网络地址转换NAT
网络地址转换协议NAT详解
网络地址转换协议NAT详解网络地址转换（Network Address Translation，NAT）是一种在计算机网络中向本地网络中的多个主机分配多个公共IP地址的技术。
NAT技术在IPv4网络中得到广泛应用，它的主要用途是使本地网络能够共享有限的公共IP地址。
NAT将私有IP地址转换为公共IP地址，使得内网中的多台计算机可以通过共享公共IP地址与公网进行通信。
NAT技术在路由器上实现，它会维护一个地址转换表，记录着内部主机与外部网络之间的映射关系。
NAT可以实现以下功能：1.IP地址转换：NAT通过将内网中的私有IP地址转换为合法的公共IP地址，实现内网与外网之间的通信。
2.IP地址共享：通过使用NAT，多个内部主机可以共享一个公共IP 地址，减少了公共IP地址的消耗。
3.安全性增强：NAT可以隐藏内网主机的真实IP地址，外部网络无法直接访问内网主机，从而提高了网络的安全性。
4.端口转换：NAT还可以实现端口转换，使得多个内网主机可以使用同一个公共IP地址与外部网络进行通信。
NAT的工作原理如下：1.内网主机向外网发送数据包时，数据包中的源IP地址会被NAT路由器替换为公共IP地址。
2.NAT路由器在转发数据包之前，将原始源IP地址和端口加入地址转换表，并为该连接分配一个公共IP地址和端口。
3.当外部主机回复数据包时，数据包中的目标IP地址是公共IP地址，NAT路由器会根据地址转换表将数据包转发给对应的内网主机。
4.NAT路由器会周期性地检查地址转换表中的转换规则是否过期，并删除不再活跃的连接。
尽管NAT在一定程度上解决了IPv4地址枯竭的问题，但也带来了一些问题和限制：1.限制了网络应用：由于NAT对于网络应用的支持不完全，一些对于特定端口或协议的网络应用可能无法正常工作。
2.不利于点对点连接：NAT增加了网络通信的复杂性，不利于建立点对点的连接。
3. 不支持IPSec：由于NAT会修改IP报文的源IP地址，导致与IPSec等加密协议不兼容。
网络地址转换(NAT)详解
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。
第4章 网络地址转换(NAT)
第4章网络地址转换（NAT）⏹NAT概述随着网络的发展，公用IP地址的需求与日俱增。
为了缓解公用IP地址的不足，并且保护公司内部服务器的私网地址，可以使用NAT（Network Address Translation，网络地址转换）技术将私网地址转化成为公网地址，缓解IP地址的不足，并且隐藏内部服务器的私网地址。
⏹NAT的概述与现实方式1.NAT概念网络地址转换（NAT）通过将内部网络的私有IP地址翻译成全球唯一的公网IP地址，使内部网络可以连接到互联网等外部网络上，广泛应用于各种类型的互联网接入方式和各种类型的网络中。
原因很简单，NAT不仅解决了IP地址不足的问题，而且还能够隐藏内部网络的细节，避免来自网络外部的攻击，起到一定的安全作用。
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，这样一个局域网只需要少量地址（甚至是一个），即可实现使私有地址网络中的所有计算机与互联网的通信需求。
2.NAT的实现方式NAT的实现方式有以下三种：静态转换（Static Translation）动态转换（Dynamic Translation）端口多路复用（Port Address Translation，PAT）静态转换IP地址的对应关系是一对一且不变的，并没有节约公用IP地址，只是隐藏了主机的真实地址。
动态转换虽然在一定情况下节约了公用IP地址，但是当内部网络同时访问Internet的主机数大于合法地址池中的IP地址数时就不适用了。
端口多路复用可以使所有的内部网络主机共享一个合法的外部IP地址，从而最大限度的节约IP地址资源。
由于动态转换形成的IP地址的对应关系是不确定的、随机的；端口多路复用使用的是端口号的转换，也是不确定的，所以内网服务器不能使用这两种转换方式，这是由于外网用户无法确定服务器合法的公网IP地址，导致无法访问服务器。
这时使用静态转换将私有IP地址转换为固定的合法的IP地址，这样服务器有了固定的合法的公网IP地址，才能实现外网的访问。
网络地址转换详解——NAT
⽹络地址转换详解——NAT⽬录1.背景：当地时间2019年11⽉25⽇晚间，欧洲⽹络信息协调中⼼（RIPE NCC）在⼀份邮件之中确认，他们从可⽤池中最后剩余地址进⾏了最终的/22 IPv4分配。
⾄此，国际互联⽹名称和编号分配公司(ICANN)已经⽤完了全部的IPv4地址。
尽管IPv6可以从根本上解决IPv4地址空间不⾜的问题，但⽬前众多的⽹络设备和⽹络应⽤仍是基于IPv4的，因此在IPv6⼴泛应⽤之前，⼀些过渡技术的使⽤是解决这个问题的主要技术⼿段。
NAT 英⽂全称 “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。
它是⼀种把内部私有⽹络地址（IP 地址）转换成全局⽹络 IP 地址的技术。
能在⼀定程度上解决IPV4地址不够⽤的问题。
2.NAT 主要可以实现的功能：数据伪装：可以将内⽹数据包中的地址信息更改成合法的⽹关对外地址信息，不让内⽹主机直接暴露在因特⽹上，保证内⽹主机的安全。
