一文带大家,彻底了解【NAT技术-网络地址转换】

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简介: 一文带大家,彻底了解【NAT技术-网络地址转换】

NAT技术


1.1 NAT技术产生背景


随着互联网用户的增多,IPv4的公有地址资源显得越发短缺。

同时IPv4公有地址资源存在地址分配不均的问题,这导致部分地区的IPv4可用公有地址严重不足。

为解决该问题,使用过渡技术解决IPv4公有地址短缺就显得尤为必要。

趋势:



1.2 私网IP地址


公有地址:有专门的机构管理、分配,可以在Internet上直接通信的IP地址。


私有地址:组织和个人可以任意使用,无法在Internet上直接通信,只能在内网使用的IP地址。


A、B、C类地址中各预留了一些专门作为私有IP地址:


A类:10.0.0.0~10.255.255.255

B类:172.16.0.0~172.31.255.255

C类:192.168.0.0~192.168.255.255

1.3 NAT技术原理


NAT:对IP数据报文中的IP地址进行转换,是一种在现网中被广泛部署的技术,一般部署在网络出口设备,例:路由器,防火墙


NAT典型应用场景:在私有网络内部(园区,家庭)使用私有地址,出口设备部署NAT


对于从内到外的流量,网络设备通过NAT将数据包的源地址进行转换(转换为特定的公有地址),目标地址不变;

对于“从外到内”的流量则数据包的目的地址进行转换,源地址不变。


通过私有地址的使用结合NAT技术,可以有效地节约公网IPv4地址



注意:在进行NAT技术原理的描述时,注意数据包的方向问题描述


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2.1 静态NAT原理


静态NAT:每一个私有地址都有一个与之对应的并且固定的公有地址,即私有地址和公有地址之间的关系是一对一映射的


支持双向互访:


私有地址访问Internet经过出口设备NAT转换时,会转换为对应公有地址

外网访问内网,其报文中写有公有地址(目的地址),会被NAT设备转化为对应私有地址



2.2 静态NAT转换示例



2.3 静态NAT配置介绍及命令


1.方式一:接口视图下配置静态NAT


[Huawei-GigabitEthernet0/0/0] nat static global { global-address} inside {host-address}


2、方式二:系统视图下配置静态NAT


[Huawei] nat static global {global-address} inside {host-address}


配置命令相同,视图为系统视图,之后在具体的接口下开启静态NAT


[Huawi-GigabitEthernet0/0/0] nat static enable


在接口下能使 nat static 功能



在R1 上配置静态NAT将内网主机的私有地址一对一映射到公有地址


[R1]interface GigabitEthernet0/0/1
[R1-GigabitEthernet0/0/1]ip address 122.1.2.1424
[R1-GigabitEthernet0/0/1]nat static global 122.1.2.1 inside 192.168.1.1
[R1-GigabitEthernet0/0/1]nat static global 122.1.2.2 inside 192.168.1.2
[R1-GigabitEthernet0/0/1]nat static global 122.1.2.3 inside 192.168.1.3


注意:在做地址转换,地址转换的公有ip地址一定不能这个接口的ip地址一样,如果一样在静态NAT中会报错


动态NAT原理配置思路:

第一步:配置NAT地址池

第二步:配置ACL:匹配内网感兴趣的源主机IP地址

第三步:公网接口配置动态NAT


动态NAPT


动态NAT选择地址池的地址进行转换时不会转换端口号,公有地址与私有地址还是1:1映射关系,无法提高公有地址利用率。

NATP(网络地址对口转换):从地址池中选择地址进行地址转换时不仅转换IP地址,同事也要对端口号进行转换,从而实现公有地址与私有地址的1:n映射,可以大大提高共有地址的利用率



3.1(优)NAPT转换示例




3.2 NATP配置示例



在R1上配置NAPT让内网所有私有地址通过122.12.1访问公网。


[R1]nat address-group 1 122.1.2.1 122.1.2.1[R1]acl 2000
[R1-acl-basic-2000]rule 5 permit source 19216800.0.0.255[R1-acl-basic-2000]quit
[R1]interface GigabitEthernet0/0/1
[R1-GigabitEthernet0/0/1]nat outbound 2000 address-group 1


3.3 Easy IP


Easy IP :实现原理和NAPT相同,同事转换IP地址、传输层端口、区别在于Easy IP没有地址池的概念,使用接口地址作为NAT转换的公有地址

Easy IP 适用于不具备固定公网IP地址的场景:如通过DHCP、PPPoE拨号换区的私有网络出口,可以直接是用获取到的动态地址进行转换



3.4 Easy IP配置示例


在R1上配置Easy-IP让内网所在私有地址通过122.1.2.1访问公网


[R1]acl 2000
[R1-acl-basic-2000]rule 5 permit source 192.168.1.00.0.0.255[R1-acl-basic-2000]quit
[R1]interface GigabitEthernet0/0/1
[R1-GigabitEthernet0/0/1]nat outbound 2000


3.5 静态NAPT(NAT Server)


使用场景


NAT Server:指定[公有地址:端口]与[私有地址:端口]的一对一映射关系,疆内问那个服务器映射到公网,当私有网络中的服务器需要对公网提供服务时使用


外网主机主动访问[公有地址:端口]实现对内网服务器的访问



3.6 NAT Server转换示例



3.7 NAT Server配置示例



在R1上配置NAT Server将内网服务器192168.1.10的8080端口映射到公有地址122.1.2.1的80端口。


[R1]interface GigabitEthernet/0/1
[R1-GigabitEthernet0/0/1]ip address 1221.2.14 24
[R1-GigabitEthernet0/0/1]nat server protocol tcp global 122.1.2.1 www inside 192.1681.108080
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