华为Easy IP和NAT Server实现原理

本文接上篇，继续介绍华为路由器另两种NAT实现方式的工作原理。

6.1.3 Easy IP实现原理

Easy IP方式的实现原理与上节介绍的地址池NAPT转换原理类似，可以算是NAPT的一种特例，不同的是Easy IP方式可以实现自动根据路由器上WAN接口的公网IP地址实现与私网IP地址之间的映射（无需创建公网地址池）。

Easy IP主要应用于通过路由器WAN接口IP地址作为要被映射的公网IP地址的情形，特别适合小型局域网接入Internet的情况。这里的小型局域网主要指中小型网吧、小型办公室等环境，一般具有以下特点：内部主机较少、出接口通过拨号方式获得临时（或固定）公网IP地址以供内部主机访问Internet。图6-3描述Easy IP方式的实现原理，具体过程如下：

图6-3 Easy IP实现原理示意图

（1）假设私网中的Host A主机要访问公网的Server服务器，首先向Router发送一个请求报文（即Outbound方向），此时报文中的源地址是10.1.1.100，端口号1540。

（2）Router在收到请求报文后自动利用公网侧WAN接口临时或者固定的“公网IP地址:端口号”（162.10.2.8:5480），建立与内网侧报文“源IP地址:源端口号”间的Easy IP转换表项（也包括正、反两个方向），并依据正向Easy IP表项的查找结果将报文转换后向公网侧发送。此时转换后的报文源地址和源端口号由原来的（10.1.1.100:1540）转换成了（162.10.2.8:5480）。

（3）Server服务器在收到请求报文后需要向Router发送响应报文（即Inbound方向），此时只需要将收到的请求报文中的源IP地址、源端口号和目的IP地址、目的端口号对调即可，即此时的响应报文中的目的IP地址、目的端口号为（162.10.2.8:5480）。

（4）Router在收到公网侧Server的回应报文后，根据其“目的IP地址:目的端口号”查找反向Easy IP表项，并依据查找结果将报文转换后向内网侧发送。即转换后的报文中的目的IP地址为10.1.1.100，目的端口号为1540，与Host A发送请求报文中的源IP地址和源端口完全一样。

如果私网中的Host B也要访问公网，则它所利用的公网IP地址与Host A一样，都是路由器WAN口的公网IP地址，但转换时所用的端口号一定要与Host A转换时所用的端口不一样。

6.1.4 NAT Server实现原理

NAT Server用于外网用户需要使用固定公网IP地址访问内部服务器的情形。它通过事先配置好的服务器的“公网IP地址+端口号”与服务器的“私网IP地址+端口号”间的静态映射关系来实现。图6-4描述了NAT Server的实现原理，具体过程如下（要先在Router上配置好静态的NAT Server转换映射表）：

图6-4  NAT Server实现原理示意图

（1）Router在收到外网用户发起的访问请求报文后（即Inbound方向），根据该请求的“目的IP地址:端口号”查找NAT Server转换映射表，找出对应的“私网IP地址:端口号”，然后用查找的结果直接替换报文的“目的IP地址:端口号”，最后向内网侧发送。如本示例中外网主机发送的请求报文中目的IP地址是209.102.1.68，端口号80，经Router转换后的目的IP地址和端口号为（192.168.1.68:80）。

（2）内网服务器在收到由Router转发的请求报文后，向Router发送响应报文（即Outbound方向），此时报文中的源IP地址、端口号与目的IP地址、端口号与所收到的请求报文中的完全对调即可，即响应报文中的源IP地址和端口号为前面的（192.168.1.68:80）。

（3）Router在收到内网服务器的回应报文后，又会根据该响应报文中的“源IP地址:源端口号”查找NAT Server转换表项，找出对应的“公网IP地址:端口号”，然后用查找结果替换报文的“源IP地址:源端口号”。如本示例中内网服务器响应外网主机的报文的源IP地址和端口号是（192.168.1.68:80），经Router转换后的源IP地址和端口号为（209.102.1.68:80）。

【经验之谈】从以上NAT Server实现原理可以看出，由外网向内网服务器发送的请求报文中转换的仅是其目的IP地址和目的端口号（源IP地址和源端口号不变），即仅需关心目的IP地址和目的端口号；而从内网向外网发送的响应报文中转换的仅是其源IP地址和源端口号（目的IP地址和目的端口号不变），即仅需关心源IP地址和源端口号。两个方向所转换的IP地址和端口号是相反的。

再综合前面介绍的6.1.1节和6.1.2节可以得出，NAT中 凡是由内网向外网发送的报文 （不管是请求报文，还是响应报文）， 在NAT路由器上转换的都是源IP地址 （或者同时包括源端口号），而 凡是由外网向内网发送的报文 （也不管是请求报文，还是响应报文）， 在NAT路由器上转换的都是目的IP地址 （或者同时包括源目的口号）。

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