同时，该功能也常⽤来实现共享上⽹。
端⼝转发：当内⽹主机对外提供服务时，由于使⽤的是内部私有 IP 地址，外⽹⽆法直接访问。
因此，需要在⽹关上进⾏端⼝转发，将特定服务的数据包转发给内⽹主机（外⽹主动访问内⽹的情况，外⽹⽤户必须要知道访问那个端⼝可以跳到要访问的主机上）。
负载均衡：⽬的地址转换 NAT 可以重定向⼀些服务器的连接到其他随机选定的服务器。
失效终结：⽬的地址转换 NAT 可以⽤来提供⾼可靠性的服务。
如果⼀个系统有⼀台通过路由器访问的关键服务器，⼀旦路由器检测到该服务器当机，它可以使⽤⽬的地址转换 NAT 透明的把连接转移到⼀个备份服务器上。
透明代理：NAT 可以把连接到因特⽹的 HTTP 连接重定向到⼀个指定的 HTTP 代理服务器以缓存数据和过滤请求。
利用网络地址转换NAT实现内外网互通
利用网络地址转换NAT实现内外网互通网络地址转换（NAT）是一种通信协议，用于在私有网络和公共网络之间建立连接，从而实现内外网的互通。
NAT的作用是将私有网络中的IP地址转换为可以在公共网络上识别的外部IP地址，以实现内网和外网的通信。
本文将介绍如何利用NAT技术实现内外网互通，并讨论NAT的优点和缺点。
一、NAT的原理和功能网络地址转换（NAT）是一种在网络层对IP地址进行转换的技术。
它通过将私有IP地址转换为公共IP地址，使得私有网络中的主机可以和公共网络中的主机进行通信。
NAT的主要功能包括以下几点：1. IP地址转换：NAT将内网的私有IP地址转换为公共网络中的公共IP地址，以实现内外网之间的通信。
2. 端口转换：NAT可以将内网主机的端口映射到公共网络中的端口，以实现多个内网主机通过同一个公共IP地址访问公共网络。
3. 地址映射：NAT会为内网主机分配一个唯一的公共IP地址，使得内网主机可以在公共网络中被识别和访问。
二、利用NAT实现内外网互通的步骤实现内外网的互通需要按照以下步骤进行配置：1. 配置NAT设备：首先，需选择合适的NAT设备作为网关，该设备负责将内网的IP地址转换为公共网络的IP地址。
配置NAT设备需要指定内网和外网的接口，并设置相应的IP地址、子网掩码和网关信息。
2. 配置内网主机：将内网主机连接到NAT设备的内网接口，并对主机进行相应的IP地址配置。
内网主机的IP地址应与NAT设备内网接口位于同一子网。
3. 配置网络策略：根据需求配置网络策略，允许或限制内网主机与公共网络中的主机进行通信。
网络策略规定了内外网之间的访问规则，可以根据需求设置相应的端口映射、访问限制等。
4. 测试网络连通性：配置完成后，进行网络连通性测试，确保内网主机可以正常访问外部网络资源，以及外部网络可以访问内网主机。
如有问题，可通过诊断工具进行故障排查。
三、NAT的优点和局限性NAT技术作为实现内外网互通的关键技术，具有以下几个优点：1. 节省IP地址：通过NAT技术，可以将多个内网主机映射到一个公共IP地址上，有效节省了IP地址资源的使用。
网络地址转换NAT
NAT类型
1、静态NAT：
将内部地址和外部地址进行一对一的转换。这种方法要 求申请到的合法IP地址足够多，可以与内部IP地址一一 对应。
静态NAT一般用于那些需要固定的合法IP地址的主机， 比如Web服务器、FTP服务器、E-mail服务器等。
说明：这里定义的ACL不是用于数据过滤的，它只是 用于指定参与NAT转换的私有地址范围的。所以，我 们不必把它用在一个接口上。
3、建立被转换的地址和地址池间的关系：
Router(config)# ip nat inside source list ACL表号 pool 地址池名字
例：把1号ACL定义的地址与名为P1的地址池建立 NAT转换关系。
另外，还需要把E0口指定为NAT内部接口，S0口指定 为NAT外部接口。
例：
Router(config)# ip nat inside source static 192.168.1.1 200.10.1.5 Router(config)# ip nat inside source static 192.168.1.2 200.10.1.6 Router(config)# interface e0 Router(config-if)# ip nat inside Router(config-if)# interface s0 Router(config-if)# ip nat outside
PAT可最大限度的节省IP地址用量，但由于它只能同时 支持几千个会话，所以使用PAT易造成拥塞。
为了避免PAT和复用NAT池的拥塞，一方面可以多申请 一些IP地址，建立一个大些的NAT池，另一方面也应该 限制用户使用那些占用会话数很多的应用（如BT）。
NAT的基本原理与应用
确保NAT只对必要的网络流量进行转换，避 免安全漏洞。
端口管理
合理规划和管理NAT端口池，避免端口冲突 和耗尽。
性能考虑
合理配置NAT规则，避免对网络性能产生过 大影响。
NAT配置的常见问题及解决方案
问题1
无法访问外部网络
解决方案
检查NAT规则是否正确配置，确保内 部网络设备使用的IP地址和端口号与 NAT规则匹配。
NAT的主要类型
1 2
静态NAT
