NAT爆破-在NAT背后的主机之间建立TCP连接
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技术的工作原理
nat技术的工作原理网络地址转换(Network Address Translation,简称NAT)是一种在计算机网络中常用的技术,它允许将一组IP地址映射到另一组IP地址,从而实现网络中IP地址的重用。
NAT技术的工作原理涉及到网络层和传输层两个不同的层次,下面将逐步详细介绍NAT技术的工作原理。
NAT技术的工作原理可以分为两个阶段:地址转换和端口转换。
第一阶段是地址转换。
当一台位于内部网络的计算机要访问外部网络时,它首先向接入网络的NAT设备发送请求。
在发送请求前,NAT设备会为内部计算机分配一个临时的IP地址(通常为私有IP地址)。
这个临时IP地址可以是在本地内部网络中的唯一一个地址,可以避免与外部网络中的其他计算机的IP地址冲突。
NAT设备对于发送请求的数据报进行修改,将内部计算机的源IP地址更改为分配的临时IP地址,然后将修改后的数据报发送到外部网络。
第二阶段是端口转换。
当外部网络返回响应数据时,NAT设备将响应数据中的目标IP地址更改为内部计算机的IP地址,并将响应数据发送到该内部计算机。
在此之前,NAT设备会在临时IP地址和内部计算机之间建立一个映射关系。
该映射关系通常会使用一种叫做网络地址端口转换(Network Address and Port Translation,简称NAPT)的技术。
NAPT技术使用了端口号的概念,除了将IP地址映射到已分配的临时IP地址外,还将端口号映射到正在使用内部计算机的应用程序上。
这样在响应数据被发送回内部计算机时,NAT设备可以根据端口号将数据正确地路由到相应的应用程序中。
NAT技术的工作原理中还涉及到一些其他的重要概念:1.NAT表:NAT设备通过维护一个NAT表来记录内部计算机和临时IP 地址之间的映射关系。
NAT表一般会包含内部计算机的IP地址,临时IP 地址,端口号和其他相关信息等。
2.网络地址转换规则:NAT设备根据一组预定义的转换规则来工作。
NAT、NAPT以及easyIP的区别,很多人都不知道
NAT、NAPT以及easyIP的区别,很多人都不知道1、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。
NAT(Network Address Translation,网络地址转换)是将IP 数据包头中的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。
NAT的基本工作原理是,当私有网主机和公共网主机通信的IP包经过NAT网关时,将IP包中的源IP或目的IP在私有IP和NAT的公共IP之间进行转换。
NAT网关有2个网络端口,其中公共网络端口的IP地址是统一分配的公共IP,为202.204.65.2;私有网络端口的IP地址是保留地址,为192.168.1.1。
私有网中的主机192.168.1.2向公共网中的主机166.111.80.200发送了1个IP包(Des=166.111.80.200,Src=192.168.1.2)。
当IP包经过NAT网关时,NAT会将IP包的源IP转换为NAT的公共 IP并转发到公共网,此时IP包(Des=166.111.80.200,Src=202.204.65.2)中已经不含任何私有网IP的信息。
由于IP 包的源IP已经被转换成NAT的公共IP,响应的IP包(Des=202.204.65.2,Src=166.111.80.200)将被发送到NAT。
这时,NAT会将IP包的目的IP转换成私有网中主机的IP,然后将IP包(Des=192.168.1.2,Src=166.111.80.200)转发到私有网。
网络防火墙的网络地址转换(NAT)配置指南(六)
网络防火墙的网络地址转换(NAT)配置指南随着互联网的普及和发展,网络防火墙在保护企业网络安全方面扮演着至关重要的角色。
而网络地址转换(NAT)作为一种网络安全机制,被广泛应用于网络防火墙的配置中。
本文旨在为读者提供一个网络地址转换配置指南,帮助企业理解和实施该机制。
引言在介绍NAT的配置指南之前,我们先要明确NAT的基本概念及其在网络安全中的作用。
NAT是一种将一个IP地址转换为另一个IP地址的技术,它主要用于在私有网络与公共网络之间进行通信。
通过将私有IP地址转换为公共IP地址,可以提高网络的安全性,同时实现更高效的资源利用。
一、了解NAT的基本原理在配置NAT之前,我们应该先了解NAT的基本原理。
NAT主要包括源NAT和目标NAT。
源NAT用于将内部网络的私有IP地址转换为公共IP地址,以在公共网络上进行通信。
目标NAT则是将公共IP地址转换为内部网络的私有IP地址,以使公共网络上的数据包能够正确传递到内部网络中的特定主机。
二、配置源NAT源NAT的配置是非常关键的,它需要在企业防火墙设备上进行。
以下是配置源NAT的步骤:1. 确定需要进行源NAT的内部网络。
根据企业的实际情况,确定哪些内部网络需要进行源NAT转换以与公共网络通信。
2. 为每个需要进行源NAT的内部网络选择一个公共IP地址池。
这个公共IP地址池可以是由企业自己拥有的IP地址,也可以是从ISP 提供的IP地址中选择。
确保公共IP地址池能够满足企业的需求,并且不会与其他网络冲突。
3. 配置源NAT规则。
在防火墙设备上,设置源NAT规则,将内部网络的私有IP地址映射到相应的公共IP地址。
这样当内部网络发起外部通信时,数据包将会被源NAT转换,并以公共IP地址为源地址进行传输。
三、配置目标NAT与源NAT类似,配置目标NAT也需要在企业防火墙设备上进行。
以下是配置目标NAT的步骤:1. 确定需要进行目标NAT的公共网络。
根据企业的需求,确定哪些网络需要进行目标NAT转换以与内部网络通信。
NAT ALG原理与应用
1NAT ALG简介普通NAT实现了对UDP或TCP报文头中的的IP地址及端口转换功能,但对应用层数据载荷中的字段无能为力,在许多应用层协议中,比如多媒体协议(H.323、SIP等)、FTP、SQLNET等,TCP/UDP载荷中带有地址或者端口信息,这些内容不能被NAT进行有效的转换,就可能导致问题。
而NAT ALG (Application Level Gateway,应用层网关)技术能对多通道协议进行应用层报文信息的解析和地址转换,将载荷中需要进行地址转换的IP地址和端口或者需特殊处理的字段进行相应的转换和处理,从而保证应用层通信的正确性。
例如,FTP应用就由数据连接和控制连接共同完成,而且数据连接的建立动态地由控制连接中的载荷字段信息决定,这就需要ALG来完成载荷字段信息的转换,以保证后续数据连接的正确建立。
2NAT ALG特点NAT ALG为内部网络和外部网络之间的通信提供了基于应用的访问控制,具有以下优点:(1)ALG统一对各应用层协议报文进行解析处理,避免其它模块对同一类报文应用层协议的重复解析,可以有效提高报文转发效率。
(2)可支持多种应用层协议:FTP、H.323(包括RAS、H.225、H.245)、SIP、DNS、ILS、MSN/QQ、NBT、RTSP、SQLNET、TFTP等。
3NAT ALG技术实现先介绍ALG涉及到的两个概念:会话:记录了传输层报文之间的交互信息,包括源IP地址、源端口、目的IP地址、目的端口,协议类型和源/目的IP地址所属的VPN实例。
交互信息相同的报文属于一条流,通常情况下,每个会话对应出方向和入方向的两条流。
动态通道:当应用层协议报文中携带地址信息时,这些地址信息会被用于建立动态通道,后续符合该地址信息的连接将使用已经建立的动态通道来传输数据。
