NAT详解及相关命令

一、NAT

NAT(Network Address Translation)又称为网络地址转换,用于实现私有网络和公有网络之间的互访。

私有网络地址和公有网络地址

1、公有网络地址(以下简称公网地址)是指在互联网上全球唯一的IP地址。2019年11月26日,是人类互联网时代值得纪念的一天,全球近43亿个IPV4地址已经正式耗尽。
2、私有网络地址(以下简称私网地址)是指内部网络或主机的IP地址, IANA (互联网数字分配机构)规定将下列的IP地址保留用作私网地址,不在Internet上被分配,可在一个单位或公司内部使用。RFC1918中规定私有地址如下:
A类私有地址: 10.0.0.0~10.255.255.255
B类私有地址: 172.16.0.0~172.31.255.255
C类私有地址: 192.168.0.0~192.168.255.255

NAT工作原理

——NAT用来将内网地址和端口号转换成合法的公网地址和端口号,建立一个会话，与公网主机进行通信。
——NAT外部的主机无法主动跟位于NAT内部的主机通信,，NAT内部主机想要通信，必须主动和公网的一个 IP 通信，路由器负责建立一个映射关系，从而实现数据的转发。

NAT功能

NAT不仅能解决了IP地址不足的问题,而且还能够有效地避免来自网络外部的入侵,隐藏并保护网络内部的计算机。
1·宽带分享:这是NAT主机的最大功能。
2.安全防护: NAT之内的PC联机到Internet上面时,他所显示的IP是NAT主机的公网IP,所以Client端的PC就具有一定程度的安全了,外界在进行portscan (端口扫描)的时候,就侦测不到源Client端的PC。

优点:节省公有合法IP地址、处理地址重叠、增强灵活性、安全性
缺点:延迟增大、配置和维护的复杂性、不支持某些应用(比如VPN)

二、NAT的相关命令

静态NAT

静态NAT实现私网地址和公网地址的一对一转换。有多少个私网地址就需要配置多少个公网地址。静态NAT不能节约公网地址,但可以起到隐藏内部网络的作用。
内部网络向外部网络发送报文时,静态NAT将报文的源IP地址替换为对应的公网地址;外部网络向内部网络发送响应报文时,静态NAT将报文的目的地址替换为相应的私网地址。
有2种配置方法:

第一种:
全局模式下设置静态NAT
[R1]nat static global 8.8.8.8 inside 192.168.10.10
[R1]int g0/0/1 ###外网口
[R1-GigabitEthernet0/0/1] nat static enable
###在网口上启动nat static enable功能

第二种:
直接在接口上声明 nat static
[R1]int g0/0/1 ###外网口
[R1-GigabitEthernet0/0/1] nat static global 8.8.8.8 inside 192.168.10.10
[R1]dis nat static ###查看NAT静态配置信息

动态NAT

动态NAT：多个私网IP地址对应多个公网IP地址,基于地址池一对一映射

1、配置外部网口和内部网口的IP地址
2、定义合法IP地址池
[R1] nat address-group 1 212.0.0.100 212.0.0.200
###新建一个名为1的nat地址池

3、定义访问控制列表
[R1] acl 2000
###创建ACL,允许源地址为192.168.20.0/24网段和11.0.0.0/24的数据通过
[R1-acl-basic-2000]rule permit source 192.168.20.0 0.0.0.255
[R1-acl-basic-2000] rule permit source 11.0.0.0 0.0.0.255

4、在外网口上设置动态IP地址转换
[R1-acl-basic-2000]int g0/0/1 ###外网口
[R1-GigabitEthernet0/0/1]nat outbound 2000 address-group 1 no-pat ###将ACL
2000匹配的数据转换为改接口的IP地址作为源地址(no pat不做端口转换,只做IP地址转换,默认为pat)

[R1] dis nat outbound ###查看NAT Outbound的信息

三、PAT端口多路复用

PAT又称为NAPT (Network Address Port Translation) ,它实现一个公网地址和多个私网地址之间的映射,因此可以节约公网地址。PAT的基本原理是将不同私网地址的报文的源IP地址转换为同一公网地址,但他们被转换为该地址的不同端口号,因而仍然能够共享同一地址。

PAT有以下作用

——改变数据包的ip地址和端口号;
——能够大量节约公网IP地址

PAT的类型

——动态PAT,包括NAPT和Easy IP；
——静态PAT,包括NAT Server

四、NAPT

NAPT：多个私网IP地址对应固定外网IP地址(比如200.1.1.10) ,配置方法与动态NAT类似

1、配置外部网口和内部网口的IP地址
2、定义合法IP地址池
[R1]nat address-group 1 200.1.1.10 200.1.1.10
###使用一个固定IP

3、定义访问控制列表
|[R1]acl 2000
###允许源地址为192.168.30.0/24网段的数据通过
[R1-acl-adv-2000] rule permit source 192.168.30.0 0.0.0.255

4、在外网口上设置1P地址转换
[R1-acl-basic-2000]int g0/0/1 ###外网口
[R1-GigabitEthernet0/0/1] nat outbound 2000 address-group 1

五、EasyIp

EasyIp：多个私网IP地址对应外网口公网IP地址(比如12.0.0.1)
1、配置外部网口和内部网口的IP地址
2、定义合法IP地址池
由于直接实验外网口IP地址所以不用再定义1P地址池

3、定义访问控制列表
[R1] acl 3000
###允许源地址为192.168.30.0/24网段的数据通过
[R1-acl-adv-3000]rule permit ip source 192.168.30.0 0.0.0.255

4、在外网口上设置IP地址转换
[R1]int g0/0/1 ###外网口
[R1-GigabitEthernet0/0/1] nat outbound 3000
###当acl 3000匹配的源IP数据到达此接口时,转换为该接口的IP地址做为源地址
[R1] display nat session all ###查看NAT的流表信息

六、NAT Server

NAT Server：端口映射，将私网地址端口映射到公网地址,实现内网服务器供外网用户访问

[R1]int g0/0/1
[R1-GigabitEthernet0/0/1]nat server protocol tcp global 9.9.9.9 www inside 192.168.10.100 www
###在连接公网的接口上将私网服务器地址和公网地址做一对NAT映射绑定

[R1-GigabitEthernet0/0/1] nat server protocol tcp global current-interface 8080 inside 10.1.1.1 www
###在连接公网的接口上将私网服务器地址和外网接口做一对NAT映射绑定
[R1-GigabitEthernet0/0/1]nat server protocol tcp global current-interface 2121 inside 10.1.1.2 ftp
###端口为21可以直接使用关键字"ftp"代替