将私有IP地址静态映射到公共IP地址，适用于固 定设备或服务器。
动态NAT
将多个私有IP地址映射到少量公共IP地址，适用 于大量设备共享少量公网IP的情况。
3
端口NAT
通过改变传输层端口号来实现地址转换，适用于 需要同时映射多个私有IP地址的情况。
NAT的工作原理
网络安全防护
• NAT技术可以提供一定的网络安全防护功能。通过 将内部私有IP地址转换为外部公有IP地址，NAT技术 可以隐藏内部网络结构，防止黑客攻击和入侵。同 时，NAT技术还可以实现流量过滤和访问控制，提 高网络安全性能。
03
NAT的配置与实现
NAT的配置步骤
确定NAT需求
明确需要使用NAT的场景和目的，例如 将私有IP地址转换为公共IP地址。
缓解IPv4地址不足的问题
随着互联网的普及和发展，IPv4地址资源逐渐耗尽，NAT技 术可以有效缓解IPv4地址不足的问题。通过将多个私有IP地 址映射到一个公有IP地址，NAT技术可以实现复用IP地址， 节省地址资源。
NAT技术可以帮助实现网络地址转换，将私有IPv4地址转换 为IPv6地址。随着IPv6的推广和应用，NAT技术可以帮助实 现IPv4到IPv6的过渡，促进网络的升级和发展。
网络地址转换(NAT)的简介
网络地址转换（NAT）的简介首先，要了解NAT 是一个过程，而不是一个结构化协议!1、IP NAT术语内部本地网络指的是连接到属于私有LAN的路由器接口的网络。
对于内部网络中的主机发送到外部目的地的分组，必须对其中的IP地址进行转换。
外部全局网络指的是与LAN外部的路由器相连的网络，它们不能识别LAN中主机的私有地址。
内部本地地址指的是内部网络主机配置的私有IP地址。
使用这种地址的分组离开内部网络前，必须对其地址进行转换。
内部全局地址指的是外部网络看到的内部主机的IP地址，这是转换后的IP地址。
外部本地地址是本地网络发送分组时使用的目标地址，它通常与外部全局地址相同。
外部全局地址是外部主机实际使用的公有IP地址，这种地址是从全局可路由地址空间分配的。
2、静态和动态NAT使用NAT的优点之一是，无法从公共Internet直接访问主机。
然而，如果需要从Internet访问内部网络中一台或多台主机运行的服务以及其他设备，该怎么办呢？从Internet访问本地主机，方法之一是给该设备指定静态地址转换。
静态转换可确保特定主机的私有IP地址总是转换为同一个全局IP地址，还将确保其他本地主机的IP地址不会转换为该注册地址。
这称为静态NAT。
动态NAT指的是路由器被配置成动态地给内部私有网络设备分配全局地址池中的IP地址。
只要会话没有关闭，路由器就将监控该内部全局地址，并向发起会话的内部设备发送确认。
会话结束时，路由器将内部全局地址归还到地址池。
动态NAT让内联网中使用私有IP地址的主机能够访问公共网络（如Internet）；而静态NAT让公共网络中的主机能够访问私有网络中的特定主机。
这意味着配置NAT以便用户能够访问外部网络时，应配置动态NAT；如果希望外部主机能够访问内部网络中的设备，应使用静态NA T。
必要时，可同时部署这两种NAT方法。
3、基于端口的网络地址转换（PAT）如果机构注册的IP地址池很小甚至只有一个IP地址，仍可以通过NAT重载（端口地址转换（P AT））机制，使多个用户可以同时访问公共网络。
NAT地址转换原理及配置
NAT地址转换原理及配置NAT（Network Address Translation）是一种网络地址转换技术，主要用于解决IPv4地址不足的问题。
NAT工作在网络层，主要通过修改数据包的源地址和目的地址来实现地址转换。
下面将详细介绍NAT地址转换的原理和配置方法。
一、NAT地址转换原理当一个网络中的主机要与另一个网络中的主机进行通信时，需要知道目标主机的IP地址。
在IPv4中，IP地址空间有限，且分配不均，导致很多地方IP地址紧张。
NAT技术通过将内部网络的私有IP地址转换成外部网络的公有IP地址，使得内部网络中的主机能够访问Internet。
NAT地址转换的原理可以分为三种模式：静态NAT、动态NAT和PAT（端口地址转换）。
1.静态NAT：将特定的内部IP地址映射为特定的外部IP地址。
这种模式需要手动配置，一个内部IP地址只能映射为一个外部IP地址。
2.动态NAT：动态NAT是在静态NAT的基础上增加了地址池的概念。
内部主机可以动态地获取一个可用的外部IP地址，并在通信结束后释放。
这种方式可以使多个内部IP地址映射为多个外部IP地址，提高地址利用率。
3. PAT（端口地址转换）：PAT是一种特殊的动态NAT技术。
在PAT 中，将多个内部IP地址映射到一个外部IP地址，并通过源端口号来区分不同的内部主机。
这样就可以实现多个内部主机通过一个公有IP地址访问Internet。
PAT是最常用的一种NAT方式。
二、NAT地址转换的配置方法1.配置地址池首先需要配置NAT的地址池，即可用的公有IP地址范围。
这个地址池可以是一个或多个连续的IP地址段。
配置地址池的命令如下：ip nat pool pool-name start-ip-address end-ip-address netmask netmask2.配置访问列表为了确定哪些数据包需要进行NAT地址转换，需要配置一个访问列表。