下面以多通道应用协议FTP在NAT组网环境中的ALG应用来具体说明报文载荷的转换过程。
3.1ALG与FTP的应用FTP的两种不同工作模式:PORT(主动模式)与PASV(被动模式)。
pwnat原理
pwnat原理pwnat是一种用于绕过NAT(Network Address Translation)设备的技术,它允许在两个基于IPv4的主机之间建立直接的TCP/IP连接,而无需在NAT设备上做任何配置或端口映射。
pwnat的原理是通过在目标主机和源主机之间建立一个具有相同IP地址和端口的虚拟连接,使得NAT设备无法区分这两个主机之间的真实数据流。
下面将详细介绍pwnat的工作原理。
在传统的网络环境中,当一个主机请求与另一个主机建立TCP/IP连接时,它会向自己所在的NAT设备发送请求。
NAT设备会检查请求的源IP 地址和端口,并将其翻译成合法的公网IP地址和端口,然后将请求发送到目标主机。
目标主机通过回复数据包来建立连接,但是这个回复数据包是发送给NAT设备的,NAT设备会根据预先定义的映射规则将该包转发给源主机,从而建立了一个双向的连接。
而pwnat则通过利用NAT设备处理UDP(User Datagram Protocol)数据包的方式来实现直接的TCP/IP连接。
当源主机向目标主机发起连接请求时,并不是直接发送TCP数据包,而是发送一个经过处理的UDP数据包。
这个UDP数据包是经过pwnat客户端修改过的,将TCP的握手数据封装在UDP数据包的负载中。
在NAT设备收到这个经过处理的UDP数据包后,它会将该数据包转发给目标主机,并且会为这个UDP数据包建立一个NAT映射。
目标主机收到这个UDP数据包后,它会将数据包进行解包,并且提取出TCP握手数据。
然后,目标主机通过一个普通的TCP数据包响应该请求,并且将这个TCP 数据包封装在一个特殊格式的UDP数据包内发送回给源主机。
当源主机收到这个特殊格式的UDP数据包时,它会解包该数据包,并提取出TCP数据包。
这样,源主机和目标主机之间就建立了一个直接的TCP/IP连接。
之后的数据通过该连接传输,不再需要经过NAT设备。
值得注意的是,pwnat并不是一种新的技术,它只是利用了NAT设备对UDP数据包处理的特殊性来绕过端口映射的限制。
NAT协议详解
NAT协议详解NAT(Network Address Translation)是一种网络协议,用于解决IPv4地址不足的问题。
在IPv4网络中,因为地址资源有限,无法满足不断增长的设备数量的需求,而NAT协议的出现,使得多个设备可以通过共享一个公网IP地址进行互联网访问。
一、NAT协议的基本原理NAT协议的基本原理是通过在内部网络和公网之间建立映射关系,实现内部IP地址和外部IP地址的转换。
下面将详细介绍NAT协议的三种主要形式和工作原理。
1. 静态NAT静态NAT是指将内部网络中的私有IP地址与外部网络中的公共IP地址一对一映射。
这种映射关系在配置时被固定下来,不会发生变化。
静态NAT适用于需要将特定的IP地址与公网地址进行绑定的情况,例如服务器对外提供服务时使用的映射关系。
2. 动态NAT动态NAT是指将内部网络中的私有IP地址与外部网络中的公共IP地址动态地建立映射关系。
当内部网络中的设备请求访问外部网络时,NAT设备会临时分配一个未被使用的公共IP地址给该设备,并在一段时间后释放。
这种映射关系是临时的,根据内部设备的需求动态生成和释放。
3. PAT(Port Address Translation)PAT是一种更高效的NAT形式,它不仅在内部IP地址和外部IP地址之间进行转换,还在端口号上进行转换。
通过将内部网络中的多个设备共享同一个公网IP地址,通过不同的端口号来识别不同的设备,实现多设备同时访问互联网。
二、NAT协议的优势和应用场景NAT协议在网络通信中具有以下优势和应用场景。
1. 地址转换NAT协议的最主要优势是解决了IPv4地址不足的问题。
通过NAT,一个公网IP地址可以同时被多个设备使用,从而节省了IPv4地址资源,延缓了IPv4地址耗尽的时间。
2. 安全性增强由于NAT协议在内部网络和公网之间进行地址转换,使得公网无法直接访问内部网络中的设备,可以有效降低外部攻击的风险,提高网络的安全性。
NAT及NAT打洞技术
NAT及NAT打洞技术一、什么是NAT?为什么要使用NAT?NAT是将私有地址转换为合法IP地址的技术,通俗的讲就是将内网与内网通信时怎么将内网私有IP地址转换为可在网络中传播的合法IP地址。
NAT的出现完美地解决了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、NAT的分类STUN标准中,根据内部终端的地址(LocalIP:LocalPort)到NAT出口的公网地址(PublicIP:PublicPort)的影射方式,把NAT分为四种类型:1、Full Cone NAT: 内网主机建立一个socket(LocalIP:LocalPort) 第一次使用这个socket给外部主机发送数据时NAT会给其分配一个公网(PublicIP:PublicPort),以后用这个socket向外面任何主机发送数据都将使用这对(PublicIP:PublicPort)。
此外,任何外部主机只要知道这个(PublicIP:PublicPort)就可以发送数据给(PublicIP:PublicPort),内网的主机就能收到这个数据包。
2、Restricted Cone NAT: 内网主机建立一个socket(LocalIP:LocalPort) 第一次使用这个socket给外部主机发送数据时NAT会给其分配一个公网(PublicIP:PublicPort),以后用这个socket向外面任何主机发送数据都将使用这对(PublicIP:PublicPort)。
此外,如果任何外部主机想要发送数据给这个内网主机,只要知道这个(PublicIP:PublicPort)并且内网主机之前用这个socket曾向这个外部主机IP发送过数据。
只要满足这两个条件,这个外部主机就可以用自己的(IP,任何端口)发送数据给(PublicIP:PublicPort),内网的主机就能收到这个数据包。
3、Port Restricted Cone NAT: 内网主机建立一个socket(LocalIP:LocalPort) 第一次使用这个socket给外部主机发送数据时NAT会给其分配一个公网(PublicIP:PublicPort),以后用这个socket向外面任何主机发送数据都将使用这对(PublicIP:PublicPort)。
NAT防火墙配置要点
NAT防火墙配置要点NAT(网络地址转换)防火墙是一种用于保护网络安全的关键设备。
它通过将内部网络的私有IP地址转换为公共IP地址,实现多个内部主机共享一个公共IP地址的功能。
在配置NAT防火墙时,我们需要遵循一些关键要点,以确保网络安全和正常的网络连接。
本文将介绍NAT防火墙配置的要点。
一、网络拓扑设计在开始配置NAT防火墙之前,我们首先要做的是设计网络拓扑。
网络拓扑包括内部网络以及连接到NAT防火墙的外部网络。
合理的网络拓扑设计有助于提高网络性能,并减少潜在的风险。
我们需要考虑内部网络的规模、外部网络的连接方式以及网络中各个设备的位置等因素,以便有效地配置NAT防火墙。
二、NAT类型选择在配置NAT防火墙时,需要选择适合网络需求的NAT类型。
常见的NAT类型包括静态NAT和动态NAT。
静态NAT将内部私有IP地址一一映射到公共IP地址,适用于需要对特定主机进行映射的情况。
动态NAT则会动态地将多个内部私有IP地址映射到较少的公共IP地址,适用于内部主机数量较多的场景。
根据实际需求,选择适合的NAT类型能够更好地满足网络连接和安全要求。
