NAT

NAT技术用于解决私网地址重复问题,同时提供安全保护。主要包括静态NAT、NAPT/PAT、动态NAT、EasyNAT和端口映射五种类型,分别适用于不同的网络需求。配置过程中涉及ACL、地址组和接口设置,通过这些配置实现内外网的地址转换和通信。

NAT技术

现实生活中,由于私网地址是可以随便使用的,两个公司可能用相同的私网地址,为了使这样的两个公司达到与外网的互联,所以使用NAT技术,这项技术不光节省了IP地址的使用,还起到了私网上网安全保护的作用,因为全部从私网传出的数据包的IP地址都是相同的,只是他携带的端口号不同,当从互联网PC发出回到边界路由的数据包携带着端口号,路由器将会更据端口号进行数据包的转换,使发出数据包的PC机最终可以实现“上网”。

NAT:网络地址转换–将私网地址转换为公网地址

分类
1)静态NAT(一对一:一个公网地址对应一个私网地址)。此公网地址不能是接口IP地址。一般用于服务器
[r2]nat static global 202.100.1.111 inside 172.16.1.1
[r2]interface GigabitEthernet 0/0/1 //连接公网的接口
[r2-GigabitEthernet0/0/1]nat static enable

2)NAPT/PAT–网络地址端口转换/端口地址转换(一对多:一个公网地址对应多个私网地址)

配置方式:
【1】定义多个私网地址
[r2]acl 2000
[r2-acl-basic-2000]rule permit source 172.16.1.0 0.0.0.255
【2】定义一个公网地址
[r2]nat address-group 1 202.100.1.10 202.100.1.10
NAT地址组 组号 起始地址 结束地址
【3】配置NAT技术
[r2]interface GigabitEthernet 0/0/1 //连接公网的接口
[r2-GigabitEthernet0/0/1]nat outbound 2000 address-group 1
方向 ACL编号 NAT地址组

3)动态NAT(多对多:多个公网地址对应多个私网地址)
配置方式:
【1】定义多个私网地址
[r2]acl 2000
[r2-acl-basic-2000]rule permit source 172.16.1.0 0.0.0.255
【2】定义多个公网地址
[r2]nat address-group 1 202.100.1.10 202.100.1.15
NAT地址组 组号 起始地址 结束地址
【3】配置NAT
[r2]interface GigabitEthernet 0/0/1 //连接公网的接口
[r2-GigabitEthernet0/0/1]nat outbound 2000 address-group 1
方向 ACL编号 NAT地址组

4)EasyNAT:直接使用出接口配置的公网地址做NAPT
【1】定义多个私网地址
[r2]acl 2000
[r2-acl-basic-2000]rule permit source 172.16.1.0 0.0.0.255
【3】配置NAT
[r2]interface GigabitEthernet 0/0/1 //连接公网的接口
[r2-GigabitEthernet0/0/1]nat outbound 2000
方向 ACL编号

5)端口映射:用于外网访问内网
[r2]interface GigabitEthernet 0/0/1 //连接公网的接口
[r2-GigabitEthernet0/0/1]nat server protocol tcp global 202.100.1.20 23 inside 172.16.1.1 23
端口映射配置方式 协议 公网地址 端口 私网地址 端口
[r2-GigabitEthernet0/0/1]nat server protocol tcp global 202.100.1.20 8000 inside 172.16.2.1 23

实验:
在这里插入图片描述

首先要对路由器的接口IP地址进行配置,这里将一个路由器代替pc机,路由器的缺省路由相当于PC机的网关,然后对AR1、PC进行缺省路由的配置,再在AR2上配置,达到内网的全网可达;
(PC)
在这里插入图片描述
然后在边界路由器上配置NAT、静态路由

(AR4)