访问列表可以根据源地址、目的地址、协议、端口等条件进行匹配。
网络中的网络地址转换(NAT)技术
网络中的网络地址转换（NAT）技术网络地址转换（Network Address Translation，简称NAT）是一种在计算机网络中广泛应用的技术，其主要作用是将内部网络的私有IP地址转换为公共IP地址，从而实现内部网络和外部网络之间的通信。
本文将对NAT技术的原理、分类、应用场景以及优缺点进行探讨。
一、NAT技术的原理NAT技术主要基于路由器设备进行实现，通过在路由器中设置NAT表，将内部网络的私有IP地址与对应的公共IP地址进行映射。
当内部网络中的主机发送请求到外部网络时，NAT路由器将主机的私有IP地址与源端口映射为公共IP地址和新的源端口，然后将数据包转发到外部网络。
而外部网络返回数据包时，NAT路由器会根据NAT表中的映射关系，将它们还原为原始的内部IP地址和源端口，然后再转发给对应的主机。
二、NAT技术的分类根据不同的转换方式，NAT技术可以分为以下几种类型：1. 静态NAT（Static NAT）静态NAT是一种一对一的转换方式，通过手动配置将内部网络的私有IP地址映射为一个公共IP地址，使得内外部网络之间的通信更加简洁明了。
静态NAT适用于需要保留内部网络真实地址的场景，但对于大规模的网络部署来说，静态NAT的配置工作可能会非常繁琐。
2. 动态NAT（Dynamic NAT）动态NAT是一种多对多的转换方式，通过配置一组公共IP地址池，根据内部网络主机的请求动态地将私有IP地址映射为某个公共IP地址。
动态NAT适用于内部网络中主机数量较多而公共IP地址数量有限的情况，可以有效地节约IP地址资源。
3. Overload NAT（又称为Port Address Translation，PAT）Overload NAT是动态NAT的一种特殊形式，它通过使用不同的端口号将多个内部主机的请求映射为同一个公共IP地址。
Overload NAT主要解决了公共IP地址不足的问题，但也可能引发一定的网络延迟和性能损失。
NAT网络地址转换
NAT网络地址转换网络地址转换（Network Address Translation，简称NAT）是一种网络传输协议，它能将一个私有网络中的IP地址转换为公有网络中的IP地址，实现对内网主机的访问与对外网的互联互通。
本文将探讨NAT网络地址转换的定义、工作原理、应用场景以及存在的一些问题。
一、定义网络地址转换（NAT）是一种网络协议，它使得一组私有IP地址映射到一个公有IP地址，以实现内部网络对外部网络的通信。
NAT常用于将局域网中的私有IP地址转换为可以在互联网上传输的公有IP地址，从而解决IP地址不足的问题。
二、工作原理NAT通过在网关设备上进行地址转换，将私有IP地址转换为公有IP地址。
其主要分为静态NAT和动态NAT两种模式。
1. 静态NAT静态NAT是指将一个私有IP地址与一个公有IP地址进行固定的一对一映射，即私有IP地址与公有IP地址之间的映射关系是静态设定的，不会发生变化。
这种模式适用于需要将特定的内部主机暴露到公网上的场景，如Web服务器。
2. 动态NAT动态NAT是指将一个私有IP地址与一个公有IP地址进行临时的一对一映射，映射关系是动态设定的，根据连接请求和IP地址池的可用情况进行选择。
这种模式适用于多个内部主机需要同时与外网通信的场景。
三、应用场景NAT作为一种网络协议，在实际应用中有着广泛的应用场景。
1. IP地址转换NAT可以将私有IP地址转换为公有IP地址，解决IPv4地址不足的问题。
通过将一组内网主机的私有IP地址映射为一个公有IP地址，实现了内网主机与外网的通信。
2. 内网对外网访问通过NAT技术，内网主机可以主动发起到外网的连接，实现对外网的访问。
这对于企业内部员工需要上网冲浪、访问外部资源等情况非常重要。
3. 保护内网安全NAT还可以用于保护内网的安全。
通过将内网主机的私有IP地址隐藏在公网IP地址后面，防止直接暴露在公网上，提高了内网的安全性。
四、存在的问题尽管NAT在解决IPv4地址不足、内网对外网访问和保护内网安全方面有着广泛的应用，但也存在一些问题。
扩展实验6 网络地址转换(NAT)
NAT的原理 改变IP包头，使目的地址、源地址或两个地址在包头中 被不同地址替换 IP 数据包
PC1
IP:192.168.0.1 Port:3000 IP:202.0.0.1 Port:3000
地址转换
Internet
IP:202.0.0.1 Port:3010
PC2
局域网
IP:192.168.0.2 Port:3010
内部主机（私有IP）通过NAT转换使用同1个公 用地址访问INTERNET
网络地址转换实验项目拓扑图
61.159.62.129 61.159.62.12
S0/1 f0/0 S0/1
192.168.100.1
210.48.100.1
内部网络
192.168.100.2-192.168.100.4/24
Internet
61.159.62.129
192.168.100 .1
S0/1
NAT外部端口 NAT内部端口
f0/0
内部网络
192.168.100.2-192.168.100.254/24