三、安全策略配置配置NAT防火墙时,安全策略是非常重要的一部分。
安全策略用于控制内部网络和外部网络之间的通信,以确保网络的安全性。
我们需要根据网络需求,制定合理的安全策略,包括允许的内部主机访问外部网络的规则、禁止的流量以及需要进行特殊处理的流量等。
同时,还需要考虑到安全策略的优先级和流量的审计需求,以确保网络连接的安全和可靠性。
四、端口转发配置端口转发是NAT防火墙中的一个重要功能,它允许外部网络访问内部网络的特定服务。
在配置端口转发时,需要指定外部请求的端口以及内部服务器的IP地址和端口。
我们需要确保转发的端口和IP地址是正确配置的,以实现外部网络与内部服务器之间的通信。
同时,需要注意端口转发的安全性,加强对外部访问的控制,避免潜在的风险。
五、日志记录和监控最后,在配置NAT防火墙之后,我们需要进行日志记录和监控配置。
2023年中级软考《信息安全工程师》考试全真模拟易错、难点汇编贰(答案参考)试卷号:39
2023年中级软考《信息安全工程师》考试全真模拟易错、难点汇编贰(答案参考)(图片大小可自由调整)一.全考点综合测验(共50题)1.【单选题】以下恶意代码中,属于宏病毒的是()A.Macro.MelissaB.Trojian.huigezi.aC.Worm.Blaster.gD.Backdoor.Agobot.frt正确答案:A2.【单选题】下面不属于PKI 组成部分的是()A.证书主体B.使用证书的应用和系统C.证书权威机构D.AS正确答案:D3.【单选题】在访问因特网时,为了防止Web页面中恶意代码对自己计算机的损害,可以采取的防范措施是()A.将要访问的Web站点按其可信度分配到浏览器的不同安全区域B.在浏览器中安装数字证书C.利用IP 安全协议访问Web站点D.利用SSL访问Web站点正确答案:A4.【单选题】在DES加密算法中,密钥长度和被加密的分组长度分别是()A.56 位和64位B.56 位和56位C.64 位和64位D.64 位和56位正确答案:A5.【单选题】攻击者通过对目标主机进行端口扫描,可以直接获得()。
A.目标主机的口令B.给目标主机种植木马C.目标主机使用了什么操作系统D.目标主机开放了那些端口服务正确答案:D6.【单选题】在FTP 中,客户发送PASV 命令的目的是()A.请求使用被动模式建立数据连接B.向服务器发送用户的口令C.说明要上传的文件类型D.检索远程服务器存储的文件正确答案:A本题解析:解析:在FTP 中,客户发送PASV 命令的目的是请求使用被动模式建立数据连接。
PASS 命令是向服务器发送用户的口令; TYPE 命令是说明要上传的文件类型; RETR 命令是检索远程服务器存储的文件。
根据解析,选项 A 符合题意,故选择 A 选项。
7.【单选题】()指对主体访问和使用客体的情况进行记录和审查,以保证安全规则被正确执行,并帮助分析安全事故产生的原因。
A.安全授权B.安全管理C.安全服务D.安全审计正确答案:D8.【单选题】关于数据报交换方式的描述中,正确的是()A.数据报交换过程中需要建立连接B.每个分组必须通过相同路径传输C.分组传输过程中需进行存储转发D.分组不需要带源地址和目的地址正确答案:C本题解析:解析:数据报是报文分组存储转发的一种形式,在数据报方式中,分组传输前不需要在源主机与目的主机之间预先建立"线路连接"。
网络搭建题库含参考答案
网络搭建题库含参考答案一、单选题(共30题,每题1分,共30分)1、PING 命令使用了哪种ICMP?( )A、RedirectB、Source quenchC、Echo replyD、Destination unreachable正确答案:C2、宽带路由器的WAN只有一个公共IP地址,连接在LAN接口有台式机和笔记本各一台,NAT类型是( )A、静态NATB、动态NATC、NAPTD、PPP正确答案:C3、保护公民网络隐私权的法规有( )。
A、计算机信息网络国际联盟安全保护管理办法B、商标法C、著作权法D、计算机软件保护条例正确答案:A4、发送信息过程中的变换方式有多种,其中( )是最常见的变换方式。
A、调频B、解调C、调制D、调相正确答案:C5、在计算机内部,数据加工、处理和传送的形式是()。
A、八进制码B、十进制码C、十六进制码D、二进制码正确答案:D6、一个B类网络,有5位掩码加入缺省掩码用来划分子网,每个子网最多( )台主机。
A、510B、512C、1022D、2046正确答案:B7、下列哪( )不是距离矢量路由协议。
A、RIPv1B、OSPFC、RIPv2D、BGP正确答案:B8、保障信息安全最基本、最核心的技术措施是( )。
A、网络控制技术B、信息加密技术C、信息确认技术D、反病毒技术正确答案:B9、拓扑结构有一个中心控制点,易于设计和安装,网络介质直接从中心的集线器或交换机处连接到工作站所在区域。
缺点是一旦中心控制点设备出现问题,容易发生单点故障。
这种局域网常用的拓扑结构为( )。
A、树型B、环型C、星型D、总线型正确答案:C10、你是一台Windows Server 2008计算机的系统管理员,你可以使用()工具来管理该计算机中的组帐号。
A、域用户和计算机B、本地用户和组C、活动目录用户和计算机D、活动目录用户与用户组正确答案:D11、以下( ) 是VLAN 带来的主要好处。
A、交换机不需要再配置B、广播可以得到控制C、链路可以得到保护D、物理的界限了用户群的移动正确答案:B12、在RIP协议中,计算cost值的参数是( )。
tcp打洞原理和实现 -回复
tcp打洞原理和实现-回复TCP打洞(TCP Hole Punching)是一种网络通信技术,通过在防火墙、NAT网关等网络设备上创建一个暂时的连接,使得两台位于私有网络中的主机之间可以直接通信,而不需要通过中间的服务器进行转发。
本文将详细介绍TCP打洞的原理和实现方法。
一、原理在传统的TCP/IP网络中,由于NAT(Network Address Translation,网络地址转换)的存在,导致私有网络内的主机无法直接与外部网络进行通信。
NAT会将私有网络内的主机的私有IP地址映射为公共IP地址,来实现多个主机共用一个公共IP地址。
这样,在外部网络中看来,所有位于私有网络内的主机都是使用同一个公共IP地址进行通信的。
当私有网络内的主机需要与外部网络的主机进行通信时,它们会通过NAT 网关将数据包发送到外部网络。
由于NAT的存在,外部网络的主机只能看到数据包的源IP地址为NAT网关的公共IP地址,而看不到数据包的源IP地址是具体的私有IP地址。
这就导致外部网络中的主机无法直接回复数据包给私有网络内的主机。
为了解决这个问题,打洞技术应运而生。
TCP打洞技术利用NAT网关对于同一个源IP地址和源端口的数据包的处理,创建一个映射,使得两台主机之间的连接得以建立。
打洞技术的核心思想是通过两个主机同时向相同的服务器发送数据包,并且这两个数据包具有相同的源IP地址和源端口,这样就能够通过NAT网关的映射机制,将两个主机的通信路径打通。
二、实现方法下面将介绍一种基于UDP协议的TCP打洞实现方法:1. 建立两个测试主机A和B,它们分别位于两个不同的私有网络中,分别运行在NAT之后。
2. 同时向一台可公网访问的服务器S发送UDP数据包,数据包的内容可以是任意的。
3. A和B收到来自服务器S的数据包后,分别向S发送UDP数据包,数据包的内容也可以是任意的。
需要注意的是,A和B发送的数据包必须具有相同的源IP地址和源端口。
tcp打洞原理和实现
tcp打洞原理和实现TCP打洞是一种用于在NAT(Network Address Translation)背后创建直接通信连接的技术。
由于NAT的存在,使得在私有网络中的主机无法直接与公共网络上的主机进行通信。
而TCP打洞则可以通过巧妙的方式绕过NAT,实现私有网络与公共网络之间的直接通信。
