华为NAT原理与基本应用
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。
华为ENSP实验指南】网络地址转换NAT技术原理和实验
华为ENSP实验指南】网络地址转换NAT技术原理和实验简介I P有公网与私网的区分，通常内网使用私网I P，I n t e r n e t使用公网I P地址，而使用私网地址的计算机访问公网时需要使用N A T技术。
网络地址转换（N e t w o r k A d d r e s s T r a n s l a t i o n，简称N A T），N A T分为静态N A T、动态N A T、网络地址端口转换。
网络拓扑静态NAT原理与配置静态N A T就是一个私网地址对应一个公网地址，它不能节约公网地址，在实际应用中一般很少采用这种方式，常见的就是服务器使用。
静态N A T1对1的主机通信，通常用于服务器R1<Huawei>system-viewEnter system view, return user view with Ctrl+Z.[Huawei]sys AR1[AR1]inter g0/0/1[AR1-GigabitEthernet0/0/1]ip add 200.1.1.2 30[AR1-GigabitEthernet0/0/1]inter g0/0/0[AR1-GigabitEthernet0/0/0]ip add 192.168.1.1 24[AR1-GigabitEthernet0/0/0]inter g0/0/1[AR1-GigabitEthernet0/0/1]nat static global 117.29.161.242 ?inside Specify inside information of NAT[AR1-GigabitEthernet0/0/1]nat static global 117.29.161.242 ins[AR1-GigabitEthernet0/0/1]nat static global 117.29.161.242 inside 192.168.1.10 [AR1-GigabitEthernet0/0/1]disp this[V200R003C00]#interface GigabitEthernet0/0/1ip address 200.1.1.2 255.255.255.252nat static global 117.29.161.242 inside 192.168.1.10 netmask 255.255.255.25 5#return[AR1-GigabitEthernet0/0/1]nat static global 117.29.161.243 inside 192.168.1.20 R2<Huawei>u t m<Huawei>system-viewEnter system view, return user view with Ctrl+Z.[Huawei]sys AR2[AR2]inter g0/0/0[AR2-GigabitEthernet0/0/0]ip add 200.1.1.1 30[AR2-GigabitEthernet0/0/0]quit[AR2]ip route-static 117.29.161.242 255.255.255.0 200.1.1.2P A T[AR1]inter g0/0/1[AR1-GigabitEthernet0/0/1]undo nat static global 117.29.161.242 inside 192.168.1.10[AR1-GigabitEthernet0/0/1]undo nat static global 117.29.161.243 inside 192.168.1.20[AR1-GigabitEthernet0/0/1]disp this #检查一下配置是否删除[AR1-GigabitEthernet0/0/1]quit[AR1]nat address-group 1 117.29.161.242 117.29.161.242 #NAT地址池（我只配置了1个IP，如果有多个都可以加进去）[AR1]acl 2020 #创建基本ACL[AR1-acl-basic-2020]rule 5 permit source 192.168.1.0 0.0.0.255 #允许1.0网段获取[AR1-acl-basic-2020]inter g0/0/1#地址池和列表进行关联[AR1-GigabitEthernet0/0/1]nat outbound 2020 address-group 1 ?no-pat Not use PAT<cr> Please press ENTER to execute command#到这一步如果直接回车，在华为默认启用PAT#PAT即对一个公网地址反复使用，通过端口号转换，#如果想用动态NAT，则需要在group 1后面加上no-pat#动态NAT无法节约公网IP，在地址池中选一个IP对应一个内网IP[AR1-GigabitEthernet0/0/1]nat outbound 2020 address-group 1 #回车对地址池和列表进行关联，使用PAT功能使用P A T时，从主机p i n g200.1.1.1两台可同时使用，但从200.1.1.1p i n g117.29.161.242是不通的，因为很多主机拿了它作地址，不指定端口根本无法找到（P A T相当于天然防火墙，向外屏蔽了真实地址）动态NAT[Huawei-GigabitEthernet0/0/1]undo nat outbound 2020 address-group 1 #取消PAT[Huawei-GigabitEthernet0/0/1]nat outbound 2020 address-group 1 no-pat #使用动态NAT基于接口的PAT现实场景中，应用最为广泛的P A T，配置基于接口的P A T可以使用一个公网I P就可以让全公司的人上网[Huawei-GigabitEthernet0/0/1]undo nat outbound 2020 address-group 1[Huawei-GigabitEthernet0/0/1]nat outbound 2020 #outbound 2020默认使用地址池的公网地址进行替换复用[Huawei-GigabitEthernet0/0/1]disp this[V200R003C00]#interface GigabitEthernet0/0/1ip address 200.1.1.2 255.255.255.252nat outbound 2020 #return。
