NAT - 网络地址转换

一、NAT的基本概念

1、NAT的定义

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。

2、NAT的工作原理:

• 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。

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NAT的工作原理

::: ==NAT数据包从内网到外网时：会将源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：会将目的IP由公网地址转换成私网地址。==

3、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。

4、NAT的优缺点:

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的分类与应用

1、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。

静态NAT 的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）

2、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)

5、查看NAT outbound信息

[R1]dis nat outbound

三、PAT

1、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。

2、PAT的作用

改数据包的ip地址和端口号 能够大量节约公网IP地址。

3、PAT的类型

动态PAT，包括NAPT和Easy IP（家用） 静态PAT，包括NAT Server（服务器使用的）

4、NAPT

配置对应接口的IP地址 多个私网IP对应一个固定的外网IP，配置方法和动态NAT类似

[R1]nat address-group 1 1.0.0.1 1.0.0.1
配置一个固定的IP
[R1]acl 2000
[R1-acl-basic-2000]rule permit source 192.168.17.0 0.0.0.254
[R1-acl-basic-2000]q
[R1]int g0/0/0
[R1-GigabitEthernet0/0/0]nat outbound 2000 address-group 1

5、Easy IP

多个私网IP对应外网口公网IP 第一步，对应接口的IP地址

[R1]acl 3000
[R1-acl-adv-3000]rule permit ip source 192.168.17.0 0.0.0.255
[R1-acl-adv-3000]q
[R1]int g0/0/0
[R1-GigabitEthernet0/0/0]nat outbound 3000
当acl3000匹配的源IP数据到这接口时，转换成此接口的IP地址作为源IP地址
[R1-GigabitEthernet0/0/0]q

6、NAT Server

端口映射，将私网地址端口映射到公网地址，使外网用户能访问内网服务器