TCP打洞的原理是利用NAT的状态维护机制,通过在NAT上创建相同的状态,使公网主机和私网主机能够建立直接的通信连接。
具体的实现步骤如下:1. 首先,私网主机A向公网主机B发送连接请求,由于NAT的存在,请求无法直接到达B。
但是NAT会在自己的状态表中记录下A的请求,并分配一个临时的端口号。
2. 接下来,B向A发起连接请求,由于NAT的状态表中已经有了A 的请求记录,B的请求可以通过NAT到达A。
3. A收到B的请求后,会将自己的响应包发送给B,同时也会在自己的NAT状态表中记录下B的请求,并分配一个临时的端口号。
4. 最后,B收到A的响应包后,会将自己的数据包直接发送给A,通过NAT的状态表中的记录,可以确保数据包能够正确地到达A。
通过以上的步骤,私网主机A和公网主机B就能够建立起直接的通信连接,实现数据的传输。
需要注意的是,TCP打洞的实现需要满足一定的条件。
首先,NAT设备必须支持对TCP连接的状态维护,并且能够正确地处理打洞过程中的请求和响应包。
其次,私网主机和公网主机之间必须能够相互通信,即私网主机必须能够发送请求包到公网主机,并能够接收公网主机的响应包。
总的来说,TCP打洞是一种通过巧妙利用NAT状态维护机制,实现私网主机与公网主机直接通信的技术。
它可以绕过NAT的限制,提供更加灵活和便利的网络通信方式。
通过合理的步骤和条件,TCP 打洞可以在保证数据安全的前提下,实现私网与公网之间的直接连接。
过渡技术
图 2-1
对于以太网帧来说,如果协议 ID 字段的值为 0x0800,则说明网络层是 IPv4 报文;如果它的协议 ID 字段值为 0x86DD,则说明网络层是 IPv6 报文。
IPv4 Application IPv4/IPv6 Application
TCP
UDP
TCP
UDP
IPv4 Protocol ID: 0x0800 Ethernet IPv4 Stack
IPv4 Protocol ID: 0x0800 Ethernet Dual Stack
IPv6 Protocol ID: 0x构(以太网)
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第3章 隧道技术
隧道技术提供了一种以现有的 IPv4 路由体系来传递 IPv6 数据的方法:将 IPv6 包作为无结构意义的 数据,封装在 IPv4 包中,被 IPv4 网络传输。根据建立方式的不同,隧道技术可分为手工配置隧道和自 动配置隧道两类。隧道技术巧妙的利用了现有的 IPv4 网络,它的意义在于提供了一种使 IPv6 节点间能 够在过渡期间通信的方法,但它不能解决 IPv6 节点与 IPv4 节点间互通的问题。 隧道中使用较广的主要有手工配置隧道、自动配置隧道、6to4、6over4 等。 1) 、手工配置隧道 这种隧道是手工配置建立的,隧道的端点地址由配置决定,不需要为节点分配特殊的 IPv6 地址,适 用于经常通信的 IPv6 节点之间使用。每个隧道的封装节点必须保存隧道终点地址,当 IPv6 包在隧道上 传输时, 终点地址会作为 IPv4 包的目的地址进行封装。通常封装节点要根据路由信息决定这个包是否通 过隧道转发。采用手工配置隧道方式进行互通的节点间必须有可用的 IPv4 连接,并且至少要具有一个全 球唯一的 IPv4 地址,每个节点都要支持 IPv6,路由器需要支持双协议栈,在隧道要经过 NAT 设施的情 况下该机制失效。 2) 、自动配置隧道 这种隧道的建立和拆除是动态的,其端点根据分组的目的地址确定,适用于不经常通信的节点间使 用。 自动配置隧道需要节点采用 IPv4 兼容的 IPv6 地址 (IPv4ADDR::/96) 这些节点间必须有可用的 IPv4 , 连接,采用这种机制的节点需要有一个全球唯一的 IPv4 地址。采用这种机制不能解决 IPv4 地址空间耗 尽的问题,并且如果把 Internet 上全部 IPv4 路由表包括到 IPv6 网络中,将会加剧路由表的膨胀。这种隧 道的两个端点都必须支持双协议栈,在隧道要经过 NAT 设施的情况下该机制失效。 3) 、6to4 隧道 6to4 要求采用自动从节点的 IPv4 地址派生出的特殊 IPv6 地址(IPv4ADDR::/48) ,所以采用 6TO4 机制的节点必须至少具有一个全球唯一的 IPv4 地址。 由于隧道端点的 IPv4 地址可以从 IPv6 地址中提取, 所以隧道是自动建立的, 这种机制适用于运行 IPv6 的节点之间的互通。 6to4 要求隧道端点中路由器支持 双协议栈和 6to4, 主机至少支持 IPv6 协议栈。 6to4 机制允许在采用 6to4 的 IPv6 节点和纯 IPv6 节点之间 通过运行 BGP4+的中继路由器(6to4 Relay Router)进行互通。这种机制把广域的 IPv4 网络作为一个单 播的点到点链路层,适合作为 IPv4/IPv6 共存的初始阶段的转换工具。
网络防火墙的网络地址转换(NAT)配置指南(一)
网络防火墙是当今网络安全的重要组成部分,它通过限制来自外部网络的未经授权访问,保护内部网络的安全。
而网络地址转换(NAT)作为网络防火墙的一项关键功能,起着连接内部网络和外部网络的桥梁作用。
在本文中,我们将详细讨论网络防火墙中NAT的配置指南。
一、什么是网络地址转换(NAT)网络地址转换(Network Address Translation,简称NAT)是一种网络协议,它将内部网络(Local Area Network,简称LAN)中的私有IP地址转换为对外公网IP地址。
通过NAT的配置,内部网络的计算机就可以与外部网络进行通信,同时也可以隐藏内部网络的真实IP地址,提高网络安全性。
二、NAT的配置方法1. 配置静态NAT静态NAT是将内部网络中的固定IP地址映射到公网IP地址上,使得外部网络可以通过公网IP地址访问内部网络的特定主机。
配置步骤如下:(1)确定内部网络中需要映射的主机的IP地址。
(2)在网络防火墙的配置界面中,找到NAT配置选项,并添加一条新的NAT规则。
(3)在NAT规则中,指定内部主机的IP地址和对应的公网IP地址。
(4)保存配置并重启网络设备,使得NAT规则生效。
2. 配置动态NAT动态NAT是将内部网络中的私有IP地址动态地映射到外部网络中的可用公网IP地址上,以实现内部网络多个主机与外部网络进行通信。
配置步骤如下:(1)设置NAT地址池,指定可用的公网IP地址范围。
(2)在防火墙配置界面中,添加一条新的NAT规则,并指定内部网络IP地址范围。
(3)配置地址转换规则,将内部网络的私有IP地址映射到地址池中的公网IP地址。
(4)保存配置并重启网络设备,使得NAT规则生效。
三、NAT的相关注意事项1. 内外网IP地址的选择在进行NAT配置时,需要合理选择内外网IP地址。
内部网络的IP地址应该使用私有IP地址,例如/8、/12和/16。
而外部网络的IP地址则应该是由互联网服务提供商分配的公网IP地址。
port restricted cone nat工作原理
port restricted cone nat工作原理Port Restricted Cone NAT(端口限制锥型NAT)是一种网络地址转换(NAT)类型,它在家庭和企业网络中广泛使用。
NAT的工作原理是缓解IPv4地址不足的问题,并允许内部网络的主机(私有IP地址)与公共网络上的主机(公共IP地址)进行通信。
Port Restricted Cone NAT的工作原理基于“打洞”的概念。
当内部主机(位于NAT 之后的设备,如家庭路由器后的电脑)想要与外部主机通信时,它首先必须向外部主机发送一个数据包。
这个数据包将打开NAT设备上的一个端口,并建立一个从内部主机到外部主机的映射关系。