在这里插入图片描述

外网实际上是有运营商打通,这里只我们需要将外网打通在互联网PC上配置回到内网边界路由的配置在这里插入图片描述
这样就完成了实验

### NAT 网络地址转换原理 NAT(Network Address Translation,网络地址转换)是一种用于将私有网络中的专用IP地址转换为公共网络中合法全球唯一IP地址的技术。其主要目的是解决IPv4地址耗尽问题,并增强网络安全性和灵活性。 #### 原理概述 NAT的核心在于维护一张映射表,记录内部私有IP地址与外部公有IP地址之间的对应关系。根据不同的应用场景和技术需求,NAT分为静态NAT、动态NAT多路复用(PAT)。 - **静态NAT**:一对一地将内部私有IP地址永久映射到一个固定的公有IP地址上[^5]。这种方式适合需要长期对外提供服务的设备,例如Web服务器或邮件服务器。 - **动态NAT**:允许多个内部私有IP地址临时映射到一组公有IP地址池中的某一个地址上[^1]。这种模式下,每次连接都会重新分配一个新的公有IP地址给请求者,直到该地址不再被使用为止。 - **多路复用(PAT)**:进一步扩展了动态NAT的功能,允许多个内部主机共享同一个公有IP地址并通过不同号区分流量[^5]。这是当前最常用的NAT形式之一,因为它能够显著减少所需的公有IP地址数量。 #### 工作机制 当配置了动态NAT的内部设备尝试访问外部网络时,路由器会自动从预定义好的公有IP地址池里选取未使用的地址来完成此次通信过程;如果所有可用地址都被占用,则新的连接请求会被拒绝[^2]。对于PAT而言,除了简单的IP地址替换外还会涉及TCP/UDP协议层面上的信息修改——具体来说就是调整源号以便后续返回的数据包能正确找到目标机器[^3]。 --- ### NAT 配置方法 以下是基于华为设备的一般性指导步骤: #### 创建地址池 首先需定义可用于转换操作的目标范围即所谓的“地址组”。命令如下所示: ```shell [Huawei] nat address-group group-index start-address end-address ``` 其中`group-index`代表自定编号用来标识这个特定集合;而`start-address`至`end-address`则明确了实际可供选用的具体数值区间[^4]。 #### 设置内外接属性 接着明确指出哪一侧属于局域网部分(`inside`)以及广域网方向(`outside`)。例如: ```shell [Huawei]interface GigabitEthernet 0/0/1 [Huawei-GigabitEthernet0/0/1] ip address inside [Huawei]interface GigabitEthernet 0/0/2 [Huawei-GigabitEthernet0/0/2] ip address outside ``` #### 启动NAT规则 最后一步便是关联之前准备好的各项参数形成完整的策略描述语句。如果是执行标准型态下的简单互换动作可以直接写成这样子的形式即可满足大部分基础用途的要求: ```shell [Huawei] acl number 2000 [Huawei-acl-basic-2000] rule permit source private-network-subnet mask-length [Huawei] nat address-group group-index outbound interface-name ``` 这里需要注意的是ACL列表应当精确匹配希望参与变换流程的所有可能发起方所在位置段落信息[^4]。 而对于更复杂的场景比如涉及到PAT的情况,则需要用到稍微复杂一点的指令结构来进行处理: ```shell Router(config)#ip nat inside source list access-list-number pool name overload ``` 此条目里的关键字overload正是指示启用重叠特性从而达成最大化利用单一公网的目的[^3]。 --- ### 示例代码展示 下面给出一段综合性的脚本样例供参考学习之用: ```shell # 定义地址池 [Huawei] nat address-group 1 192.168.1.100 192.168.1.150 # 设定内网 [Huawei]interface GigabitEthernet 0/0/1 [Huawei-GigabitEthernet0/0/1] ip address 172.16.0.1 255.255.255.0 [Huawei-GigabitEthernet0/0/1] nat inside # 设定外网接 [Huawei]interface GigabitEthernet 0/0/2 [Huawei-GigabitEthernet0/0/2] ip address 202.100.1.1 255.255.255.0 [Huawei-GigabitEthernet0/0/2] nat outside # 编辑访问控制列表 [Huawei] acl number 2000 [Huawei-acl-basic-2000] rule permit source 172.16.0.0 0.0.255.255 # 应用NAT规则 [Huawei] nat address-group 1 outbound GigabitEthernet 0/0/2 ``` ---
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