网络地址转换 网络地址转换 网络地址转换-英文名称,网络地址转换-简介

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。 这种方法需要在专用网连接到因特网的路由器上安装NAT软件。装有NAT软件的路由器叫做NAT路由器,它至少有一个有效的外部全球IP地址。这样,所有使用本地地址的主机在和外界通信时,都要在NAT路由器上将其本地地址转换成全球IP地址,才能和因特网连接。 另外,这种通过使用少量的公有IP 地址代表较多的私有IP 地址的方式,将有助于减缓可用的IP地址空间的枯竭。在RFC 1632中有对NAT的说明。

什么是网络地址_网络地址转换 -英文名称

(NAT:IP Network Address Translator - Network Address Translation)

什么是网络地址_网络地址转换 -简介

概述

NAT(NetworkAddressTranslation,网络地址转换)是将IP数据包头


技术

中的IP地址转换为另一个IP地址的过程。在实际应用中,NAT主要用于实现私有网络访问公共网络的功能。这种通过使用少量的公有IP地址代表较多的私有IP地址的方式,将有助于减缓可用IP地址空间的枯竭。

说明:

私有IP地址是指内部网络或主机的IP地址,公有IP地址是指在因特网上全球唯一的IP地址。

RFC1918为私有网络预留出了三个IP地址块,如下:

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

上述三个范围内的地址不会在因特网上被分配,因此可以不必向ISP或注册中心申请而在公司或企业内部自由使用。

工作流程

①client(终端)的gateway设定为NAT主机,所以当要连上Internet的时候,该封包就会被送到NAT主机,这个时候的封包Header之sourceIP(源IP)为192.168.1.100;

②而透过这个NAT主机,它会将client的对外联机封包的sourceIP(192.168.1.100)伪装成ppp0(假设为拨接情况)这个接口所具有的公共IP,因为是公共IP了,所以这个封包就可以连上Internet了!同时NAT主机并且会记忆这个联机的封包是由哪一个(192.168.1.100)client端传送来的;

Nat流程2

③由Internet传送回来的封包,当然由NAT主机来接收了,这个时候,NAT主机会去查询原本记录的路由信息,并将目标IP由ppp0上面的公共IP改回原来的192.168.1.100;

④最后则由NAT主机将该封包传送给原先发送封包的Client。

架设需求

由前面NAT(NetworkAddressTranslation)的介绍,我们知道他可以作为宽带分享的主机,当然也可以管理一群在NAT主机后面的Client计算机。所以NAT的功能至少有这两项:

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联机到Internet上面时,他所显示的IP是NAT主机的公共IP,所以Client端的PC当然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。

什么是网络地址_网络地址转换 -转换原因

由于保密原因或 IP 在外网不合法,网络的内部 IP 地址无法在外部网络使用,就产生了 IP 地址转换的需求。局域网络以外的网络的拓扑结构能以多种方式改变:公司更换供应商;重组公司主干网络或者供应商合并或散伙。一旦外部拓扑结构改变,本地网络的地址分配也必须改变以反映外部变化。通过将这些变化集中在单个地址转换路由器中,局域网用户并不需知道这些改变。基本地址转换允许主机从内部网络中透明地访问外部网络,并容许从外部访问选定的本地主机。对于一个机构其网络主要用于内部服务而仅有时用于外部访问, 这种配置是很适用的。

使用这种转换方法是有一定限制的,即会话的请求及响应的发送必须经过相同的 NAT路由器。在边界路由器上安装 NAT 能确保这一过程,边界路由器在该域中是唯一的,而所有经过的 IP 包要么来自于此域要么到达此域。此外还可使用多重 NAT 设备确保这一过程。

NAT 解决方法有其不足之处,仅以增强的网络状态作为补充,而忽略了 IP 地址端对端的重要性。结果是,由于存在 NAT 设备,由 IPSec 保证的端对端 IP 网络级安全无法应用到终端主机。此方法的优势是不需要改变主机或路由器就可以直接安装 NAT 。

什么是网络地址_网络地址转换 -具体示例

示例一


网络地址转换

当ISP分配的IP地址数量很少,网络又没有其他特殊需求,即无需为Internet提供网络服务时,可采用端口利用地址转换方式,使网络内的计算机采用同一IP地址访问Internet,在节约IP地址资源的同时,又可有效保护网络内部的计算机。

网络环境:

局域网采用10Mb/s光纤,以城域网方式接入Internet。路由器选用拥有2个10/100Mb/s自适应端口的Cisco2611。内部网络使用的IP地址段为192.168.100.1~192.101.254,局域网端口Ethernet0的IP地址为192.168.100.1,子网掩码为255.255.0.0。网络分配的合法IP地址范围为202.99.160.128~202.99.160.131,连接ISP的端口Ethernet1的IP地址为202.99.160.129,子网掩码为255.255.255.252。可用于转换的IP地址为202.99.160.130。要求网络内部的所有计算机均可访问Internet。

案例分析:

既然只有一个可用的合法IP地址,同时处于局域网的服务器又只为局域网提供服务,而不允许Internet中的主机对其访问,因此完全可以采用端口复用地址转换方式实现NAT,使得网络内的所有计算机均可独立访问Internet。

配置清单:

interfacefastethernet0/0

ipaddress192.168.100.1255.255.0.0//定义本地端口IP地址

duplexauto

speedauto

ipnatinside//定义为本地端口

!

interfacefastethernet0/1

ipaddress202.99.160.129255.255.255.252

duplexauto

speedauto

ipnatoutside

!

ipnatpoolonlyone202.99.160.130202.99.160.130netmadk255.255.255.252//定义合法IP地址池,名称为onlyone

access-list1permit192.168.100.00.0.0.255//定义本地访问列表

access-list1permit192.168.100.00.0.0.255

ipnatinsidesourcelist1poolonlyoneoverload//采用端口复用动态地址转换

示例二

许多FTP网站考虑到服务器性能和Internet连接带宽的占用问题,都限制同一IP地址的多个进程访问。如果采用端口复地址转换方式,则网络内的所以计算机都采用同一IP地址访问Internet,那么,将因此而被禁止对该网站的访问。所以,当提供的合法IP地址数量稍多时,可同时采用端口复用和动态地址转换方式,从而既可保证所有用户都能够获得访问Internet的权力,同时,又不致、某些计算机因使用同一IP地址而被限制权限。需要注意的是,由于所有计算机都采用动态地址转换方式,因此Internet中的所有计算机将无法实现对网络内部服务器的访问。

网络环境:

局域网以2Mb/sDNA专线接入Internet,路由器选用安装了广域网模块的Cisco2611。内部网络使用的IP地址段为172.16.100.1~172.16.102.254,局域网端口Ethernet0的IP地址为172.16.100.1,子网掩码为255.255.0.0。网络分配的合法IP地址范围为202.99.160.128~202.99.160.129,子网掩码为255.255.255.192,可用于转换的IP地址范围为202.99.160.130~202.99.160.190。要求网络部分的部分计算机可以不受任何限制地访问Internet,服务器无需提供Internet访问服务。

案例分析:

既然要求网络中的部分计算机可以不受任何限制地访问Internet,同时,服务器无需提供Internet访问服务,那么,只需采用动态地址转换+端口复用地址转换方式即可实现。部分有特殊需求的计算机采用动态地址转换的NAT方式,其他计算机则采用端口复用地址转换的NAT方式。因此,部分有特殊需求的计算机可采用内部网址172.16.100.1~172.16.100.254,并动态转换为合法地址202.99.160.130~202.99.160.189,其他计算机采用内部网址172.16.101.1~172.16.102.254,全部转换为202.99.160.190。

配置清单:

interfacefastethernet0/1

ipaddress10.100.100.1255.255.255.0//定义局域网端口IP地址

duplexauto

speedauto

ipnatinside//定义为局域端口

!

interfaceserial0/0

ipaddress202.99.160.129255.255.255.192//定义广域网端口IP地址

!

duplexauto

speedauto

ipnatoutside//定义为广域端口

!

ipnatpoolpublic202.99.160.130202.130.160.190netmask255.255.255.192//定义合法IP地址池,名称为public

ipnatpoolsuper202.99.160.130202.130.160.189netmask255.255.255.192//定义合法IP地址池,名称为super

ipnatinsidesourcelist1poolsuper//定义列表达1采用动态地址转换

ipnatinsidesourcelist2poolpublicoverload?//定义列表2采用端口复用地址转换

access-list1permit172.16.100.00.0.0.255//定义本地访问列表1

access-list2permit172.16.102.00.0.0.255//定义本地访问列表2

access-list2permit172.16.102.00.0.0.255

示例三

网络中的服务器既为网络内部的客户提供网络服务,又同时为Internet中的用户提供访问服务。因此,如果采用端口复用地址转换或动态地址转换,将由于无法确定服务器的IP地址,而导致Internet用户无法实现对网络内部服务器的访问。应当采用静态地址转换+端口复用地址转换的NAT方式。也就是说,对服务器采用静态地址转换,以确保服务器拥有固定的合法IP地址。而对普通的客户计算机则采用端口复用地址转换,使所有用户都享有访问Internet的权力。