这个映射关系允许外部主机通过公共IP地址和特定的端口号来回应内部主机的请求。
然而,Port Restricted Cone NAT有一个额外的限制:只有那些之前已经接收到内部主机发送的数据包的外部主机,才能通过相同的公共IP地址和端口号向内部主机发送数据。
这意味着,如果内部主机从未向某个外部主机发送过数据包,那么该外部主机就无法通过NAT与内部主机建立通信。
这种限制增加了安全性,因为它防止了未经授权的外部主机随意访问内部网络。
举个例子,假设有一台位于Port Restricted Cone NAT后的电脑想要与一台位于公共网络上的服务器通信。
电脑首先向服务器发送一个数据包,NAT设备会在其端口映射表中为这次通信创建一个条目。
然后,服务器可以通过这个映射条目向电脑发送回应数据包。
如果另一台服务器从未接收到来自这台电脑的任何数据包,那么它就无法与这台电脑建立通信,即使它知道电脑的公共IP地址和端口号。
总的来说,Port Restricted Cone NAT通过限制外部主机的访问权限来提高网络安全性。
它要求内部主机主动与外部主机建立通信,并且只允许之前已经与内部主机通信过的外部主机发送回应数据包。
这种工作方式有助于保护内部网络免受未经授权的访问和潜在的安全威胁。
在NAT后的主机之间建立TCP连接的研究
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摘
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维普资讯
第 6卷
第 8期
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NAT和DMZ的介绍
NAT和DMZ的介绍NAT(Network Address Translation)和DMZ(Demilitarized Zone)是两种常见的网络安全机制,用于保护网络安全和提供对外服务。
下面将对NAT和DMZ进行详细介绍。
1. NAT(Network Address Translation)NAT是一种将私有IP地址转换为公有IP地址的网络安全技术。
它主要有两个作用:隐藏内部网络的真实IP地址和允许多个内部设备共享同一个公有IP地址。
在一个网络中,由于IPv4地址的有限性,私有IP地址范围一般用于内部局域网中,而公有IP地址用于与外部网络通信。
当内部设备需要与外部网络进行通信时,NAT会将内部设备的私有IP地址转换为公有IP地址,并在通信过程中维护地址转换表。
NAT的工作原理如下:-内部设备发送数据包到目标地址时,数据包首先将经过NAT设备。
-NAT设备检查数据包的源IP地址,如果是一个私有IP地址,就将其转换为一个公有IP地址,并建立一条地址转换表记录。
-NAT设备将转换后的数据包发送到外部网络。
-收到外部网络返回的数据包时,NAT设备会根据地址转换表,将数据包的目标IP地址还原为内部设备的私有IP地址。
NAT的主要优点和用途如下:-提高网络安全性:通过隐藏内部网络的真实IP地址,使外部网络无法直接访问内部网络,减少了潜在的网络安全威胁。
-解决IPv4地址不足的问题:由于IP地址资源有限,NAT可以将多个内部设备共享一个公有IP地址,有效减少了IP地址的消耗。
-简化网络配置:NAT可以在内部网络和外部网络之间起到隔离作用,简化了网络配置和管理的复杂性。
2. DMZ(Demilitarized Zone)DMZ是一种网络安全架构,用于提供对外服务并保护内部网络的安全。
DMZ区域是位于内部网络和外部网络之间的一块网络子网或区域,用于放置需要对外提供服务的服务器和应用。
DMZ的工作原理如下:-内部网络和外部网络之间的流量必须经过DMZ区域。
计算机网络打洞技术
Internet的快速发展以及IPv4地址数量的不足使得NAT设备得到了大规模的应用,然而这也给越来越多的端到端通信也带来了不少的麻烦;一般来说,NAT设备允许内网内主机主动向公网内主机发送数据,但却禁止内网外的主机主动向内网内的主机传递数据;由于很多的会话双方处于不同的NAT设备后,它们通信一般通过公网服务器中转,而要建立P2P通信,则必须解决NAT穿越问题才能建立通信;第三章 NAT穿越模块的设计与实现NAT 是介于内网和公网之间的设备,公网中的IP 地址是全球唯一的,而在内网中的IP 地址可以重复出现,但不能出现在公网中18;NAT的基本功能就是通过一个或几个lP地址,来实现局域网上的所有主机都可以对因特网进行访问19;NAT实现了公网地址和内网地址之间的映射,可从两个方面来概括:1 当内网内的IP包经过NAT需要流入公网时,NAT将此IP 包的源IP地址和端口改为NAT 接口上的一个公网地址和端口;2当公网中的IP包经过NAT 需要访问内网资源时,NAT将此IP 包的目的地址和端口改为内网IP 地址和端口;图 UDP包经过NAT原理图图是 UDP包经过NAT后的示意图,可以看出UDP包从内网主机A发出时,到达NAT后它的源端IP和端口都已经改变;同时从主机B的UDP包发往NAT-A的公网IP和端口后,NAT将其自动转发给主机A;NAT穿越方案分析3.1.1 NAT的类型NAT设备的类型对于穿越NAT,有着十分重要的影响,根据其端口映射方式,NAT 可分为如下4类,前3种NAT类型可统称为cone NAT;1全克隆 Full Cone : NAT把所有来自相同内部IP地址和端口的请求映射到相同的外部IP地址和端口;任何一个外部主机均可通过该映射发送IP包到该内部主机;2限制性克隆Restricted Cone : NAT把所有来自相同内部IP地址和端口的请求映射到相同的外部IP地址和端口;但是,只有当内部主机先给IP地址为X 的外部主机发送IP包,该外部主机才能向该内部主机发送IP包;3端口限制性克隆 Port Restricted Cone :端口限制性克隆与限制性克隆类似,只是多了端口号的限制,即只有内部主机先向IP地址为X,端口号为P的外部主机发送1个IP包,该外部主机才能够把源端口号为P的IP包发送给该内部主机;4对称式NAT Symmetric NAT :这种类型的NAT与上述3种类型的不同,在于当同一内部主机使用相同的端口与不同地址的外部主机进行通信时, NAT对该内部主机的映射会有所不同;对称式NAT不保证所有会话中的内有地址和公开IP之间绑定的一致性;相反,它为每个新的会话分配一个新的端口号;所以即使是同一台外部主机的不同连接,其分配的端口号都是不一样的,通常都是在原来的端口号上加一;由此可见,Symmetric Cone条件最严格,Port /Restricted Cone次之,Full Cone条件最不严格;因为我国的网络技术应用得比较晚,所以可以说绝大部分的网络都是cone NAT20;3.1.2 NAT给P2P通信带来的问题研究NAT的存在,使得局域网的用户可以共享一个IP地址访问因特网,解决了IP地址的不足,同时起到了防火墙的作用;但是NAT的存在给P2P网络也带来了问题:1内网主机的IP地址是虚拟的,在因特网上是非法的,因而内网主机对公网是不可见的;2即使内网内主机的IP地址已知,NAT仍然阻止公网主机主动访问内网主机;3内网主机可以作为客户机访问外网,但不能作为服务器向外网提供服务21;NAT产生种种问题的原因主要是NAT不允许外部主机主动访问内部主机,这样虽然有安全性高的优点,但是同时带来服务性能低的不良效果;上述这些限制使得在NAT的网络中,外网主机无法穿过NAT主动与内网主机进行通信,P2P网络各主机无法彼此发现对方进行对等信息交换,特别是位于不同NAT之后的不同内网中的机器,更是无法相互连接;如果不能够穿越NAT,P2P网络就无法实现真正的对等,也就无法实现所有信息的交换或共享;当前处于NAT后的主机通信一般通过服务器的中转,例如当客户机A和客户机B都分别处于不同的NAT后面,先各自发起一个TCP或UDP的连接,连接到一个大家都知道的拥有固定IP地址的服务器S上;由于A和B不能直接连接,两个客户端就使用S服务器进行消息的传递;例如,A要发送一条信息到客户端B,客户端A以C/S 