NAT转换原理及实现方法
网络地址转换NAT(教案第2.1节XG)
通常NAT中全局地址数量M，一般远小于内部主机数。统计计算实际上，一个全局地址对应约4000个内部地址。为什么？如CERNET中地址和因特网地址，也可以限制部分地址访问因特网，从而大大节省因特网地址开销。
一般，内网轮流使用NAT地址池中的全局地址，当NAT地址池中的全局地址被用完时，主机对外部的因特网访问将等待。
当IP数据包中的地址进行转换后，还要进行校验码重新计算和修改。
如图，当PC1、PC2或更多内网计算机同时访问同一服务器时，会出现什么样情况？如果PC1多个进程同时访问同一服务器，又会出现什么样情况？
2.1.3 网络端口地址转换（NAPT）
PC1
PC2
PC3
Inside Network
Internet
3
解决办法：
IPV6（128BIT） 网络地址转换技术 （94年提出） （NAT,Network address Translation） 可变长子网掩码（VLSM） 无类域间路由（CIDR） 解决IPv4因特网地址不足问题，是IPv4因特网必须克服的最大问题之一，但因特网在完善中成长。 NAT目前是解决IPv4地址短缺、被广泛使用的主要方法， IPv6面临的困境，……
第5步： 利用“ICMP网关发现”报文找到默然路由器的IP地址，并将其加入路由表中。
如果自动参数发现可使用以上分散的协议过程，但网络交互过程中，存在分散、延时、报文长度不同等问题。
自举协议（Bootstrap Protocol,BOOTP)就是把分散过程组合成一次协议交互的标准过程，即BOOTP一次广播一个BOOTP协议请求包， BOOTP服务器查找各项信息返回。
入
出
192.168.0.2：320
出
原私IP地址:端口号
nat1模式原理
NAT1模式的原理是在网络地址转换中，使用保留的内部私有地址（如192.168.0.0/16或172.16.0.0/16）转换为公共地址，从而实现对公共网络资源的访问。
这种转换方式主要适用于早期网络设备，如路由器等设备的私有地址早期配置有限的情况。
在这种模式下，所有发往内部网络的流量都需要通过NAT转换，这使得网络内部设备能够通过公共地址进行通信，同时也避免了与外部网络的直接连接。
具体来说，NAT1模式是基于静态转换的地址转换方式，它要求内部网络的私有地址与外部网络的公共地址之间建立一一对应的关系。
因此，网络管理员需要事先对网络内部设备的IP 地址进行配置，以确保这些地址在转换后仍然能够被识别和访问。
这种转换方式要求路由器支持IPv4的静态地址转换功能，同时也需要在公共网络中进行配置以使用与网络内部地址空间匹配的IP地址。
需要注意的是，由于NAT1模式基于静态转换的方式，因此在处理较大的内部网络或大量的内部连接时可能会存在性能问题。
同时，这种转换方式还会占用外部公共地址资源，并且会增加网络的复杂性。
因此，现代的路由器通常会使用其他更高级的NAT模式，如NAT2、NAT4等，以实现更高效的地址转换和网络管理。
总之，NAT1模式的原理是在网络地址转换中通过将内部私有地址转换为公共地址来实现对外部网络的访问。
这种转换方式主要适用于早期网络设备，但随着网络技术的发展，现代路由器通常会使用更高级的NAT模式来提高性能和效率。
因此，了解NAT1模式的原理和优缺点对于正确配置和管理网络设备非常重要。
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。
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。
nat的原理及应用
NAT的原理及应用1. NAT的定义网络地址转换（Network Address Translation，简称NAT）是一种网络协议，用于将私有IP地址转换为公共IP地址，以便在互联网上进行通信。
NAT在计算机网络中起到了重要的作用，它使得多个设备可以通过共享一个公共IP地址来访问互联网。
2. NAT的原理NAT的原理是通过在私有网络和公共网络之间建立一种映射关系，将私有网络内的IP地址和端口号转换为公共网络的IP地址和端口号。
这样，在公共网络中就可以唯一标识每个数据包，从而实现了私有网络内的设备与互联网之间的通信。
具体而言，NAT的原理包括以下几个步骤：•地址转换：将私有网络内部的IP地址转换为公共网络的IP地址。
这是NAT最基本的功能，通过将私有IP地址替换为公共IP地址，实现了对外通信的能力。
•端口转换：私有网络内的多个设备可能使用相同的端口号进行通信，但在公共网络中，同一个IP地址必须使用不同的端口号进行区分。
因此，NAT会将私有网络内设备的端口号转换为公共网络的唯一端口号，以实现数据包在公共网络中的唯一标识。
•连接跟踪：NAT会为每个建立的连接维护一张映射表，记录私有网络内的设备与公共网络的映射关系。
当收到返回数据包时，NAT可以根据映射表将数据包正确转发到私有网络内的设备。
3. NAT的应用场景NAT在实际网络中有着广泛的应用，特别是在企业内部网络和家庭网络中。
下面列举了几个常见的NAT应用场景：•共享上网：通过NAT，多个设备可以通过共享一个公共IP地址来访问互联网。
这在家庭网络和小型企业中尤为常见，一台路由器作为NAT设备，为多台设备提供上网功能。
