NAT的工作原理是什么?又该如何配置?

NAT用于将内网地址转换为外网地址,实现内外网通信,同时提高安全性。它包括静态NAT(一对一转换)和动态NAT(地址池映射)。配置包括静态NAT的接口IP地址配置和转换规则设定,以及动态NAT的地址池创建、ACL规则制定和出接口配置。

     NAT有什么意义?  

      NAT是一个可以将内外网地址互相转换的存在,它的提出是为了解决一个问题:内网的主机已经被分配了IP地址,这些IP地址只能在内局域网里面使用,但是这个时候内网的主机又想和外网通信,NAT就可以把内网地址转换为外网地址来实现互联通信。

(私有地址是指个人或者组织团体内部使用的不能够在Interne t上面进行通信的地址,公有地址是指专门的机构进行管理分配,可以在Internet上进行通信的地址)

     这样做可以在一定程度上把内外网分隔开来,保证了内网的安全性,因为当内网主机使用NAT连接到外网上面时,所显示的都是公共IP,就隐藏了原本的IP。按照这个逻辑,从内网发给外网的数据包掩盖的就是源IP地址,从外网发给内网的数据包转换的就是目的IP地址。 

NAT工作原理

静态NAT:是将内部主机地址与外部地址进行一对一转换,也就是说一个内网私有地址就需要独占一个固定公有IP地址,所以主要是用在内部局域网中对外提供服务的服务器上面。下图中的内外网分界路由器上面有一个NAT映射表,可以看到公私有地址都是一一对应的。

网络地址转换(NAT)是一种将局域网IP地址转换为公网IP地址的技术,使多个使用局域网IP的设备能够通过一个公网IP地址访问互联网。NAT转换主要分为静态NAT、动态NATNAT重载,以下分别介绍它们的原理: ### 静态NAT 静态NAT是将一个固定的局域网IP地址与一个固定的公网IP地址进行一对一的映射。当局域网内的设备发起对外访问时,NAT设备会将数据包中的源IP地址从局域网IP替换为对应的公网IP,同时记录这个映射关系。在外部网络响应数据包返回时,NAT设备根据记录的映射关系,将数据包中的目的IP地址从公网IP替换为对应的局域网IP,然后转发给相应的设备。 ### 动态NAT 动态NAT是将局域网IP地址动态地映射到一个公网IP地址池中的可用公网IP地址。当局域网内的设备发起对外访问时,NAT设备会从公网IP地址池中选择一个可用的公网IP地址,将数据包中的源IP地址从局域网IP替换为该公网IP,并记录这个映射关系。当设备访问结束后,这个公网IP地址会被释放回地址池,可供其他设备使用。在外部网络响应数据包返回时,NAT设备根据记录的映射关系,将数据包中的目的IP地址从公网IP替换为对应的局域网IP,然后转发给相应的设备。 ### NAT重载(PAT) NAT重载也称为端口地址转换(PAT),是最常用的NAT方式。它将多个局域网IP地址映射到一个公网IP地址的不同端口上。当局域网内的设备发起对外访问时,NAT设备会将数据包中的源IP地址从局域网IP替换为公网IP,并修改源端口号,同时记录这个映射关系(包括局域网IP、局域网端口、公网IP、公网端口)。在外部网络响应数据包返回时,NAT设备根据记录的映射关系,将数据包中的目的IP地址和目的端口号替换为对应的局域网IP和局域网端口,然后转发给相应的设备。 以下是一个简单的Python示例,用于模拟NAT转换的映射记录: ```python # 模拟NAT映射表 nat_mapping = {} def nat_translate(source_ip, source_port, public_ip): # 简单生成一个新的公网端口 new_public_port = len(nat_mapping) + 1024 nat_mapping[(source_ip, source_port)] = (public_ip, new_public_port) return public_ip, new_public_port # 示例 source_ip = "192.168.1.100" source_port = 8080 public_ip = "203.0.113.1" new_public_ip, new_public_port = nat_translate(source_ip, source_port, public_ip) print(f"局域网地址 {source_ip}:{source_port} 转换为 {new_public_ip}:{new_public_port}") ```
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