网络环境:

局域网采用10Mb/s光纤,以城域网方式接入Internet。路由器选用拥有2个10/100Mb/s自适应端口的Cisco2611。内部网络使用的IP地址段为10.18.100.1~10.18.104.254,局域网端口Ethernet0的IP地址为10.18.100.1,子网掩码为255.255.0.0。网络分配的合法IP地址范围为211.82.220.80~211.82.220.87,连接ISP的端口Ethernet1的IP地址为211.82.220.81,子网掩码为255.255.255.248。要求网络内部的所有计算机均可访问Internet,并且在Internet中提供Web、E-mail、FTP和Media等4种服务。

案例分析:

既然网络内的服务器要求能够被Internet访问到,那么,这部分主机必须拥有合法的IP地址,也就是说,服务器必须采用静态地址转换。其他计算机由于没有任何限制,所以,可采用端口复用地址转换的NAT方式。因此,服务器可采用内网址10.18.100.1~10.18.100.254,并分别映射为一个合法的IP地址。其他计算机则采用内部网址10.18.101.1~172.16.104.254,并全部转换为一个合法的IP地址。

配置清单:

interfacefastethernet0/0

ipaddress10.18.100.1255.255.0.0//定义局域网口IP地址

duplexauto

speedauto

ipnatinside//定义局域网口

!

interfacefastethernet0/1

ipaddress211.82.220.81255.255.255.248//定义广域网口IP地址

duplexauto

speedauto

ipnatoutside//定义广域网口

!

ipnatpoolevery211.82.220.86211.82.220.86netmask255.255.255.248//定义合法IP地址池

access-list1permit10.18.101.00.0.0.255//定义本地访问列表1

access-list1premit10.18.102.00.0.0.255

access-list1premit10.18.103.00.0.0.255

access-list1premit10.18.104.00.0.0.255

ipnatinsidesourcelist1pooleveryoverload//定义列表达1采用端口复用地址转换

ipnatinsidesourcestatic10.18.100.10211.82.220.82//定义静态地址转换

ipnatinsidesourcestatic10.18.100.11211.82.220.83

ipnatinsidesourcestatic10.18.100.12211.82.220.84

ipnatinsidesourcestatic10.18.100.13211.82.220.85

示例四

NAT映射如果ISP提供的合法IP地址的数量较多,我们自然可以采用静态地址转换+端口复用动态地址转换的方式得以完美实现。但如果ISP只提供4个IP地址,其中2个作为网络号和广播地址而不可使用,1个IP地址要用于路由器定义为默认网关,那么将只剩下1个IP地址可用。当然我们也可以利用这个仅存的一个IP地址采用端口复用地址转换技术,从而实现整个局域网的Internet接入。但是由于服务器也采用动态端口,因此,Internet中的计算机将无法访问到网络内部的服务器。有没有好的解决问题的方案呢?这就是TCP/UDP端口NAT映射。

不同应用程序使用的TCP/UDP的端口是不同的,比如,Web服务使用80,FTP服务使用21,SMTP服务使用25,POP3服务使用110,等等。因此,可以将不同的TCP端口绑定至不同的内部IP地址,从而只使用一个合法的IP地址,即可在允许内部所有服务器被Internet访问的同时,实现内部所有主机对Internet访问。

网络环境:

局域网采用10Mb/s光纤,以城域网方式接入Internet,如图4-2-5所示。路由器选用拥有2个10/100Mb/s自适应端口的Cisco2611。内部网络使用的IP地址段为192.168.1.1~192.168.1.254,局域网端口Ethernet0的IP地址为192.168.1.1,子网掩码为255.255.255.0。网络分配的合法IP地址范围为,211.82.220.128~211.82.220.131,连接ISP的端口Ethernet1的IP地址为211.82.220.129,子网掩码为255.225.255.252,可用于转换的IP地址为211.82.220.130。要求网络内部的所有计算机均可访问Internet。

案例分析:

既然只有一个可用的合法IP地址,当然只能采用端口复用方式实现NAT,不过,由于同时又要求网络内部的服务器可以被Internet访问到,因此,必须使用PAT创建TCP/UDP端口的NAT映射。需要注意的是,也可以直接使用广域端口创建TCP/UDP端口的NAT映射,也就是说,即使只有一个IP地址,也可以完美实现端口复用。由于合法IP地址位于路由器端口上,所以,不再需要定义NAT池,只简单地使用insidesourcelist语句即可。

