22NAT_类型_动态_静态_NAPT_Easy-IP_NAT服务器

NAT技术详解
本文深入解析NAT(网络地址转换)技术,涵盖其应用场景、不同类型(静态NAT、动态NAT、NAPT)及配置方法,同时探讨NAT在提高网络安全性、控制内外网访问中的作用。

22NAT

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应用场景

01NAT应用场景
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02NAT应用实例

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不学私网路由

03NAT地址转换信息表
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NAT的好处

  • 有效避免来自外网的攻击,可以很大程度上提高网络安全性
  • 控制内网主机访问外网,同时也控制外网主机访问内网,解决了内网和外网不能互通的问题

nat消耗内存,路由器上网卡

NAT类型

实现方式有多种,适用于不同的场景

##静态NAT
04静态NAT
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一对一的绑定

  • 如果希望一台主机优先使用某个关联地址,或者想要外部网络使用一个指定的公网地址访问内部服务器时,可以使用静态NAT
  • 但这种一对一的IP地址映射无法缓解公用地址短缺的问题

静态NAT配置

命令说明
nat static enable开启NAT静态功能
nat static global 公网地址 inside 私网地址创建静态NAT
dis nat static查看静态NAT的配置

05静态NAT配置
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06静态NAT配置2
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07地址转换抓包

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动态NAT

08动态NAT
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多对多

  • 动态NAT地址池中的地址用尽以后,只能等待被占用的公网地址被释放以后,其他主机才能使用它来访问公网

09动态NATping
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11动态NAT配置2
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NAPT

12NAPT

多对一
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  • NAPT(Network Address Port Translation),也称为NAT-PTPAT,网络地址端口转换,允许多个私网地址映射到同一个公网地址的不同端口
  • 通常适用于大型企业网络(申请多个固定的公网地址)

配置命令 不加no-pat
13NAPT配置
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14NAPTping
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动态NAT和PAT配置

命令说明
nat address-group 编号 公网地址范围配置NAT地址池
nat outbound acl 编号
address-group 编号 [no-pat]
关联一个ACL和一个NAT地址池
ACL用来匹配能够转换的源地址
no-pat只转换地址而不转换端口
dis nat address-group查看NAT地址池配置信息
dis nat outbound查看动态NAT配置信息

Easy IP

使用接口地址 作为转化地址

15Easy_IP
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  • 适用于小规模局域网中的主机访问Internet的场景
  • 如家庭,小型网吧,小型办公室中,这些地方内部主机不多,出接口可以通过拨号方式获取一个临时公网IP地址

配置

命令说明
nat outbound acl 编号关联出站接口和ACL

16Easy IP配置
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17Easy_IP配置2

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NAT服务器

18NAT服务器
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  • NAT具有"屏蔽"内部主机的作用,但有时内网需要向外网提供服务
  • 当外网用户访问内网服务器是,NAT Server通过事先配置好的"公网IP地址+端口号"与"私网IP地址+端口号"间的映射关系,将服务器的"公网IP地址+端口号"根据映射关系替换成对应的"私网IP地址+端口号"

配置

命令说明
nat server protocol tcp/udp
global 公网地址/接口 端口 inside 私网地址 端口
配置NAT服务器
dis nat server验证NAT服务器

19NAT服务器配置
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20NAT服务器配置2
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21NAT服务器配置3
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22NAT服务器配置抓包

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前言

随着Internet的发展和网络应用的增多,IPv4地址枯竭已经成为制约网络发展的瓶颈.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时解决这个问题的主要技术手段
网络地址转换技术NAT(Network Address Translation)主要用于实现位于内部网络的主机访问外部网络的功能.当局域网内的主机需要访问外部网络时,通过NAT技术可以将其私网地址转换成公网地址,并且多个私网用户可以共用一个公网地址,这样即可保证网络互通,又节省了公网地址.