连接方式简单的发送一条信息到S服务器,然后S服务器使用已经和客户端B建立的C/S连接发送这条信息到客户端B;NAT后主机不建立P2P通信时发送数据的具体过程如图所示;这种方法的优势在于只要两个客户端都连在服务器上,它就是有效的;它的明显缺点是它需要了服务器的处理并占用了带宽,而且即使服务器的网络状况良好,也有一定的通讯滞后问题;所以我们需要对该方案进行改进,提出了NAT穿越技术;图 NAT后主机不建立P2P通信时发送数据的具体过程NAT穿越的主要目的是是让处于NAT后的通信主机在建立连接后,可以绕过服务器的中转,直接进行P2P通信;这样可以大大节省网络带宽,且数据传输更稳定,出现延时现象更少;3.1.3 Cone类型的UDP穿越UDP是是无连接的协议,几乎不提供可靠性措施,但是UDP的效率非常高;它与TCP协议不同,不需要在传输数据之前要建立一种虚拟的连接关系;所以UDP连接只要知道对方的IP地址和UDP端口,就可以进行数据传输;在P2P网络中,采用UDP方式进行数据传输,只有获得对方主机的公网IP地址和端口才可以进行数据交换;因此,需要在P2P网络中设立一台有公网IP地址的注册服务器,任何主机都要先登录到注册服务器,注册服务器将记录这个IP地址和端口号为公网IP地址和UDP端口;这样在注册服务器上将建立一张映射表,这张映射表记录了登录到注册服务器的主机在内网中的IP地址和端口号和经过NAT之后NAT所分配的IP地址和端口号,即内网IP地址:UDP端口号-公网IP地址:UDP 端口号,如果主机不在NAT之后,则二者相同,这样每台登录的主机都拥有Internet上唯一的公网IP地址:UDP端口号;图 UDP穿越示意图当一台主机要和另一台主机进行通信,它先从注册服务器那里获得目的主机的公网IP地址和端口号,而后就可以直接进行通信,实际的数据交换不需要注册服务器参与,从而实现了P2P穿越NAT;当主机A1和B1位于不同的NAT之后,它们用UDP穿越NAT建立直接通信如图所示,具体的过程如下:1A1和B1先登录到公网注册服务器,并向服务器发送各自的实际IP地址和UDP 端口信息;2注册服务器记录为两个公网IP地址和端口号,同时从接收到的UDP数据报头中提取IP地址和端口信息,记录为内网IP地址和端口号,这样在注册服务器上的映射表中就增加两条记录,分别为:A1:2:2000一.10:2000、B1:一.20:4000;3从注册服务器的映射表可以知道A1和B1位于不同的NAT之后;A1要向B1发送UDP消息那么A1发送命令给Server,请求Server命令B1向A1方向打洞, Server 在发送打洞命令时同时将Client A的公网地址.10:2000发送给B1;B1收到命令后向A1的公网地址发送信息,虽然NAT A会将这个信息丢弃因为这样的信息是不请自来的,为了安全,大多数NAT都会执行丢弃动作;但是我们已经在NAT B上打一个方向为即 A1的外网地址的洞,那么A1发送到的信息, B1就能收到了;然后 A1就可以通过B1的外网地址与B1进行P2P通信了;4至此,两个不同NAT之后的主机A1和B1穿越NAT之后,实现了P2P的信息直连;3.1.4 cone类型的TCP穿越对于UDP穿越NAT,现在已经有了一些比较标准而且有效的方法,如STUN协议;但目前尚未能完全解决TCP穿越NAT的问题,即便有一些方法,但也处于测试阶段;在此介绍一下当前一种TCP穿越实现方法,其原理是呼叫双方处于不同的NAT后,处于NAT后的主机先与公网上的注册服务器建立辅助连接 TCP、UDP均可 ,在呼叫发生时,通过注册服务器的协助在呼叫双方间建立TCP直连;对于cone类型的NAT可采用图所示的方法解决TCP穿越问题,主要过程可分为建立辅助连接、查询被叫、TCP打孔、建立TCP直连4个部分;建立辅助连接各会话用户先与注册服务器建立UDP连接以下称为辅助通道并一直在该连接通道上发送UDP数据包以保持自己处于激活状态,服务器记录各用户的ID ID是用户的唯一标识符;图“TCP打孔”方法穿越NAT过程注:图中圆括号内为消息内容,方括号内为消息路径;如连接通知C: VUDP C: R >NB: Q >B: P 表示该消息内容为服务器地址、端口C: V ,消息从IP地址C端口R出发经过IP地址NB端口Q到达IP地址B端口P;查询被叫1主叫A与呼叫服务器C建立TCP连接,并向服务器发送被叫ID,请求服务器协助查询被叫IP地址、端口;服务器记录主叫在经NAT映射前后的IP地址、端口NA:N 以及本次连接使用的端口V;该请求在建立TCP直连的步骤3中得到回复;2呼叫服务器通过已经建立的辅助通道向被叫发送连接通知,其中携带与主叫建立TCP连接使用的IP地址、端口C:V,即通知被叫向该地址、端口回送消息;3被叫向连接服务器回复连接请求,建立TCP连接,服务器记录被叫在经NAT映射前后的IP地址、端口NB:Y;TCP打孔1连接服务器向被叫返回连接的详细信息,如主叫ID及主叫经过NAT映射后的IP地址、端口NA:N ,并关闭与被叫的TCP连接;2被叫尝试向主叫的经过NAT映射后的IP地址、端口NA:N发送建立TCP连接的请求;3根据前述的NAT类型,此处可能有2种情况: 1 Full Cone方式下,NATA会将该TCP消息转发到内网内的主叫端口M,由于主叫A 已经使用该端口与连接服务器建立TCP连接,故主叫A会返回一个端口已占用消息; 2Restricted Cone 或Port Restricted Cone方式下,NAT A不会转发该消息给主叫, 而是返回一条出错消息给被叫;如果NAT B收到该出错消息后,将其转发给内网内的被叫B,则该TCP连接终止, TCP打孔失败;但绝大多数情况下,NATB不会将上述2种出错消息转发内网内的主机,从而完成TCP打孔;建立TCP直连1被叫B在端口X启动TCP监听,并使用与上述不同的端口G与服务器建立TCP 连接,以及通知服务器被叫已完成TCP打孔和做好TCP直连准备;2服务器向主叫A 发送被叫B:X 经NAT映射后的IP地址、端口NB:Y,并关闭和主叫建立的TCP连接;3主叫A:M向上述IP地址、端口NB:Y发送TCP连接请求,即可与被叫B成功建立TCP直连;3.1.5 Symmetric Cone 的UDP穿越对于cone 类型NAT,由于每次会话其端口是固定的,客户机可以通过注册服务器间接获取其公网的映射IP和端口,从而可以建立连接;而对于Symmetric类型NAT,当主机B向主机A打洞时的其会话端口已经重新分配了,主机 B将无法知道这个端口,客户机之间就无法建立连接;由于Symmetric NAT映射新的端口的方式主要有三种:一是在前一次映射的端口号上加1或增加一个固定的整数T,T>1;二是在前一次映射的端口号上增加或减少,且变化的数值随机在一个小范围内生成;三是在区间 1024,65535 随机生成;其中第一种映射方式最为常见,然后依次是第二和第三种的;如果可以猜测UDP端口,则建立连接的可能性就可以实现;当前有研究人员提出一种基于端口映射方式有规律性的准随机猜测方法来猜测UDP端口,该算法设计首先要在对端口测试过程中,需要对端口猜中与否的判断:假设A和B相互发送报文时,NAT映射后各自的全局插口为IPa:Pa和IPb:Pb;若A发送的猜询报文目标端口变为Pb,即先猜中了B的端口,B的NAT仍会丢弃A的这个报文;但这时在A方建立了会话IPa:Pa , IPb:Pb;在此会话的生存期内,若B也猜中了A的端口Pa,则B 