计算机网络实验七（NAT配置）

一、实验目的

通过本实验理解网络地址转换的原理和技术，掌握扩展NAT/NAPT设计、配置和测试。

二、实验原理

1、公有IP地址：也叫全局地址，是指合法的IP地址，它是由NIC（网络信息中心）或者ISP(网络服务提供商)分配的地址，对外代表一个或多个内部局部地址，是全球统一的可寻址的地址。

2、私有IP地址：也叫内部地址，属于非注册地址，专门为组织机构内部使用。因特网分配编号委员会（IANA）保留了3块IP地址做为私有IP地址：
10.0.0.0———10.255.255.255
172.16.0.0———172.16.255.255
192.168.0.0———192.168.255.255

**3、NAT（Network Address Translation，网络地址转换）**是1994年提出的。当在专用网内部的一些主机本来已经分配到了本地IP地址（即仅在本专用网内使用的专用地址），但现在又想和因特网上的主机通信（并不需要加密）时，可使用NAT方法。借助于NAT，私有（保留）地址的"内部"网络通过路由器发送数据包时，私有地址被转换成合法的IP地址，一个局域网只需使用少量IP地址（甚至是1个）即可实现私有地址网络内所有计算机与Internet的通信需求。
NAT将自动修改IP报文的源IP地址和目的IP地址，Ip地址校验则在NAT处理过程中自动完成。有些应用程序将源IP地址嵌入到IP报文的数据部分中，所以还需要同时对报文的数据部分进行修改，以匹配IP头中已经修改过的源IP地址。否则，在报文数据部分嵌入IP地址的应用程序就不能正常工作。

4.NAT分为静态转换、动态转换、端口转换
 静态转换：私有地址与公有地址进行一对一的映射。这种一对一映射无法缓解可用公有地址短缺的问题。
 动态转换：私有地址与公有地址进行一对多的映射。首先建立公有地址地址池，私有地址向外通信时，会从公有地址地址池中选择非在用的公有地址进行映射，当通信结束时，释放映射关系，公有地址重新恢复到地址池中待用。弊端：若私有地址向外通信，而公有地址地址池中无可用公有地址时，会等待公有地址释放后在进行通信。
 端口转换：在大多数网络中，一般都使用的是IP上的某个端口（如80、443、3389等），所以不需要进行全地址映射，只需要私有地址端口映射到公有地址端口上，直接访问公有地址加端口号的形式便可以。这样可以使得一个公有地址可以对应多个私有地址，从而大大缓解了公有地址紧缺的问题。
 Easy IP：为小型网络，一般为家庭、小型网吧、办公室等内部主机不多的地方。通过拨号方式获取一个临时公网IP地址进行外网的访问。

三、实验环境

Cisco Router 2620XM 3台
Catalyst Switch 2950-24 6台
Hub Hub-PT 1台
PC PC-PT 5台
Server Server-PT 4台
（本实验采用虚拟仿真设备，即利用了软件“ Cisco Packet Tracer ”）

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四、实验内容

【实验拓扑和参数配置】

（一）首先按照下图构建网络拓扑

Step1：画出以下拓扑图

（二）配置参数
参照下表进行参数配置，具体步骤见下文。

Step2：按照图中的标注文本和表格设置各主机ip、子网掩码、网关，不同颜色代表不同网段。

Step3：为各个路由器添加接口，按照表格的要求添加相应接口，以路由器1为例。关掉开关-》添加NM-4E-》打开开关

Step4：为各个路由器设置接口的ip和子网掩码，按照表格给出的地址设置。以路由器1为例子。

Step5：为各个路由器添加RIP，按照表格给出的地址添加，以路由器1为例。
Step6：修改路由器3的时钟频率为9600

Step7：连线，注意选择正确的接口。

Step8：测试。主机0ping主机5，结果如图ping通。连接无误！

【实验步骤】

（1）配置静态网络地址转换并完成相应的测试。

将192.168.1.3 静态NAT到218.58.59.93。

Step1：在路由器2的cli输入以下红色部分内容。

Step2：输入show ip nat translations。能够显示绿色部分说明配置成功。

Step3：接下来进行测试，添加一个由 PC5 到 218.58.59.93 的 Complex PDU 格式



Step4： 在 Simulation 模式下我们跟踪该 PDU，最后协议数据单元显示最后状态为成功，即成功！



Step5：实验结果分析 在 Simulation Panel-Event List 中单击 EageRouter 上的 PDU，调出 PDU Information 对话框，在 OSI Model 选项卡中我们可以清楚的看到 IP 地址的转换过程，OSI Model 下方的英文信息说明这一点。
（2）配置动态网络地址转换并完成相应的测试。

将管理网段、行政网段的内部私有IP动态NAT到218.58.59.95和218.58.59.96。

Step1：. 将管理网段（192.168.2.0）、行政网段（192.168.3.0）的内部私有 IP，动态转换到 218.58.59.95 和 218.58.59.96。配置命令如下：

Step2： 测试一下刚才的配置。建立两个复杂pdu：

Step3: 用如下命令做进一步的验证。

Step4： 实验结果分析。 如实验内容二中的验证一样，我们分别调出两个数据包在 EdgeRouter 上的 PDU Information 面板，在各自 OSI Model 选项卡中我们可以清楚的看到各自的 Ip 地址的转换 过程，OSI Model 下方的英文信息说明这一点。

五、思考实验

详细记录实验过程当中遇到的具体问题及阐述自己的解决方法。

问题：无法访问外网

尝试解决：
进行了一系列没用的尝试，因为其实过程压根没有出错。我以为不能访问外网是因为我太着急了，结果是吃了一顿饭回来发现，竟然就显示成功了！看来是速度太慢，而我着急要结果，以为一直不出现成功就是失败了。不过，就是知道没有问题，速度慢这一点也很令我着急，所以我改了一下速度，快了很多，简直开心。