网络地址转换（NAT）

一、NAT概述

1.概念

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.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。
● NTA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。

数据包从内网到外网时，会转换源lP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IP地址，由公网地址转换成私网地址

3.功能

NAT不仅能解决了IP地址不足的问题，而且还能够有效的避免来自网络外部的入侵，隐藏并保护网络内部的计算机

● 宽带分享 ，这是NAT主机最大的功能

● 安全防护，NAT之内的PC联机到nternet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

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配置

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。
两种配置方法：
1.全局模式

[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

2.接口模式

[R1]int g0/0/1       外网口

[R1-GigabitEthernetO/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

全局模式

接口模式

内部口

外部口

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

配置外部网口和内部网口的IP地址
[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

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
deny拒绝  permit允许
在外网口上设置动态lP地址转换
[R1-acl-basic-2000]int go/0/1
外网口

[R1-GigabitEthernet0/0/1]nat outbound 2000 address-group 1 no-pat
将ACL 200O匹配的数据转换为改接口的IP地址作为源地址(no pat不做端口转换，只做IP地址转换，默认为pat)

[R1]dis nat outbound
查看NAT Outbound的信息

inbound是端口入方向
outboundshi是端口出方向

ACL访问控制列表

ACL种类:
基本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的字段和协议。
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。

3.PAT（NATP）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。

3.1.作用

● 改变数据包的IP地址和端口号

● 能够大量节约公网IP地址

3.2.类型

● 动态PAT，包括NAPT和Easy IP

● 静态PAT，包括NAT Server

动态PAT

NAPT
多个私网IP地址对应固定外网IP地址(比如200.1.1.10)，配置方法与动态NAT类似。

定义合法IP地址池
[R1]nat address-group 1 200.1.1.10 200.1.1.10
使用1个固定IP

定义访问控制列表
[R1]acl 2000

允许源地址为192.168.30.0/24网段的数据通过
[R1-acl-adv-2000]rule permit source 192.168.30.0 0.0.0.255

在外网口上设置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

内网地址 端口
公网地址 不同端口

外接口

内接口

Easy IP
多个私网IP地址对应路由器外网接口公网IP地址(比如12.0.0.1)

定义合法lP地址池
由于直接实验外网口IP地址所以不用再定义IP地址池

定义访问控制列表
[R1]acl 3000
允许源地址为192.168.30.0/24网段的数据通过
[R1-acl-adv-3000]rule permit ip source 192.168.30.0 0.0.0.255

在外网口上设置lP地址转换
[R1]int g0/0/1
外网口

[R1-GigabitEthernet0/0/1]nat outbound 3000
当acl3000匹配的源IP数据到达此接口时，转换为该接口的IP地址做为源地址

[R1]display nat session all 
查看NAT的流表信息

外接口

内接口

静态PAT

端口映射，将私网地址端口映射到公网地址，实现内网服务器供外网用户访问

[R1]int g0/0/1
[R1-GigabitEthernet0/0/1]nat server protocol tcp global 9.9.9.9 www inside 192.168.10.100www
在连接公网的接口上将私网服务器地址和公网地址做一对NAT映射绑定

[R1-GigabitEthernet0/0/1]nat server protocol tcp global current-interface 8080 inside 10.1.1.1www
在连接公网的接口上将私网服务器地址和外网接口做一对NAT映射绑定

[R1-GigabitEthernet0/0/1]nat server protocol tcp global current-interface 2121 inside 10.1.1.2ftp
端口为21可以直接使用关键字“ftp”代替

外接口

内接口