•端口映射：NAT还可以用于端口映射，将公共网络中的某个端口号映射到私有网络中的指定IP地址和端口号。
这在需要从公共网络访问私有网络的服务器时非常有用，如Web服务器、FTP服务器等。
•防火墙：NAT也可以作为防火墙的一部分，通过限制私有网络内设备对外访问的能力，保护内部网络的安全性。
nat穿越原理
nat穿越原理NAT（Network Address Translation）是一种在本地网络中使用的网络转换技术。
它的作用是将私有IP地址转换为公共IP地址，以便实现内部主机与公共网络进行通讯。
尽管 NAT 在局域网中广泛使用，但有些时候，由于一些原因，我们需要进行 NAT 穿透，以便让公共网络中的主机可以与局域网中的主机直接通讯。
本文将介绍 NAT 穿越的原理以及相关的技术和方法。
一、NAT 穿越的原理NAT 穿越（NAT Traversal）是指在网络中，经过 NAT 设备的数据包可以穿越 NAT 网关，从而实现传输的技术方式。
当内网的主机需要使用 P2P 技术、VoIP、视频会议等需要直接通讯的应用时，就需要 NAT 穿越技术。
NAT 穿越技术基于UDP协议，通过一个可探测的中转服务器，使外部的主机可以向内部的主机发送UDP数据包。
这种技术类似于端口转发，只是通过中间服务端实现。
NAT设备自身并不具备进行 NAT 穿越的能力，所以需要使用一些技术和协议来实现。
通常情况下，NAT穿越可以通过以下几种方式：1. UPnP（Universal Plug and Play in）协议：UPnP 协议是一种基于Internet的新一代设备互通性协议。
UPnP协议能够自动在NAT设备上建立端口映射规则，这样内部网络的设备就能在公网的设备中被访问到。
2. STUN（Session Traversal Utilities for NAT）协议：STUN协议是专门为NAT穿越而设计的协议，它可以检测NAT设备的类型，外部IP地址和端口。
使用STUN协议后，每个内部主机就可以获取到一个公网IP地址，从而实现P2P直接通讯。
3. TURN（Traversal Using Relay NAT）协议：TURN 协议也是一种专门用于NAT穿越的协议，它会在中介服务器上建立一条转发通道，从而实现内部和外部主机的通讯。
任务14 NAT网络地址转换
任务14 NAT网络地址转换一、【技术原理】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。
二、【任务描述】1、在R1、2、3上完成基本的配置，根据拓扑；2、在R2上完成NAT的基本配置；3、理解静态NAT，动态NAT和PAT的原理。
三、【任务实现】1、规划拓扑结构2、配置过程：1）配置每个设备的名称和接口的ip地址R1(config)#interface serial 0R1(config-if)#ip address 192.168.12.1 255.255.255.0R1(config-if)#ip address 192.168.12.2 255.255.255.0 secondary注：配置辅助ip地址。
R1(config-if)#ip address 192.168.12.3 255.255.255.0 secondaryR1(config-if)#no shR2(config)#interface serial 0R2(config-if)#ip address 192.168.12.254 255.255.255.0R2(config-if)#no shutdownR2(config-if)#clock rate 64000R2(config)#interface serial 1R2(config-if)#ip add 192.168.23.2 255.255.255.0R2(config-if)#no shutdownR2(config-if)#clock rate 64000R2(config-if)#exitR3(config)#interface serial 1R3(config-if)#ip add 192.168.23.3 255.255.255.0R3(config-if)#no shutdownR3(config-if)#exit2）在R2上完成静态NAT的配置。
第六章地址转换(NAT)
清除地址 转换映射 表
本章小结
介绍NAT技术背景和基本原理
NAT常用的地址转换方式
如何完成NAT的基本配置
NAT基本配置
NAT基本配置
NAT基本配置包括
配置地址池 配置地址转换 配置Easy IP
配置多对多地址转换
配置NAPT 配置内部服务器
地址转换的显示与调试
NAT基本配置
配置地址池
操作
定义一个地址池 删除一个地址池
命令
nat address-group group-number start-addr end-addr undo nat address-group group-number
数据报2 源：202.120.10.2 目的：202.169.10.1
Server 192.168.1.2
PC 202.130.10.3
地址转换方式
多对多地址转换 NAPT——网络地址端口转换
内部服务器
sy IP
ALG——应用级网关
目录
