NAT（网络地址转换）

目录

NAT概述

NAT的工作原理

NAT的功能与优缺点

NAT的实现方式

NAT的术语与转换表

PAT概述、作用、类型​​​​​​​

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NAT概述

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访问

私有网络地址和公有网络地址

公网地址是指互联网上全球唯一的IP地址。

私网地址是指内部网络和主机的IP地址，IANA（互联网数字分配机构）规定将下列的IP地址保留用作私网地址，不在internet上被分配，可在一个单位或者公司内部使用。RFC191B中规定私有地址如下：

1. A类私有地址：10.0.0.0~10.255.255.255
2. B类私有地址：172.16.0.0~172.31.255.255
3. C类私有地址：192.168.0.0~192.168.255.255

一个公网地址对应多个私网地址

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，与公网的主机进行通讯
• NAT外部的主机无法主动跟位于NAT内部的主机通讯，NAT内部主机想要通讯，必须主动和公网的一个IP通讯，理由器负责建立一个映射关系，从而实现数据转发。

NAT的功能：

NAT不仅能解决掉了IP地址不足的问题，还能有效的避免来自网络外部的侵入，隐藏并保护好网络内部的计算机。

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联接到internet时，它所显示的IP是公网的IP，所以客户端的PC就具有一定的安全，外界进行Portscan（端口扫描）的时候，就侦测不到客户端的PC

优点：节省公有合法IP、处理地址重叠，增强灵活性和安全性

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）

NAT的实现方式

静态转换、动态转换、端口多路复用

静态NAT：静态NAT实现私有地址和公有地址的一对一转换。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，但是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；外部网路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。

动态NAT：多个私有地址对应多个公网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
3. 定义访问控制列表
4. 在外网口上设置动态IP地址转换

ACL：access List访问控制列表

ACL两种作用：

• 用来对数据包做访问控制（丢弃或者放行）
• 结合其他协议，用来匹配范围

ACL工作原理：当数据包从接口经过时，由于接口启用了ACL，因此路由器会对报文进行检查，然后做出相应处理

ACL种类：

基于ACL（2000-2999）：只能匹配源IP地址

高级ACL（3000-3999）：可以匹配源IP、目标IP、源端口、目标端口等三层和四层字段和协议

二层ACL（4000-4999）：根据数据包的源MAC地址、目的MAC地址、802.1Q优先级、二层协议类型等二层信息制定规则

ACL（访问控制列表）的应用原则

基于ACL，尽量靠近目的地点

高级ACL，尽量在靠近源的地方（可以保护宽带和其他资源）

应用规则

1. 一个接口的同意方向，只能调用一个ACL
2. 一个ACL里面可以有多个rule，按照规则从小到大排序，从上往下依次执行
3. 数据包一旦被某个rule匹配，就不在继续向下匹配
4. 用来做数据包访问控制时，默认隐含放过所有（华为设备）

NAT的术语与转换表

NAT包含四类地址

小结：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，会转换目的的IP地址，由公网地址转换成私网地址

PAT（端口多路复用）

PAT又称为NAPT，他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基本原理是将不同私网地址的报文的源IP转换为一个公网地址，但是他们被转换该地址的不同端口号，因此任能共享同一地址。

PAT有以下作用

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