将内部网络地址192.168.100.1-192.168.100.254，转 换为路由器的接口地址61.159.62.129
NAT的优点
节省公有合法IP地址 处理地址交叉 增强灵活性 安全性 延迟增大 配置和维护的复杂性 不支持某些应用
NAT的缺点
NAT的3种实现方式
静态转换
使用场合：内部私有IP的服务器对内网和外网 提供WEB、FTP等服务
动态转换 内部主机（私有IP）通过NAT转换使用公用地 址池访问INTERNET 端口转换
nat功能描述
nat功能描述
NAT (Network Address Translation) 是一种网络通信协议，用
于在不同网络之间转换IP地址。
其功能描述如下：
1. IP地址转换：NAT可以将私有IP地址转换为公有IP地址，使得内部网络中的设备可以通过公有IP地址与外部网络进行
通信。
这种转换过程称为出口NAT。
2. 端口转换：NAT还可以转换端口号，将多个内部设备共享
同一个公有IP地址。
这种转换过程称为端口地址转换（PAT）或网络地址端口转换（NAPT）。
3. IP流量过滤：NAT可以根据配置的规则对IP流量进行过滤
和转发，以保护内部网络的安全。
4. IPv4和IPv6之间的转换：NAT还可以实现IPv4和IPv6之
间的互通，使得不同版本的IP网络可以互相通信。
5. NAT穿越：NAT还可以通过配置特定的规则，允许外部网
络与内部网络中的特定设备直接通信，而不进行地址转换。
总而言之，NAT提供了一种将私有IP地址与公有IP地址进行转换的机制，使得内部网络中的设备能够与外部网络进行通信，并且能够实现IP地址和端口号的转换，增强网络的安全性和
可扩展性。
5.3-网络地址转换-NAT
（2）动态NAT配置
Internet 61.159.62.129 172.168.100.1
NAT外部端口 NAT内部端口
内部网络
172.168.100.2-172.168.100.6/24
将内部网络地址172.168.100.1-172.168.100.254转换为合法的外部 地址61.159.62.130-61.159.62.190
动态NAT配置
第一步： 设置外部端口IP地址 Router(config)#interface serial 0/0 Router(config-if)#ip address 61.159.62.129 255.255.255.192
第二步： 设置内部端口IP地址 Router(config)#interface FastEthernet 0/0 Router(config-if)#ip address 172.168.100.1 255.255.255.0
深入理解NAT
outside local(外部本地地址)：非私有主机在自 有网络内表现出来的IP地址。该地址是自有网 络的管理员为本网络以外的设备所准备的用于 在自有网络内使用的 IP地址。outside local地址 的特点是只会出现在自有网络内但是是供给非 私有主机使用的。
outside global(外部全局地址)：非私有主机在 自有网络以外的区域使用的IP地址，是非私有 主机所在网络的管理员负责管理个分配的。 outside global地址的特点是不会出现在自有网 络中而且不是给私有主机使用，不归自有网络 的管理员负责。
根据 NAT 转换表，NAT 路由器将目的地址 IPG 转换为 IPX，转发给最终的内部主机 X。
课件制作人：谢希仁
网络地址转换(NAT)工作原理解析
网络地址转换（NAT）工作原理解析网络地址转换（Network Address Translation，简称NAT），是一种在计算机网络中常用的技术，用于将内部私有网络中的IP地址转换为可被外部网络访问的公共IP地址。
本文将对NAT的工作原理进行解析，并探讨其在网络通信中的重要作用。
一、NAT的基本原理NAT的核心思想是将内部网络的私有IP地址映射为公共IP地址，实现内部网络与外部网络之间的通信。
NAT通常由一个转换设备（如路由器）来实施。
以下是NAT的基本原理：1. 内部主机发送数据包到外部网络时，首先将数据包发送给NAT设备。
2. NAT设备检查数据包的目标IP地址，将源IP地址替换为它所拥有的公共IP地址，并修改传输层头部的端口号（端口转换）。
3. NAT设备在内部地址和外部地址之间建立映射表，以便在数据包返回时能够正确地将数据包转发到内部主机。
4. 修改后的数据包被发送到外部网络。
5. 外部网络响应数据包时，NAT设备根据映射表将数据包转发到对应的内部主机。
通过以上步骤，NAT设备实现了内部主机与外部网络之间的双向通信，同时隐藏了内部私有网络的真实IP地址，增强了网络的安全性。
二、NAT的分类及应用场景根据转换方式的不同，NAT可分为以下几种类型：1. 静态NAT：将一组内部IP地址映射为固定的公共IP地址，一对一进行映射。
适用于需要将内部服务器暴露给外部网络的场景，如Web服务器、邮件服务器等。
2. 动态NAT：将一组内部IP地址映射为可用的公共IP地址，但映射关系是动态生成的，并根据需要进行分配。
适用于大规模内部网络环境，可更有效地利用有限的公共IP地址资源。
3. PAT（端口地址转换）：通过修改端口号，实现多台内部主机共享同一个公共IP地址。