NAT提出背景 NAT原理介绍
nat outbound acl-number address-group group-number [ no-pat ]
删除访问控制列表和地址池的关联 undo nat outbound acl-number address-group group-number [ no-pat ]
NAT基本配置
NAT基本配置
配置内部服务器
操作 配置 一个 内部 服务 器 命令 nat server [ acl-number ] [ vpn-instance vpninstance-name ] protocol pro-type global global-addr [ global-port ] inside host-addr [ host-port ] nat server [ acl-number ] [ vpn-instance vpninstance-name ] protocol pro-type global global-addr global-port1 global-port2 inside host-addr1 host-addr2 host-port
NAT网络地址转换实验详解
一、原理回顾网络地址转换(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。
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。
l.NAT简介借助于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（对于ICMP，NAT也自动完成地址转换）。
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。
2.NAT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。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
NAT转换原理及实现方法
NAT(Network Address Translation)是一种在IP数据包传输过程中将私有IP地址转换成公网IP地址的技术，主要用于解决IPv4地址不足的问题。
本文将详细介绍NAT转换的原理及实现方法。
一、NAT转换的原理
NAT的主要原理是将内部网络中的私有IP地址与公网IP地址进行转换，使内外网之间可以相互通信。
NAT转换的原理可以分为三种类型：静态NAT、动态NAT和PAT。
1. 静态NAT
静态NAT是将一个内部网络中的私有IP地址映射为一个公网IP地址，实现一对一的映射。
通过在NAT路由器上进行配置，将内网主机的私有IP地址与公网IP地址绑定，使得内部网络中的主机可以通过公网IP地址与外部网络通信。
2. 动态NAT
动态NAT是将内部网络中的私有IP地址映射为一组公网IP地址，实现多对一的映射。
通过在NAT路由器上进行配置，将内网主机的私有IP地址与可用的公网IP地址绑定，使得内部网络中的多个主机可以通过这组公网IP地址与外部网络通信。
3. PAT(Port Address Translation)
PAT是一种特殊形式的动态NAT，它不仅将内部网络的私有IP地址映射为公网IP地址，还会将端口号进行转换。
PAT通过使用不同的源端口号来区分内部网络中的多个主机，实现多对一的映射。
这种方式极大地提高了IP地址的利用率，并且保证了内部网络中的多个主机可以同时与外部网络通信。
二、NAT转换的实现方法
NAT转换可以通过硬件设备或者软件来实现。
1. 硬件设备实现
专门的NAT路由器是常见的硬件设备，用于实现NAT转换。
这些路由器内置了NAT转换功能，并且通常具有多个LAN口和一个WAN 口。
在配置NAT转换时，需要对路由器进行相关设置，如指定内网IP 地址段、配置端口映射等。
NAT路由器的硬件实现能够提供较高的转换性能和稳定性。
2. 软件实现
除了硬件设备，NAT转换也可以通过软件来实现。
一些操作系统和网络设备提供了内置的NAT转换功能，如Linux的iptables、Windows 的Internet连接共享等。
通过在操作系统或网络设备上配置相关的转换规则，可以实现NAT转换。
三、NAT转换的应用场景
NAT转换广泛应用于各种网络环境中，特别是企业级网络和家庭网络。
1. 企业级网络
在企业级网络中，通常会使用NAT转换将内部私有网络与公网连
接起来。
企业内网中的多个主机可以通过一个或多个公网IP地址与外
部网络通信，同时实现对内部网络的安全保护。
2. 家庭网络
在家庭网络中，NAT转换通常是由路由器来实现的，家中的多个设备可以共享一个公网IP地址，通过NAT转换与外部网络进行通信。
这种方式不仅方便了家庭网络的管理，还节省了公网IP地址资源的使用。
总结：
NAT转换是一种将私有IP地址转换为公网IP地址的技术，通过映
射内外IP地址实现内部网络与外部网络之间的通信。
根据需求的不同，可以采用静态NAT、动态NAT或PAT来实现转换。
NAT转换可以通
过硬件设备或者软件来实现，常见的是NAT路由器。
无论是在企业级
网络还是家庭网络中，NAT转换都发挥了重要作用，实现了内外网之
间的互联互通。