.1.100:2210 UDP Packet s=10.0.0.6:4321 d=192.168.1.100:2210 UDP Packet s=10.0.0.6:1234 d=10.0.0.4:8801 UDP Packet s=10.0.0.6:4321 d=10.0.0.4:8801
Unreachable
Restricted Cone NAT
Private IP Address Realm 192.168.1.0/24 192.168.1.100 192.168.1.1 10.0.0.4 Public IP Address Realm s=souce address:port Internet d=destination address:port 10.0.0.5 10.0.0.6
NAT Device
UDP Packet s=192.168.1.100:2210 d=10.0.0.5:1234
UDP Packet s=10.0.0.4:8801 d=10.0.0.5:1234
NAT bindings to 192.168.1.100:2210 d=10.0.0.4:8801 <- s=10.0.0.5:ANY UDP Packet s=10.0.0.5:1234 d=192.168.1.100:2210 UDP Packet s=10.0.0.5:4321 d=192.168.1.100:2210 UDP Packet s=10.0.0.5:1234 d=10.0.0.4:8801 UDP Packet s=10.0.0.5:4321 d=10.0.0.4:8801 UDP Packet s=10.0.0.6:1234 d=10.0.0.4:8801 上海寰创网络科技有限公司
只有NAT映射表项中有记录的外部主机才可以访问特定端口：Public Host A访
问 public port (8801)时，报文的目的端口转换为private port (2210) 发送给私
网主机， Public Host B访问public port (8801)时，将会被丢弃.
Private Host发送一个报文到Public Host B.
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Port Restricted Cone NAT
Private IP Address Realm 192.168.1.0/24 192.168.1.100 Private Host Public IP Address Realm Internet s=souce address:port d=destination address:port 10.0.0.6 Public Host B
Restricted Cone NAT
Private Host私网主机发送一个报文到公网主机Public Host A. NAT会创建一个私网/公网的映射表项（记录sport和sip映射关系、并记录外部 主机的IP）：将私网主机的源private port (2210)转换为外部端口public port (8801).
192.168.1.100
Private Host
192.168.1.1
10.0.0.4
10.0.0.5
Public Host A
10.0.0.6
Public Host B
NAT Device UDP Packet s=10.0.0.4:8801 d=10.0.0.5:1234
UDP Packet s=192.168.1.100:2210 d=10.0.0.5:1234
NAT bindings to 192.168.1.100:2210 d=10.0.0.4:8801 <- s=ANY
UDP Packet s=10.0.0.5:1234 d=192.168.1.100:2210 UDP Packet s=10.0.0.5:4321 d=192.168.1.100:2210 UDP Packet s=10.0.0.6:1234 d=192.168.1.100:2210 UDP Packet s=10.0.0.6:4321 d=192.168.1.100:2210
Basic NAT一般用在NAT设备有很多公网IP的时候，由于它 只对IP址进行转换，所以，内网主机访问外网服务的时候，
内网中的每台主机都要绑定不同的公网IP，在IPv4地址紧缺
的当下，该技术已经被淘汰；
上海寰创网络科技有限公司
Full Cone NAT
Private Host私网主机发送一个报文到公网主机Public Host A.
192.168.1.1
10.0.0.4
10.0.0.5 Public Host A
NAT Device
UDP Packet s=192.168.1.100:2210 d=10.0.0.5:1234
UDP Packet s=10.0.0.4:8801 d=10.0.0.5:1234
NAT bindings to 192.168.1.100:2210 d=10.0.0.4:8801 <- s=10.0.0.5:1234 UDP Packet s=10.0.0.5:1234 d=192.168.1.100:2210 UDP Packet s=10.0.0.5:1234 d=10.0.0.4:8801 UDP Packet s=10.0.0.5:4321 d=10.0.0.4:8801 UDP Packet s=10.0.0.6:1234 d=10.0.0.4:8801
实践：PPPoE抓包进行协议分析
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NAT概述
背景： 随着互联网尤其是移动互联网的普及，IPv4地址变得匮乏，在IPv6 普及之前，NAT很好的解决PC、移动终端等设备接入互联网的需求。 优点： 节省稀缺的公网IP：局域网内的所有主机只需要一个公网IP便 可以上网，同时也节省了购买IP的费用； 增强了连接到internet灵活性，网络变动时无需重新规划IP。 缺点： 地址转换会引起传输延时、以及性能影响； 无法进行端到端的IP路由追踪； 导致某些应用无法使用，比如VoIP、VPN等。
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单击此处编辑母版标题样式 snmp协议详解 NAT及PPPoE原理入门介绍
上海寰创网络科技有限公 司
• 2016/10/18
1 上海寰创网络科技有限公司
课程提纲
NAT作用及分类 不同NAT类型工作原理 实践：如何测试厂园网关NAT类型 PPPoE协议简介 PPPoE发现阶段原理流程 PPPoE LCP及认证阶段原理流程 PPPoE NCP阶段原理流程
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UDP Packet s=10.0.0.5:1234 d=10.0.0.4:8801 UDP Packet s=10.0.0.5:4321 d=10.0.0.4:8801 UDP Packet
s=10.0.0.6:1234 d=10.0.0.4:8801 UDP Packet s=10.0.0.6:4321 d=10.0.0.4:8801
NAT会创建一个私网/公网的映射表项（记录sport和sip映射关
系）：将私网主机的源private port (2210)转换为外部端口
public port (8801).
NAT会接收任何访问该端口地址的报文（ Public Host A or
Public Host B ），并将该报文的目的public port (8801) 转换为
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NAT是什么？
NAT（Network Address Translation）-网络地址转换
RFC 3022 - Traditional IP Network Address Translator RFC 1918 - Address Allocation for Private Internets RFC 2993 - Architectural Implications of NAT RFC 3027 - Protocol Complications with the IP Network
Address Translator