细致讲解一下NAT网络地址转换技术

目录

静态nat

静态nat配置

动态nat

 动态nat配置

NAPT(Network Address and Port Translation,网络地址端口转换

NAPT配置

Easy IP

Easy IP配置

NAT Server

NAT Server配置

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一说到NAT（Network Address Tranlation,网络地址转换技术），很多人都是听说过，但是不怎末了解，我接下来给大家细致的讲一讲，就是以聊天的形式进行，我们都知道当今的互联网发展迅速，网络设备也是以倍数增长，但是我们的IP v4地址是有限的，这是个致命的缺陷，这也就有了以后的IP v6地址，但是IP v4和IPv6也需要有一个过渡的过程，这时候就出现了NAT/网络地址转换技术，就是把私网IP地址转换为公网IP地址，nat技术主要用于实现内部网络的主机访问外部网络，一方面缓解了IP v4地址短缺的问题，同时呢也提高了内网的安全性（外部网络访问内网需要进行转换，无法直接访问，自然就提高了安全性）

我们上面说到的ipv4地址说详细一点其实是IP v4公有地址，因为只有公有地址才可以在Internet上传输通信，私有地址可以让组织和个人任意使用，但是没有办法在Internet上直接通信，想要通信的话必须在网络出口设备配置NAT，将访问Internet的IP数据报文中的私有网络源地址转换为共有网络源地址

A、B、C类地址中各自预留了一些地址专门作为私有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

NAT转换也是分为很多种的，毕竟人家也是有发展历程的，最初的静态NAT后来变为动态NAT，再到后来的NAPT、Easy-IP、NAT Server,这是一个不断完善的发展历程，他们的原理大同小异，只是越来越健全

静态nat

先来说一下静态nat吧， 他的原理很简单，它想着不就是把私有地址转换为公有地址嘛，我就在nat里建设一张表，里面是每一个私有IP地址和公有IP地址的对应关系， 私有地址想要上网穿上对应的衣服直接上网即可，公有地址想要访问私有地址也换上对应的衣服就可以了

静态nat配置

方式一、在接口视图下配置静态NAT

#global-address为共有地址，host-address为私有地址
[huawei-g0/0/0]nat static global {global-address} inside {host-address}

 方式二、系统试图下配置静态nat

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

 配置命令相同，不同的是在系统试图下配置，然后在具体的接口下进行调用

[huawei-g0/0/0]nat static enable

静态nat配置实例

 但是，我们发现这样挺浪费公有IP地址，表内一对一对应，但是一旦有主机不上网，对应的公有IP地址就会空闲，造成浪费，于是创造了动态nat 

动态nat

动态nat针对这个问题，于是提出了地址池的概念：就是可用的公有地址组成地址池，当内部主机

想要访问外部网络时，nat会临时分配一个地址池中未使用的地址，并且把此公网IP打上“in use”的标签，把此公网IP和对应的私网IP放入一个新的表内，方便数据流回来时使用，当该主机不在访问外网时，就会收回刚才分配的地址，重新放回地址池内，并且标记为“ not use ”

 动态nat配置

1.创建地址池

[huawei]nat address-group {group-index} {start-address} {end-address}
#地址池为公有地址，group-indeed为这个地址池的编号（因为有可能会有多个地址池），start-address和end-address为地址池的起始地址和结束地址

2.配置地址转换的acl规则

[huawei]acl {编号}
[huawei-acl-basic-编号] rule permit source {source-address} { source-wildcard}
#ia阶段配置基础acl，进行匹配需要进行动态转换的源地址范围

3.有地址池了，也有了acl，现在就差把他们联系起来进行运用

在接口视图下配置带地址池的NAT Outbound

[huawei-g0/0/0]nat outbound {acl-number} address-group {group-index} no-pat

 地址池相对于静态一对一nat是有了很大的改变，但是如果地址池内的地址很少，上网就会变得很慢，多购买地址池内的地址成本也会增长，所以，基于这个需求人们又研发出了一种新的技术NAPT(Network Address and Port Translation,网络地址端口转换))

NAPT(Network Address and Port Translation,网络地址端口转换

这项技术可以说是很厉害，思想创新很大，他们想nat的主要目的就是为了将私网IP地址转换为公网IP地址，只要是能区分开不就行了，于是加上了端口号用来区分，这样就可以实现共有地址与私有地址的1：n映射，极大的提高公有地址利用率，佩服佩服

NAPT借助端口可以实现一个公有地址同时对应多个私有地址。该模式同时对IP地址和传输层端口进行转换，实现不同私有地址（不同的私有地址，不同的源端口）映射到同一个公有地址（相同的公有地址，不同的源端口）

NAPT配置

配置很简单，和动态nat配置可以说是一摸一样，只不过NAPT可以靠端口号实现一对多嘛，所以转换时必须要有端口号

 

 哈哈哈，简单吧，和动态nat一样，就是结尾少了no-pat（因为它需要进行端口转换啊）

Easy IP

但是细心的小伙伴们应该注意到了，NAPT虽然已经很节省地址了，但是，他还是有地址池的，多多少少还有南无一丝浪费，我们想要的就是一丝浪费都没有，于是又开发出了Easy IP,他与napt的区别就是它没有地址池，它以数据转发出口接口为nat转换接口，这样就做到了真正的一对N，没法再节省了，但是Easy IP适用于不具备固定公网IP地址的场景：如通过DHCP、PPPoE拨号获取地址的私有网络出口，可以直接使用获取到的动态地址进行转换（这个是因为DHCP、PPPOE可以且必须自动分发给局域网出口公网IP地址，正好符合Easy ip需求，完美）。

• DHCP ： Dynamic Host Configuration Protocol ，动态主机配置协议

• PPPoE ： Point-to-Point Protocol over Ethernet ，以太网承载 PPP 协议

注：公有地址只有一个，只是端口号不同

Easy IP配置

 [R1]acl 2000

[R1-acl-basic-2000]rule 5 permit source 192.168.1.0 0.0.0.255

[R1-acl-basic-2000]quit

[R1]interface GigabitEthernet0/0/1

#配置完acl直接调用，前面声明nat(默认Easy ip),贼简单

[R1-GigabitEthernet0/0/1]nat outbound 2000

 之前的都是局域网内去访问外面的网络，但是如果外面的网络想要主动访问咱们里面的网络那该怎末办呢，这时候就出现了一个新的技术用于解决此问题，那就是NAT Server

NAT Server

就是指定【公有地址：端口】和【私有地址：端口】的一一对应关系，将内网的服务器映射到公网，其实可以理解为，将自己服务器的一些功能放到公网上，但是只是服务器的其中一些功能，并不想让其他用户全部访问（王者只想让你访问 对局，商城的表层，而商城的底层是不能让你访问的，不然那不就是全皮肤，无限点卷了），所以采用【公有地址：端口】和【私有地址：端口】对应的方式，将私网内的服务通过端口映射到公网，供人们访问

外网主机通过主动访问【公有地址：端口】实现对内网服务器的访问

NAT Server配置

 

 [R1]interface GigabitEthernet0/0/1

[R1-GigabitEthernet0/0/1]ip address 122.1.2.1 24

[R1-GigabitEthernet0/0/1]nat server protocol tcp global 202.10.10.1（任意公网地址，不一定是接口IP） 8080（随便起的） inside 192.168.1.10 80（对应私网http服务）