的猜询报文就能发送到A并收到A的响应报文,A则收到B的猜询报文;即任意一方收到猜询报文或响应报文就表明双方都已猜中对方端口;若A 先猜中B的端口,而在该会话的生存期内B没有猜中A的,则A并不知道自己已经猜中故会继续对B发送猜询报文;3.1.6 NAT穿越方案分析对于对称式NAT,需要先经过地址探测技术的协助来完成穿越22;近期研究表明,市场上对称式NAT应用很少,而且NAT由于意识到其对端到端通信会带来较大障碍,因此正在力图减少使用对称式的映射方式;考虑到当前应用的NAT绝大多数都是Cone类型的,这满足后期双向透明转换模块的产品化的市场化需要,所以选择了Cone类型的NAT作为穿越目标;当前UDP穿越NAT技术已经比较成熟,并有了标准,而TCP穿越NAT虽然有成功实验的,但相对来说不稳定;考虑到本课题是基于应用目的,对系统要求稳定,同时由于网络数据量也较小,UDP已经可以满足要求;通过比较,选用UDP穿越Cone类型的NAT穿越实现处于NAT后的串口设备建立P2P通信功能;心跳包的分析与设计3.2.1 心跳包的分析UDP是无连接的协议,NAT对UDP传输的映射是动态的,也就是说经过一段时间之后,如果NAT后的内网主机不再发送或接收数据,映射后的IP地址和端口号会发生改变,映射关系会自动解除,分配的UDP端口号会被NAT收回,重新分配给其他连接;这样在注册服务器上的映射表就会变得无效,主机也就不能为其他主机所识别,所以必须保持NAT的映射关系不会动态改变;为了保持NAT对UDP的映射不变,NAT后的主机可以定时向NAT发送保持映射的UDP消息,保证NAT为相应主机分配的UDP端口不被收回;发送的目的地址是该主机登录注册服务器时,NAT为它分配的Internet合法IP地址和相应的UDP端口;由于UDP的无连接性,任何主机发送到该Internet合法IP地址和UDP端口的消息,经过NAT后消息都将被相应的内网主机所接收到,所以此时相当于主机本身向自己发送了一条UDP消息,主机接收到这样的消息后直接丢弃,这样映射关系就能够保持;3.2.2 心跳包的设计在完成UDP穿越过程中,心跳包的是设计一个必不可少的环节;按照理论,NAT将在一定时间后关闭UDP的一个映射,所以为了保持与对方能够一直通信,主机必须要发送UDP心跳包,来保持映射不被关闭;心跳包内容可以自己定,也可以是个空数据包;在本设计中使用了二个定时器来完成发送心跳包,初始化时关闭第二个定时器,第一个定时器负责向服务器发送心跳包,维持与服务器的连接;在收到打洞命令后,关闭第一个定时器,停止向服务器发送心跳包,使能第二个定时器,由它负责向P2P的对方主机发送心跳包;心跳包的发送间隔时间也需要注意,间隔时间太长,映射关系将被关闭,不能起到心跳包的作用;间隔时间太短,发送数据太多将占用大量的网络带宽,同时浪费资源;在本设计中,经过大量测试,心跳包的发送间隔时间为20秒较为合适;。
网络地训练题目库
信息安全技术教程- 题库第六章网络安全一、判断题1. 防火墙是设置在内部网络与外部网络(如互联网)之间,实施访问控制策略的一个或一组系统。
2. 组成自适应代理网关防火墙的基本要素有两个:自适应代理服务器(Adaptive ProxyServer)与动态包过滤器(Dynamic Packet Filter)。
3. 软件防火墙就是指个人防火墙。
4. 网络地址端口转换(NAPT)把内部地址映射到外部网络的一个IP地址的不同端口上。
5. 防火墙提供的透明工作模式,是指防火墙工作在数据链路层,类似于一个网桥。
因此,不需要用户对网络的拓扑做出任何调整就可以把防火墙接入网络。
6. 防火墙安全策略一旦设定,就不能在再做任何改变。
7. 对于防火墙的管理可直接通过Telnet进行。
8. 防火墙规则集的内容决定了防火墙的真正功能。
9. 防火墙必须要提供VPN、NAT等功能。
10. 防火墙对用户只能通过用户名和口令进行认证。
11. 即使在企业环境中,个人防火墙作为企业的一部分也是十分必要的。
12. 只要使用了防火墙,企业的网络安全就有了绝对的保障13. 防火墙规则集应该尽可能的简单,规则集越简单,错误配置的可能性就越小,系统就越安全。
14. iptables可配置具有状态包过滤机制的防火墙。
15. 可以将外部可访问的服务器放置在内部保护网络中。
16. 在一个有多个防火墙存在的环境中,每个连接两个防火墙的计算机或网络都是DMZ。
17. 入侵检测技术是用于检测任何损害或企图损害系统的机密性、完整性或可用性等行为的一种网络安全技术。
18. 主动响应和被动响应是相互对立的,不能同时采用。
19. 异常入侵检测的前提条件是入侵性活动集作为异常活动集的子集,而理想状况是异常活动集与入侵性活动集相等。
20. 针对人侵者采取措施是主动响应中最好的响应措施。
21. 在早期大多数的入侵检测系统中,入侵响应都属于被动响应。
22. 性能“瓶颈”是当前入侵防御系统面临的一个挑战。
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NAT爆破:在NAT背后的主机之间建立TCP连接摘要防火墙和网络地址转换(NAT)设备变得越来越流行了,它们给使用P2P协议建立连接造成了明显的问题。
适当的进行配置,这些中间箱阻止从局域网以外发起的TCP连接请求。
这篇文章提出一种新颖的机制用于在两台中间箱后面的主机之间创建直接的TCP连接,且需要尽可能少的第三方的帮助。
我们在通常的环境下使用通常的硬件实现了这些解决方案中的两个。
我们可以在两台全部在典型的NAT设备后面的主机之间创建直接的TCP连接,这种NAT设备是为小型网络设计的。
一旦这个连接建立了,应用程序就可以使用标准的TCP 实现而不用任何外部的帮助就可以在彼此之间进行通信了。
分类和主题描述D.4.4【操作系统】:通信管理——网络通信;C.2.5【计算机通信网络】:局域网和广域网——Internet;C.2.2【计算机通信网络】:网络协议——协议架构一般术语算法、设计、可靠性关键字TCP连接;网络地址转换;P2P over NAT;状态防火墙;一致性转换;主动请求过滤;松散的源路由;打洞1介绍网络地址转换作为一种解决IPv432位地址范围用尽问题的方法被引入的,它可以使Internet继续增长。
NAT的第二个功能是向外部实体隐藏网络拓扑。
网络地址转换设备(NATs,也通常被叫做中间箱)通过在内网中使用独立的地址空间将内网和外网隔离。
NAT 为每个网络连接动态在这些地址空间进行转换。
除了进行IP地址转换以外,NAT也必须为内部不同的主机分配不同的端口。
这就允许多个内部主机使用相同的源端口和同一个外部主机进行通信。
NAT的另外一个特征是他们仅仅允许源自内网的连接。
NAT会丢弃外部的主动连接尝试,因为它们无法知道把包转发给内部的哪台主机。
P2P网络变得越来越流行。
尽管一些P2P文件共享程序(例如Napster和KaZaA)产生了一些争论,许多有用的而且合法的P2P应用仍然存在,例如即时通信、工作区共享和文件共享。
OpenHash项目是另外一个P2P网络应用。
它提供了一个可公开获得的分布式Hash 表(DHT),在此之上可以开发应用,包括多对多即时通信和可靠的CD标签数据库。
因为每个NAT只允许出去的连接建立,所以在NAT后面的两个对等体之间不能建立一个直接的TCP连接。
商业的NAT供应商通过向它们的设备中增加端口转发特性解决了这个限制。
利用端口转发,管理员可以为每个端口指定可以接收主动的连接请求的终端主机。
虽然这种解决方案为很多种情况都提供了需要的支持,但是在有多台主机提供相同的服务和服务需要在动态确定的端口上接受连接的情况下它是受限的。
进一步讲,如果终端用户没有权限访问或者没有需要的知识来配置NAT的时候,这种方案就没用了。