PAT映射表中同时考虑了源IP地址和端口号，以便将数据包正确转发至相应的内部主机。
在实际应用中，NAT被广泛应用于以下场景：1. 家庭网络：路由器通常具备NAT功能，通过将家庭内部的私有IP地址转换为公共IP地址，实现设备与外部网络之间的通信。
如何实现多台设备共享一个IP地址的方法
如何实现多台设备共享一个IP地址的方法在网络中，IP地址是用于标识设备的唯一标识符。
在某些情况下，我们可能需要多台设备共享一个IP地址。
例如，当公共IP地址数量有限时，或者当需要将多台设备连接到同一网络时。
本文将介绍几种实现多台设备共享一个IP地址的方法。
一、网络地址转换（NAT）网络地址转换（NAT）是一种常见的实现多台设备共享一个IP地址的方法。
NAT通过在局域网和广域网之间转换IP地址来实现这一目的。
它使用一个公共IP地址代表多个局域网设备，将局域网设备的私有IP地址转换成公共IP地址，在数据包传输过程中进行相应的映射。
NAT有两种常见的形式：静态NAT和动态NAT。
1. 静态NAT静态NAT是指将局域网内部的私有IP地址一对一地映射到公共IP 地址。
这种映射是固定的，不会发生变化。
静态NAT适合用于一些对外服务，如Web服务器、邮件服务器等。
在配置静态NAT时，需要指定每个私有IP地址与其对应的公共IP地址。
2. 动态NAT动态NAT是指将局域网内部的多个私有IP地址映射到一个或多个公共IP地址。
与静态NAT不同，动态NAT的映射是动态的，根据局域网内部设备的需求进行分配。
动态NAT常用于家庭或小型办公室网络，可以更高效地利用公共IP地址资源。
二、端口地址转换（PAT）端口地址转换（PAT）是一种特殊的NAT形式，它使用不同的端口号来标识多个设备。
PAT通过改变传输层的端口号来实现多台设备共享一个IP地址。
在PAT中，每个设备都被分配一个不同的端口号，这样就可以区分不同的设备。
PAT可以实现多台设备使用相同的公共IP地址与外部网络进行通信，但每个设备都使用不同的端口号。
当外部网络返回数据包时，根据传输层的端口号将数据包正确地传递给相应的设备。
三、虚拟专用网络（VPN）虚拟专用网络（VPN）是一种通过隧道技术在公共网络上建立私密连接的方式。
VPN可以实现多台设备共享一个IP地址，同时保证数据传输的安全性和私密性。
内网转外网的技术原理
内网转外网的技术原理
内网转外网是一种将内部网络与外部网络进行连接的技术，它的主要原理是通过一些特定的网络设备和技术手段，将内部网络的数据流量转发到外部网络上，从而实现内网与外网的互通。
以下是内网转外网的几种常见的技术原理：
1. 网络地址转换（NAT）：NAT是最常见的内网转外网技术之一。
它通过将内部网络的私有IP地址转换成外部网络的公共IP地址，实现内网主机与外网之间的通信。
NAT通常由路由器或防火墙设备来实现。
2. 反向代理：反向代理服务器位于内部网络与外部网络之间，它接收来自外部网络的请求，并将其转发给内部网络的服务器。
反向代理服务器可以隐藏内部网络的真实IP地址，提供更好的安全性和性能。
3. VPN（虚拟私有网络）：VPN通过在内部网络和外部网络之间建立加密的隧道，将内部网络的数据流量安全地传输到外部网络。
VPN技术可以使用点对点协议（例如PPTP、L2TP/IPSec）或SSL/TLS协议来建立安全连接。
4. 隧道技术：隧道技术通过在内部网络和外部网络之间建立逻辑通道，将内部网络的数据封装在外部网络的数据包中进行传输。
隧道技术可以使用IPSec、GRE（通用路由封装）等协议来实现。
5. 双重NAT：双重NAT是一种通过在内网和外网之间设置两层NAT转换，实现内网主机与外网之间的通信。
双重NAT可以提供更高的安全性，但也会增加网络延迟和复杂性。
需要注意的是，内网转外网的具体技术原理会根据具体的网络架构和需求而有所不同，上述的几种技术原理只是其中的一部分常见方法。
如何设置局域网的网络地址转换(NAT)
如何设置局域网的网络地址转换（NAT）在网络通信中，网络地址转换（Network Address Translation，简称NAT）被广泛应用于局域网中。
NAT技术可以将局域网内部的私有IP 地址映射为公网IP地址，实现内部网络与外部网络的通信。
本文将介绍如何设置局域网的网络地址转换。
一、什么是NAT网络地址转换(NAT)是一种网络协议技术，通过改变报文IP地址的方式，实现网络数据包在不同网络之间的转发。
它主要用于解决IP地址不足的问题，同时也可以增强网络安全性。
二、NAT的工作原理NAT的工作原理可以简单概括为以下几个步骤：1. 内部主机发送请求到外部网络。
内部主机的私有IP地址会被NAT设备替换成公网IP地址。
2. 外部网络返回响应给内部主机。
NAT设备会将响应的公网IP地址转换回内部主机的私有IP地址。
3. 内部主机与外部主机之间建立通信。
三、设置局域网的NAT设置局域网的NAT需要一个支持NAT功能的设备，如路由器。
以下是设置局域网NAT的步骤：1. 登录路由器管理界面。
通常在浏览器中输入路由器的默认IP地址，如192.168.1.1，进入路由器管理界面。
2. 进入NAT设置页面。
在管理界面中找到“NAT设置”或类似的选项。
3. 启用NAT功能。
找到“启用NAT”或类似的选项，并将其设置为开启状态。