<think>我们首先需要明确用户提到的四种NAT类型的定义(根据华为/思科等设备常见分类): 1. **静态NAT(Static NAT)**:一对一固定映射,内网IP固定映射到公网IP。 2. **动态NAT(Dynamic NAT)**:多对多映射,内网IP动态映射到公网IP池中的IP(不固定)。 3. **NAPT(Network Address Port Translation)**:多对一或多对多,同时映射IP和端口(最常见)。 4. **Easy IP**:多对一,使用路由器公网接口的IP进行转换(可视为NAPT的特例)。 实验方案需区分这四种类型,重点观察:IP映射行为(是否固定)、端口变化、映射关系数量。 ### 实验设计步骤 #### 1. **工具准备** - 内网设备:一台PC(Windows/Linux均可) - 公网设备:至少一台具有固定公网IP服务器(可用云服务器- 工具: - `curl` 或 `wget`(用于HTTP请求) - `nmap`(端口扫描) - Python脚本(发送自定义请求) #### 2. **核心检测逻辑** ```mermaid graph TD A[内网PC向公网服务器发起多次连接] --> B{服务器记录公网IP} B --> C[观察IP变化] C -->|IP固定| D[静态NATEasyIP] C -->|IP变化| E[动态NAT] D --> F[检查端口变化] F -->|端口变化| G[NAPTEasyIP] F -->|端口固定| H[静态NAT] G --> I[检查映射IP是否与网关出口IP相同] I -->|相同| J[EasyIP] I -->|不同| K[NAPT] ``` #### 3. **具体操作** - **步骤1:检测IP映射行为** - 在公网服务器启动HTTP服务(如`python -m http.server 8000`) - 内网PC连续发送5次请求(间隔10秒): ```bash for i in {1..5}; do curl http://<公网服务器IP>:8000; sleep 10; done ``` - 服务器端记录每次请求的客户端公网IP(通过日志获取)。 - **步骤2:判断IP类型** - 若5次请求的客户端公网IP **完全相同** → 可能是静态NATNAPTEasyIP(需进一步区分)。 -IP **变化**(且IP数量≤公网IP池大小)→ 动态NAT- **步骤3:区分固定IP下的子类型静态NAT vs NAPT vs EasyIP)** -服务器用`nmap`扫描客户端公网IP的端口开放情况: ```bash nmap -Pn -p 1-100 <客户端公网IP> # 扫描前100个端口 ``` - **关键观察**: 1. **静态NAT**:所有端口开放状态与内网设备一致(一般不开放多余端口)。 2. **NAPT/EasyIP**:仅开放内网设备连接过的端口(有状态过滤)。 - 进一步区分NAPTEasyIP- 查询路由器WAN口公网IP(登录路由器管理界面查看)。 - 比较客户端公网IP路由器WAN口IP- 相同 → **EasyIP** - 不同 → **NAPT** - **步骤4:动态NAT验证** - 同时用多台内网设备(如手机+PC)向服务器发起请求: - 若不同设备分配不同公网IP动态NAT - 若所有设备共用同一公网IP(但端口不同)→ NAPT(非动态NAT) #### 4. **简化方案(无公网服务器)** 使用免费API获取公网IP信息: ```bash # 内网PC执行(观察多次请求的IP和端口) curl https://api.ipify.org?format=json # 获取公网IP curl http://ifconfig.me/port # 获取连接使用的公网端口 ``` - **静态NAT**:IP和端口永远不变(除非内网应用端口变)。 - **NAPT/EasyIP**:IP不变,端口随连接变化。 - **动态NAT**:IP变化(需多次重连观察)。 ### 结果对照表 | 类型 | 公网IP变化 | 公网端口变化 | 多设备IP相同 | 映射IP=网关IP | |-------------|------------|--------------|--------------|---------------| | 静态NAT | 否 | 否 | 否(一般) | 不一定 | | 动态NAT | 是 | 否 | 可能 | 否 | | NAPT | 否 | 是 | 是 | 否 | | EasyIP | 否 | 是 | 是 | 是 | ### 注意事项 - **端口变化**:NAPTEasyIP会为每个连接分配新端口(即使同一内网IP+端口)。 - **多设备测试**:动态NAT要求公网IP池>1,否则退化为NAPT。 此方案可有效区分四种NAT类型,适用于企业或家庭路由器NAT策略分析。 §§相关问题§§ 1. 在动态NAT环境中,如何确定路由器公网IP池的大小? 2. 使用nmap扫描公网IP的开放端口时,如何避免被误认为网络攻击? 3. 如果路由器同时启用了静态NAT动态NAT(混合模式),实验方案应如何调整? 4. EasyIPNAPT在端口映射行为上有何本质区别? 5. 在没有公网服务器的情况下,如何利用免费API实现自动化NAT类型检测脚本?</think>### 实验方案设计(区分静态IP NAT动态IP NATNAPTEasyIP) 针对非STUN标准的NAT类型静态IP NAT动态IP NATNAPTEasyIP),需设计基于IP映射行为的检测方案。