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。
简述nat的工作原理及主要应用
简述 NAT 的工作原理及主要应用NAT 是什么？网络地址转换（Network Address Translation，简称 NAT）是一种在计算机网络中用于将一个 IP 地址转换为另一个 IP 地址的技术。
NAT 技术有助于解决 IPv4地址资源短缺的问题。
NAT 的工作原理NAT 的工作原理是通过改变 IP 数据包的源 IP 地址和目的 IP 地址来实现地址转换。
根据 IP 数据包的源 IP 地址和目的 IP 地址，NAT 可以分为三种不同类型：静态 NAT、动态 NAT 和 PAT（端口地址转换）。
1.静态 NAT：静态 NAT 是一种一对一的地址转换方式，将一个内部 IP地址映射为一个公网 IP 地址。
静态 NAT 的映射关系在 NAT 设备中是预先配置的，无法动态改变。
2.动态 NAT：动态 NAT 是一种多对多的地址转换方式，将内部 IP 地址映射为一组可用的公网 IP 地址中的一个。
动态 NAT 的映射关系是动态生成和维护的，它通常与会话表（session table）一起使用，以追踪内部主机与外部网络之间的通信。
3.PAT：也被称为端口地址转换（Port Address Translation），PAT 是一种特殊类型的动态 NAT。
在 PAT 中，除了改变 IP 地址外，还会改变源端口号或目的端口号。
通常，PAT 使用一个公网 IP 地址用于多个内部主机的地址转换，并使用不同的端口号来区分这些主机。
NAT 的主要应用NAT 技术在计算机网络中有很多重要的应用。
下面列出了一些常见的应用场景：1.IP 地址共享和节约：由于 IPv4 地址资源有限，NAT 技术可以将多个内部主机共享一个公网 IP 地址，从而节约了 IP 地址的使用。
这种方式被广泛用于家庭网络和小型办公网络中。
2.网络安全：NAT 在一定程度上提供了网络安全性，因为它隐藏了内部网络的真实 IP 地址。
外部网络无法直接访问内部网络中的主机，需要经过NAT 设备进行地址转换。
NAT的基本原理与应用ppt课件
NAT的基本工作原理
• NAT的基本工作方式：
– NAT－一对一的地址转换 – PAT－多对一的地址转换 – NPAT－多对多的地址转换
15
NAT的基本工作原理
• NAT方式
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NAT的基本工作原理
• NAT方式
– 在出方向上转换IP报文头中的源IP地址，而不 对端口进行转换。
– 在私有网络地址和外部网络地址之间建立一对 一映射，实现比较简单
NAT的基本工作原理
• 内部服务器
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NAT的基本工作原理
• 利用ACL控制地址转换
可以使用地 址转换访问
Internet
不能访问 Internet
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NAT的基本工作原理
• DNS和内部服务器使用私网地址
– 由于内部www服务器和DNS服 务器都在一个私网内，这样， 当内部DNS进行为内部服务器 进行域名到IP地址的转换时， 会得到一个内部网的IP地址， 然后DNS将这个内部地址返回 给外部要访问的内部服务器的 主机。而这个地址由于是私网 地址，所以外部网访问不到。
9
NAT基本概念
• 转换关联
– 转换关联就是将一个地址池和一个访问列表关
联起来，这种关联指定了“具有某些特征的IP
报文”是使用“这样的地址池中的地址”，而
另一些可能是使用另外一个地址池中的地址。
在地址转换时，是根据这样的对应进行地址转
换的。当一个内部网络的数据包文发往外部网
络时，首先根据访问列表判定是否是允许的数
7
NAT基本概念
• 地址池
– 地址池是由一些外部地址（全球唯一的IP地址 ）组合而成的，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达 到外部网络时，将会选择地址池中的某个地址 作为转换后的源地址，这样可以有效利用用户 的外部地址，提高内部网络访问外部网络的能 力。
简述NAT的工作原理及应用
简述NAT的工作原理及应用NAT的工作原理NAT（Network Address Translation）是一种网络协议，用于在私有网络和公共网络之间进行地址转换。
它允许多个设备共享单个公共IP地址，从而解决了IP 地址不足的问题。
NAT的工作原理如下：1.出口NAT（SNAT）当私有网络中的一台设备要发送数据包到公共网络时，出口NAT将源IP地址替换为它所拥有的公共IP地址，并在NAT转换表中记录这个映射关系。
这样，数据包就能被正确地送达目标设备。
2.入口NAT（DNAT）当公共网络中的设备要发送数据包到私有网络时，入口NAT将目标IP地址替换为私有网络中的设备的IP地址，并在NAT转换表中查找相应的映射关系。
这样，数据包就能正确地转发到私有网络中的设备。
3.端口转换（PAT）当私有网络中有多台设备共享同一个公共IP地址时，PAT会通过修改源端口和目标端口来实现设备之间的区分。
这样，多个设备就能使用一个公共IP地址进行通信。