4. 配置NAT规则。
在NAT设置页面中，可以配置具体的NAT规则。
一般情况下，可以选择默认的规则即可。
如果需要特定的NAT映射规则，可以根据实际需求进行配置。
5. 保存设置并重启路由器。
设置完成后，保存配置并重启路由器以使设置生效。
四、常见问题及解决方法1. NAT无法正常工作：请确保已正确配置NAT规则并重启路由器。
如果问题仍然存在，可能是路由器硬件问题，建议更换路由器或联系厂商技术支持。
2. 局域网内主机无法访问外部网络：请检查网关设置是否正确，并确保物理连接正常。
若仍无法解决问题，请联系网络服务提供商或厂商技术支持。
- 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)。
5、TCP负载均衡： 如果一个服务器的访问量非常大，我们通常会建立多 台映像服务器对访问进行分流。从外部来看，这些服 务器的IP地址相同，NAT设备会把多个对服务器的访 问映射到不同的服务器上，实现负载均衡。
192.168.1.1 S0:200.1.1.1/24 192.168.1.2
TCP负载均衡与其它NAT的主要区别在于，它是把来 自外网的同一合法IP地址翻译成不同的内网IP地址。
复用NAT池的配置方法与NAT池的配置方法基本相同， 只是： Router(config)# ip nat inside source list ACL表号 pool 地址池名字 overload 在上面的命令中加上 overload 关键字表示使用端口 复用技术。
PAT
PAT是复用NAT池的特例，它是通过端口复用技术用于 一个合法IP地址映射内网的所有私有IP地址，这个地址 往往就是路由器出口的IP地址。
R1是局域网和外网的边界路由器。局域网中使用私 有IP地址进行编址。如果在R1上启用RIP协议，则： R1(config)# router rip R1(config-router)# network 200.1.1.0 R1(config-router)# network 192.168.1.0
×
R1 10.0.0.0/8 f0/0 s0/0: 195.4.10.2
上例中，把内网的私有IP地址都映射为R1的S0/0口的 IP地址就是PAT。
PAT的配置方法可以使用复用NAT池的配置方法，只要建立 一个起始地址和结束地址相同的NAT池就行了。 也可以不建立NAT池，用以下命令进行配置： R1(config)# access-list 30 permit 10.0.0.0 0.255.255.255
PAT可最大限度的节省IP地址用量，但由于它只能同时 支持几千个会话，所以使用PAT易造成拥塞。 为了避免PAT和复用NAT池的拥塞，一方面可以多申请 一些IP地址，建立一个大些的NAT池，另一方面也应该 限制用户使用那些占用会话数很多的应用（如BT）。
TCP负载均衡
TCP负载均衡是为了把一个外部的合法地址交替映射到 多个内部地址上，这样可以使多台服务器使用同一个外 部地址进行访问。
Router(config)# access-list 1 permit 192.168.0.0 0.0.255.255
说明：这里定义的ACL不是用于数据过滤的，它只是 用于指定参与NAT转换的私有地址范围的。所以，我 们不必把它用在一个接口上。
3、建立被转换的地址和地址池间的关系： Router(config)# ip nat inside source list ACL表号 pool 地址池名字 例：把1号ACL定义的地址与名为P1的地址池建立 NAT转换关系。 Router(config)# ip nat inside source list 1 pool P1 说明：经此定义后，每当路由器收到一个数据包， 就检测它的源地址，如果和1号ACL相匹配，就使用 P1中的地址进行NAT转换。
常用NAT设备
实现NAT可以使用不同的设备，它们的基本功能相同， 但功能强弱有别，应根据需要进行选用。常用的设备 有： 1、路由器：功能强，支持多种NAT设置； 2、防火墙：除NAT转换外，还提供多种保护功能； 3、代理服务器：提供局域网接入功能； 4、双网卡计算机：功能较弱，多用于小型网络。
9.2 NAT的配置
实际上，用户可以使用任意IP作为私有地址，但有可能 导致某些外网的站点无法访问。
使用私有地址的注意事项： 私有地址不需要经过注册就可以使用，这导致这些地 址是不唯一的。所以私有地址只能限制在局域网内部 使用，不能把它们路由到外网中去。
192.168.*.*
R1
E0 192.168.1.1/24 S0 200.1.1.1/24 Internet
192.168.1.10
200.1.25.6
私有地址
注册地址
局域网专用IP地址
局域网专用IP地址是Internet特别划分出来的，它们不会 注册给任何组织。 IP地址范围 10.0.0.0~10.255.255.255 172.16.0.0~172.31.255.255 192.168.0.0~192.168.255.255 网络类型 网络个数 A B C 1 16 256
Router(config)# interface e0 Router(config-if)# ip nat inside Router(config-if)# interface s0