需要注意的是,由于每种应用服务都有自己默认的端口,所以,这种NAT方式下,网络内部每种应用服务中只能各自有一台服务器成为Internet中的主机,例如,只能有一台Web服务器,一台E-mail服务,一台FTP服务器。尽管可以采用改变默认端口的方式创建多台应用服务器,但这种服务器在访问时比较困难,要求用户必须先了解某种服务采用的新TCP端口。

配置清单:

interfacefastethernet0/0

ipaddress192.168.1.1255.255.255.0//指定局域网口的IP地址

duplexauto

speedauto

网络地址转换 网络地址转换 网络地址转换-英文名称,网络地址转换-简介

ipnatinside//指定局域网接口

!

interfacefastethernet0/1

ipaddress211.82.220.129255.255.255.248//指定广域网口的IP地址

access-list1permit192.168.1.00.0.0.255

!

ipnatinsidesourcelist1interfacefastethernet0/1overload//启用端口复用地址转换,并直接采用fastethernet0/1的IP地址。

ipnatinsidesourcestatictcp192.168.1.1180202.99.160.129.80

ipnatinsidesourcestatictcp192.168.1.1221202.99.160.129.21

ipnatinsidesourcestatictcp192.168.1.1325202.99.160.129.25

ipnatinsidesourcestatictcp192.168.1.13110202.99.160.129110

示例五

随着访问量的上升,当一台服务器难以胜任时,就必须采用负载均衡技术,将大量的访问合理地分配至多台服务器上。当然,实现负载均衡的手段有许多种,比如可以采用服务器群集负载均衡、交换机负载均衡、DNS解析负载均衡等等。

其实除此以外,也可以通过地址转换方式实现服务器的负载均衡。事实上,这些负载均衡的实现大多是采用轮询方式实现的,使每台服务器都拥有平等的被访问机会。

网络环境:


网络地址转换

局域网以2Mb/sDDN专线拉入Internet,路由器选用安装了广域网模块的Cisco2611。内部网络使用的IP地址段为10.1.1.1~10.1.3.254,局域网端口Ethernet0的IP地址为10.1.1.1,子网掩码为255.255.252.0。网络分配的合法IP地址范围为202.110.198.80~202.110.198.87,连接ISP的端口Ethernet1的IP地址为202.110.198.81,子网掩码为255.255.255.248。要求网络内部的所有计算机均可访问Internet,并且在3台Web服务器和2台FTP服务器实现负载均衡。

案例分析:

既然要求网络内所有计算机都可以接入Internet,而合法IP地址又只有5个可用,当然可采用端口复用地址转换方式。本来对服务器通过采用静态地址转换,赋予其合法IP地址即可。但是,由于服务器的访问量太大(或者是服务器的性能太差),不得不使用多台服务器作负载均衡,因此,必须将一个合法IP地址转换成多相内部IP地址,以轮询方式减轻每台服务器的访问压力。

配置文件:

interfacefastethernet0/1

ipadderss10.1.1.1255.255.252.0//定义局域网端口IP地址

duplexauto

speedauto

pnatinside//定义为局域端口

!

interfaceserial0/0

ipaddress202.110.198.81255.255.255.248//定义广域网端口IP地址

duplexauto

speedauto

ipnatoutside//定义为广域端口

!

access-list1permit202.110.198.82//定义轮询地址列表1

access-list2permit202.110.198.83//定义轮询地址列表2

access-list3permit10.1.1.00.0.3.255//定义本地访问列表3

!

ipnatpoolwebsev10.1.1.210.1.1.4255.255.255.248typerotary//定义Web服务器的IP地址池,Rotary关键字表示准备使用轮询策略从NAT池中取出相应的IP地址用于转换进来的IP报文,访问202.110.198.82的请求将依次发送给web服务器:10.1.1.2、10.1.1.3和10.1.1.4

ipnatpoolftpsev10.1.1.810.1.1.9255.255.255.248typerotary//定义ftp服务器的IP地址池。

ipnatpoolnormal202.110.198.84202.110.198.84netmask255.255.255.248//定义合法IP地址池,名称为normal

ipnatinsidedestinationlist1poolwebsev//insidedestinationlist语句定义与列表1相匹配的IP地址的报文将使用轮询策略

ipnatinsidedestinationlist2poolftpsev

什么是网络地址_网络地址转换 -协议结构

NAT 是一个过程,而不是一个结构化协议。

  

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