NAT的应用NAT广泛应用于各种网络环境中，以下是一些常见的应用场景：1.家庭网络：在家庭网络中，通常只有一个公共IP地址被提供，但是家庭中有多个设备需要连接到互联网，例如电脑、手机、电视等。
NAT可以使用一个公共IP地址为这些设备提供互联网连接。
–家庭网络示意图：•家庭路由器（公共IP地址）连接到互联网•多个设备（电脑、手机、电视等）连接到家庭路由器2.企业网络：类似于家庭网络，企业网络中也需要将私有IP地址转换为公共IP地址来实现互联网连接。
此外，企业网络还需要考虑安全性和灵活性。
NAT可以实现对内部网络的保护，并为企业网络提供更好的扩展性。
–企业网络示意图：•企业内部网络使用私有IP地址•内部网络通过企业防火墙连接到互联网•NAT用于将私有IP地址转换为公共IP地址3.无线网络：在无线网络中，NAT可以帮助管理IP地址的分配和转换，以便支持多个无线设备的连接。
–无线网络示意图：•无线路由器连接到互联网•多个无线设备通过无线路由器连接到互联网4.虚拟化网络：在虚拟化环境中，NAT可以为虚拟机提供外部网络连接，并实现虚拟机之间的通信。
nat的工作原理及应用
NAT的工作原理及应用1. NAT的基本概念网络地址转换（Network Address Translation，简称NAT）是一种在网络层上进行的地址转换技术，用于解决IPv4地址不足的问题。
NAT通过将内部网络的私有IP地址和外部网络的公有IP地址进行映射转换，使得内部网络可以通过一个公有IP地址访问外部网络。
2. NAT的工作原理NAT的工作原理可以归纳为三个主要步骤：步骤一：源地址转换（Source Address Translation）当内部网络中的主机向外部网络发送数据时，NAT会将数据包的源IP地址替换为公有IP地址。
这样，外部网络接收到数据包时，会将其回复发送给公有IP地址，然后NAT再将回复的数据包的目的IP地址转换为内部主机的私有IP地址。
步骤二：目的地址转换（Destination Address Translation）当外部网络中的主机向内部网络发送数据包时，NAT会将数据包的目的IP地址替换为内部主机的私有IP地址。
这样，数据包达到NAT后，它会将数据包的源IP地址转换为公有IP地址，并将数据包发送到内部网络中的目的主机。
步骤三：端口转换（Port Translation）NAT还可以进行端口转换，通过改变数据包中的端口号实现多个内部主机共享一个公有IP地址。
这是因为在一个IP地址下，端口号是唯一的，通过改变端口号，不同的数据包可以被正确路由到不同的内部主机。
3. NAT的应用场景场景一：家庭网络在家庭网络中，通常只有一个公有IP地址，但是家庭中有多台设备需要连接到外部网络。
NAT通过 IP地址转换和端口转换技术，使得多台设备能够共享一个公有IP地址访问外部网络。
这样，家庭网络中的设备可以通过NAT访问互联网，实现网络连通。
场景二：企业网络在企业网络中，NAT可以起到保护内部网络的作用。
通过将内部主机的私有IP地址转换为企业的公有IP地址，外部网络无法直接访问内部网络，从而提高了网络的安全性。
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PAT（Port Address Translation）方式的地址转换利用了 TCP/UDP协议的端口号，进行地址转换。 PAT方式的地址转换是采用了“地址＋端口”的映射方式，因 此可以使内部局域网的许多主机共享一个IP地址访问Internet。 在私有网络地址和外部网络地址之间建立多对一映射。 不同的内部网地址，转换时采用相同的公网地址，并依靠不同 的端口号来区分每一个内部网主机。
TCP/UDP IP NAT
Link Layer
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NAT的基本工作原理
NAT基本工作原理（以出口NAT为例）
在IP层的出口处调用NAT
IP层 由N A T SERVER命 令形成的 关联表 Yes
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NAT基本概念
公有地址和私有地址
私有地址是指内部网络(局域网内部)的主机地址，而公有地址是局
域网的外部地址（在因特网上的全球唯一的IP地址）。因特网地址 分配组织规定以下的三个网络地址保留用做私有地址：
可以使用地 址转换访问 Internet
不能访问 Internet
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NAT的基本工作原理
支持特殊协议（ALG应用程序网关）
地址转换改变了IP数据包头的IP地址信息，如果数据报文的载 荷中含有地址信息，地址转换就需要特殊处理，除了改变IP包 头的地址信息以外还需要改变数据报文中载荷中的地址信息。 比较典型的应用是FTP 目前VRP NAT平台支持FTP、Radius、L2tp、PPTP、CMC几 种特殊的协议。以及后来支持的H.323、SMTP、DNS等。
RFC2993
Architectural Implications of NAT
RFC 2663
IP Network Address Translator (NAT) Terminology and Considerations
RFC 3027
Protocol Complications with the IP Network Address Translator
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Page 16
NAT的基本工作原理
NAT的基本工作方式：
NAT－一对一的地址转换 PAT－多对一的地址转换 NPAT－多对多的地址转换
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(200.0.0.66: 23 (200.0.0.66: 23
-
100.100.100.100:12964) ------> 2.0.0.10: 1001)