Router(config-if)# ip nat outside
配置完成后，从外网来看，PC1的IP地址是200.10.1.5， PC2的IP地址是200.10.1.6，各计算机都可用此IP地址访 问PC1和PC2。 用show ip nat translation命令可查看活跃的转换。（静 态NAT始终是活跃的） 用show ip nat statistics命令可查看转换的统计信息。 静态NAT是一直存在的，管理员可以用“no”命令删除静 态NAT条目。
R1(config)# ip nat inside source list 30 interface s0/0 overload
R1(config)# interface f0/0
R1(config-if)# ip nat inside
R1(config-if)# interface s0/0 R1(config-if)# ip nat outside
R1(config)# interface f0/0
R1(config-if)# ip nat inside R1(config-if)# interface s0/0 R1(config-if)# ip nat outside
复用NAT池
当NAT池中的地址耗尽时，会导致后来的主机无法上网。 所以当内网的主机数超过NAT池中的地址数时，通常应 配置成复用NAT池，这样每个IP地址可对应多个会话， 各个会话用端口号进行区分。 理论上讲，一个IP地址可以映射约65000个会话，但实 际的路由器往往只支持几千个会话（Cisco支持约4000 个）。 在复用NAT池中，Cisco首先复用地址池中的第一个地 址，达到能力极限后，再复用第二个地址，依此类推。
NAT池（动态NAT）
192.168.1.1
1NAT池
主要工作：建立一个IP地址池。设定被转换的IP地址范 围。建立转换关系。设定转换的入口和出口。
1、建立IP地址池
Router(config)# ip nat pool 地址池名字 起始IP 结束IP netmask 子网掩码 例：建立一个地址范围为200.1.1.1~200.1.1.10/24的 IP地址池。
Router(config)# ip nat pool P1 200.1.1.1 200.1.1.10 netmask 255.255.255.0
P1是地址池的名字。 说明：地址池中的地址应该是经过注册的合法IP地址。
2、设定被转换的地址范围： 被转换的地址范围使用标准访问控制列表进行定义。 比如：被转换的地址是形如192.168.*.*/24的地址，则 可定义：
静态NAT NAT池 PAT 复用NAT池 TCP负载均衡
静态NAT
把私有地址和合法地址作一对一地转换。
192.168.1.1 E0 192.168.1.2 200.10.1.5 S0
200.10.1.6
配置命令：
Router(config)# ip nat inside source static 内部地址 外部地址
这里不应该在私有地址上启用路由，它会导致私有地 址被外网路由器学习到，扩大了它的有效范围。
NAT基本原理
当一个使用私有地址的数据包到达NAT设备时，NAT设 备负责把私有IP地址翻译成外部合法IP地址，然后再转 发数据包，反之亦然。
端口多路复用技术：NAT支持把多个私有IP地址映射 为一个合法IP地址的技术，这时各个主机通过端口进 行区分，这就是端口多路复用技术。 利用端口多路复用技术可节省合法IP地址的使用量， 但会加大NAT设备的负担，影响其转发速度。
200.10.1.6
2、NAT池（动态NAT）： 将多个合法IP地址统一的组织起来，构成一个IP地址池， 当有主机需要访问外网时，就分配一个合法IP地址与内 部地址进行转换，当主机用完后，就归还该地址。 对于NAT池，如果同时联网用户太多，可能出现地址耗 尽的问题。
192.168.1.1
192.168.1.2
例：
R1 10.0.0.0/8 f0/0 s0/0
200.1.1.1~200.1.1.254/24
NAT池
内部网络地址为10.0.0.0/8，注册的IP地址是 200.1.1.1~200.1.1.254，用这些地址为内网的 各个访问提供NAT翻译。
R1(config)# ip nat pool ippool 200.1.1.1 200.1.1.254 netmask 255.255.255.0 R1(config)# access-list 30 permit 10.0.0.0 0.255.255.255 R1(config)# ip nat inside source list 30 pool ippool
4、复用NAT池（复用动态NAT）： 将多个合法IP地址构成一个NAT池，使用复用技术映 射其中的地址，每个地址有可以对应多台主机，各主 机用端口进行区分。 复用NAT池是NAT池和PAT技术的结合，可用于大规模 的局域网。 说明：在端口复用技术中，用端口区分的不是一台主 机，而是一个网络连接（会话），当一台主机同时建 立了多个会话时，它的每个会话会占用一个端口映射。 假如一台路由器支持4000个会话，那么它支持的主机 数量会远少于4000台。