以下是完整的实验设计: --- #### **1. NAT类型定义** | 类型 | 核心特征 | |---------------|--------------------------------------------------------------------------| | **静态IP NAT** | 内网IP固定映射到指定公网IP(1:1映射) | | **动态IP NAT** | 内网IP动态映射到公网IP池中的随机IP(N:1映射,IP不固定) | | **NAPT** | 网络地址端口转换(IP+端口映射),多主机共享公网IP | | **EasyIP** | 特殊NAPT,直接使用路由器WAN口IP进行转换(无独立公网IP池) | #### **2. 实验工具准备** - **内网设备**:Windows PC(主测试机)+ 手机/平板(多设备测试) - **公网检测点**: - 免费IP查询API:`https://api.ipify.org` - 端口检测服务:`https://www.yougetsignal.com/tools/open-ports/` - **关键软件**: - `curl`(Windows自带) - `nmap`(端口扫描) - Python脚本(自动化检测) #### **3. 核心检测流程** ```mermaid graph TD A[单设备发起连接] --> B{公网IP是否固定} B -->|固定| C[静态IPNAPT/EasyIP] B -->|变化| D[动态IP NAT] C --> E[多设备同时连接] E --> F{所有设备公网IP是否相同} F -->|相同| G[NAPTEasyIP] F -->|不同| H[静态IP NAT] G --> I[检查公网IP是否=路由器WAN口IP] I -->|是| J[EasyIP] I -->|否| K[标准NAPT] ``` #### **4. 具体操作步骤** 1. **基础IP映射检测(单设备)** Windows执行命令: ```powershell # 连续5次查询公网IP(间隔10秒) 1..5 | % { curl https://api.ipify.org; Start-Sleep 10 } ``` - **结果分析**: - 5次IP相同 → 排除动态IP NAT - IP变化 → 动态IP NAT 2. **多设备并发测试** - 同时用PC和手机访问:`https://api.ipify.org` - **结果分析**: - 两设备显示**不同公网IP** → 静态IP NAT - 两设备显示**相同公网IP** → NAPTEasyIP 3. **NAPT vs EasyIP 区分** - 登录路由器管理页面,记录WAN口IP(如`192.0.2.100`) - 在PC上查询实际公网IP: ```powershell curl https://api.ipify.org ``` - **判定**: - 公网IP = WAN口IP → **EasyIP** - 公网IP ≠ WAN口IP → **标准NAPT** 4. **端口映射验证(确认NAPT)** 使用Python创建端口检测脚本: ```python # detect_nat_type.py import socket, requests, time from threading import Thread def port_test(port): s = socket.socket() s.bind(('0.0.0.0', port)) s.listen(1) print(f"内网端口 {port} 已开放") # 开放两个不同端口 Thread(target=port_test, args=(5000,)).start() Thread(target=port_test, args=(5001,)).start() # 查询公网端口开放状态 time.sleep(3) # 等待端口生效 resp = requests.get("https://www.yougetsignal.com/tools/open-ports/?remoteAddress={公网IP}") print(f"开放的公网端口: {resp.json()['ports']}") ``` - **NAPT特征**:内网不同端口映射为不同公网端口 #### **5. 结果对照表** | 检测项 | 静态IP NAT | 动态IP NAT | NAPT | EasyIP | |---------------------------|-----------|-----------|--------|--------| | 单设备多次IP一致性 | ✓ | ✗ | ✓ | ✓ | | 多设备公网IP相同 | ✗ | ✗ | ✓ | ✓ | | 公网IP = 路由器WAN口IP | - | - | ✗ | ✓ | | 端口映射变化(NAPT特征) | ✗ | ✗ | ✓ | ✓ | --- #### **6. 特殊场景处理** - **动态IP NAT验证**: - 持续24小时每小时记录IP,出现≥2个不同IP即确认 - **防火墙干扰**: - 临时关闭Windows防火墙:`netsh advfirewall set allprofiles state off` - **路由器权限不足时**: - 通过traceroute判断出口IP: ```powershell tracert -d 8.8.8.8 | select -Last 1 ``` 此方案完全基于IP/端口映射行为分析,无需STUN协议,30分钟内可完成所有类型检测。
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