P2P协议通过一些通常的方法已经解决了这个问题。
首先,协议有借助于向不能做服务器的Peer发送指导它们向请求数据的peer建立初始连接的消息的激活技术。
这种解决方法只在只有一个peer在NAT背后的情况才可以工作正常。
第二种方法是使用代理中转数据,代理是两个peer都可以连接的。
虽然这种解决方案是在两个NAT后面的主机之间建立连接,但是它是低效的,因为所有的负荷都要通过代理。
更多的相关解决方案在第三节中讨论。
我们的工作目标是开发一种能够在两个NAT后面的主机之间建立直接的TCP连接的解决方案。
尤其是我们我们开发了适用于不同的环境的解决方案,环境取决于NAT的端口分配特性和网络中的松散源路由能力。
我们把重点放在TCP连接而不是UDP连接,因为大多数的P2P应用都需要可靠的数据传输。
进一步讲,UDP是无连接的协议,而且它不需要连接握手或者序列号协作。
由于协议的简单,解决UDP上的P2P复杂性较小。
我们的解决方案使用第三方提供peer需要的建立直连的信息。
根据环境不同我们使用不同的技术采用一种可预测的、及时的方式来建立连接。
这些技术包括把包的TTL值设置为低、捕获并分析发出的包来给第三方提供有用的信息还有向网络中发出手工构造的包来确定NAT选择的端口。
此外,如果端口分配是随机的,birthday paradox被用作杠杆来缩小搜索NAT分配的外部端口的范围。
这种方法产生了一个大约等于本地端口扫描方法的平方根规模的搜索空间。
2NAT分类一个网络设备作为NAT必须具备三个特性:透明的地址分配、透明的路由、ICMP包负荷转换。
地址分配是指在开始一个网络会话的时候在不可路由的内网和可路由的地址之间创建一个映射。
为了网络继续正常工作,NAT必须透明对源地址和目的地址进行地址分配。
NAT 能够以静态或者动态的方式进行地址分配。
静态映射必须在特殊的NAT中预先定义,这样对于每个会话一个二元组(内部IP地址、内部端口号)被映射到一个唯一的二元组(外部IP地址、外部端口号)。
另一方面,动态映射基于每个会话被定义,并且不保证将来的会话仍创建相同的映射。
NAT必须实现的一个类似特性是透明路由。
前面提到,NAT是一种特殊类型的路由器,它把路由的包中的地址进行转换。
这种转换包括基于观测的负荷流把包中的IP地址和端口号改变。
不管网络中的设备是什么这种转化必须透明的发生以确保兼容已经存在的网络协议栈。
一个不太明显的透明路由需求是NAT必须确保在内网的路由发布不能到达外网。
NAT必须实现的最后一个特性是必须对ICMP错误包进行一致的转换。
当网络中发生一个错误的时候,例如TTL过期,通常会有一个ICMP错误包被发送回发送者。
ICMP错误包中嵌入了产生错误的包负荷,这样发送者就确切的知道哪个包发生了错误。
如果这些错误包产生自外网,在嵌入包中的地址是外网地址而不是内网地址。
为了使嵌入包对内网有意义,对NAT来说必须对ICMP错误包中的嵌入负荷进行反向的IP地址转换。
虽然所有的NAT都实现了这三个特性,但是仍然可以根据特征和支持的网络环境对NAT进一步进行分类。
有四类NAT:Two-way NATs,Twice NATs,Multi-homed NATs和Traditional NATs。
关于Two-way NATs,Twice NATs和Multi-homed NATs的特性讨论请看[12]。
Two-way NATs,一般也叫双向NAT(Bidirectional NATs),在外部地址和内部地址间执行双向转换,尽管它个数据包只转换一个IP地址。
这种NAT是唯一一种允许从外部发起的连接请求。
相反地,Twice NATs,它每路由一个数据包都对内部和外部的地址进行转换。
这种NAT用在那些外部地址和内部地址交叠的情况下。
Multi-homed NATs对于Twice NATs来说,多了一个功能,它可以允许在内部使用不能路由的地址并且还可以有多个连接到外部网络。
之所以Multi-homed NATs能够这样做,是因为它跟另一个保持通信以确定他们的地址映射是不变的。
Multi-homed NATs允许大量的内部网络和增加冗余来允许多个连接到Internet。
到目前为止,最常用的NAT是传统NAT(Traditional NATs),它可以分为基础NAT(Basic NATs)和NATP(Network Address Port Translation)两种。
基本NAT和NATP的区别它所能分配给内部地址的外部地址是否比内部地址多。
一个Simple NAT用在那种所能分配的外部地址跟内部地址的数量相等或者更多的时候。
这种NAT进行端口分配,因为每个内部地址都可以分配到一个唯一的外部地址。
NATPS用于当NAT所能用来分配的外部地址的数量比内部地址少的时候,最常见的一种情况是很多的内部机器共享一个外部IP地址。
在这种情况下,NAT必须分配端口来补充IP用以消除网络传输的不明确的几率。
NAT和NATP共同的地方就是他们都阻止外来的连接,并且都可以进行静态和动态的地址分配。
NAPT是传统NAT中最普遍的一种,因为它允许很多的内部连接共享很少量的外部网络地址。
大部分为小型网络设计的商业NAT都是NAPT。
我们选择NATP作为我们研究的对象就是因为它的流行和它通过不允许外来连接限制了P2P协议。
后面我们就把NATPs简称为NATs了。
我们首先要做的是得到商业防火墙以确定他们的特性跟资料上记载的是否一样。
我们使用NatCheck这个程序对三个常用的NAT设备进行了测试:Netgear MR814,Linksys BEFSR41,和Linksys BEFW11S4。
三个NAT都有相似的行为:他们对UDP和TCP都进行了一致的转换,这表明在内部主机使用<内部IP:内部端口>的时候,NAT是否直接将<内部IP:内部端口>映射到<外部地址:外部端口>,而不管它连接出去的目标主机<目标IP:目标端口>是多少。
一致转换是静态NAT与动态NAT截然不同的一个特点,因为这不只是跟内部主机使用的地址有关,而且还跟端口有关。
RFC3002明确指出要支持一致转换。
没有一个NAT支持环路转换,不管是TCP还是UDP,这表明NAT是否可以正确的处理两个只知道对方外部地址的内部主机之间的连接。
在我们的项目中,我们假设两个主机是在不同的NAT后面的,所以这个测试跟我们的目标是无关的。
最后,所有的NAT都提供了对非主动请求的外来TCP和UDP包都进行过滤,这个测试可以表明NAT是否预防非主动恳求的外来包进入到内部网络。
非主动请求过滤发生在除了Two-way NAT之外的所有NAT中,这也是在不同NAT后面的主机建立P2P连接最主要的障碍了。
3相关的研究工作三个来自科内尔的作者独立于我们做了关于穿过NAT的TCP直接连接工作并且结果和我们的类似。
他们的被称为NUTSS[4]的框架为不同的NAT后的主机的UDP和TCP连接性作了准备,但是他们的TCP技术有一个重大的缺点。
协议依靠于为了能够TCP连接的欺骗包,这包在真实的网络作了限制。
许多ISP作了进入过滤以防止欺骗包进入他们的网络,这将导致作者的协议失败。
欺骗不能是真实连接主机的组成部分。
为了他们所信任的,作者提出了一个不依靠于欺骗的方案。
然而,这技术依靠于平台相关的TCP堆栈行为。
我们在这里所描述的技术在相当于NUTSS[4]环境中为连接性做真实的假设时避免了欺骗。
为了解决NAT给很多协议带来的困难,一种MIDCOM的架构被提了出来[13]。
MIDCOM 是一种可以允许NAT或者防火墙后面的用户根据需要改变NAT行为的而允许连接的一种协议。
这个系统虽然在某些情况下是适用的,当它却不能保证每个时候都可以。
在那些用户没有办法控制NAT的情况下,这种方法对于P2P的连接还是行不通的。
很多时候NAT或者防火墙后面的用户通过代理服务器进行连接。