NAT 网络地址转换和 PAT 端口复用
NAT网络地址转换
NAT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。
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地入侵，隐藏并保护网络内部地计算机。
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，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）
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
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 不能端口转换，只做IP地址转换，默认为pat）
[R1]dis nat outbound ####查看NAT outbound的信息
PAT端口多路复用
PAT又称NAPT，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，因此仍然能够共享同一地址。
PAT的作用
1、改变数据包的ip地址和端口号
2、能够大量节约公网ip地址
PAT的类型
1、动态PAT，包括NAPT和EASY IP
2、静态PAT，包括NAT Server
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
[R1-acl-basic-2000]rule permit source 192.168.30.0 0.0.0.255 ####允许源地址为192.168.30.0/24网段的数据通过
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
Easy IP
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IP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的网段数据通过
[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-acl-basic-3000]int g0/0/1 ##外网口
[R1-GigabitEthernet0/0/1-g0/0/1]nat outbound 3000
###当acl3000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
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-G0/0/1]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-Gigabi tEthernet0/0/1]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-G0/0/1]nat server protocol tcp global current-interface 2121 inside 10.1.1.2 ftp
###端口号21可以直接使用关键字“FTP”代替
总结
NAT数据包从内网到外网时，会转换源IP地址，由私网地址转换成公网地址，数据包从外网到内网时，会转换目的IP地址，由公网地址转换成私网地址。