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NAT的基本工作原理
PAT方式
10.0.0.0
172.16.0.0 192.168.0.0
- 10.255.255.255
- 172.31.255.255 - 192.168.255.255
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NAT基本概念
地址池
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NAT的基本工作原理
NPAT方式
( 10.0.0.10: 1001 (100.100.100.100:12964 (192.168.1.1:2001
-
200.0.0.66: 23) ------> 200.0.0.66: 23) 200.0.0.67: 25)
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NAT基本概念
访问控制列表
访问列表是由ACCESS-LIST命令生成的，它依据IP数据包报头 以及它承载的上层协议数据包头的格式定义了一定的规则，可 以表示允许或者是禁止具有某些特征(包头数据可以描述的）的 数据包，地址转换按照这样的规则判定哪些包是被允许转换或 者是禁止转换，这样可以禁止一些内部的主机访问外部网络， 提高一些网络的安全性问题。有关的详细概念可以参考防火墙 中的有关内容。
Security Level:
NAT原理与基本应用
ISSUE 4.0
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NAT技术实现了私网与公网的互访，
为私网提供了安全保障，也给公网带 来了安全隐患。
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第1章 NAT基本概念 第2章 NAT工作原理
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NAT的基本工作原理
NAT在系统中的位置
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学习指南
开篇会介绍一些和NAT相关的基本概念
重点理解NAT的入口和出口转换流程
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参考资料
RFC 3022
Traditional IP Network Address Translator (Traditional NAT)
(200.0.0.66: 23 (200.0.0.66: 23 (200.0.0.67: 25
-
100.100.100.100:12964) ------> 2.0.0.10: 1001) 192.168.1.1:2001)
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NAT的基本工作原理
内部服务器
内部服务器是一种反相的地址转换。 地址转换屏蔽了内部网络中的主机，而内部服务器可以提供外 部网络访问内部网络的服务。可以配置WWW、FTP、Telnet等 服务。 内部服务器映射表是由NAT SERVER命令配置的，在转换时， 根据用户的配置查找外部数据包的目的地址，如果是访问内部 的服务器，则转换成相应的内部服务器的目的地址和端口，达 到访问内部服务器的目的。还原时对源地址进行查找，判断是 否是从内部服务器出去的报文，如果是将源地址转换成相应的 外部地址。
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NAT基本概念
转换关联
转换关联就是将一个地址池和一个访问列表关联起来，这种关 联指定了“具有某些特征的IP报文”是使用“这样的地址池中 的地址”，而另一些可能是使用另外一个地址池中的地址。在 地址转换时，是根据这样的对应进行地址转换的。当一个内部 网络的数据包文发往外部网络时，首先根据访问列表判定是否 是允许的数据包，然后根据转换的关联找到于之相对应的地址 池，我们就可以把源地址转换成这个地址池中的某一个地址， 完成地址转换。
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学习完此课程，您将会：
NAT基本概念
NAT工作原理
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第1章 NAT基本概念 第2章 NAT工作原理
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HUAWEI Co概念
NAT(Network Address Translator)
网络地址转换，即改变IP报文中的源或目的地址的一种处理方 式； 使一个局域网中的多台主机使用少数的合法地址访问外部资源， 也可以按照要求设定内部的WWW、FTP、TELNET的服务提供 给外部网络使用； 有效的隐藏了内部局域网的主机IP地址，起到了安全保护的作 用。
NAT的基本工作原理
NAT方式
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NAT的基本工作原理
NAT方式
在出方向上转换IP报文头中的源IP地址，而不对端口进行转换。 在私有网络地址和外部网络地址之间建立一对一映射，实现比 较简单 只转换IP报文头中的IP地址，所以适用于所有IP报文转换
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NAT的基本工作原理
PAT方式
(10.0.0.10: 1001
-
200.0.0.66: 23) ------> 200.0.0.66: 23)
(100.100.100.100:12964 -