NAT網絡地址轉換——靜態NAT，端口映射（實操！！）

時間 2019-11-06

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NAT概述

NAT（Network Address Translation，網絡地址轉換）是1994年提出的。當在專用網內部的一些主機原本已經分配到了本地IP地址（即僅在本專用網內使用的專用地址），但如今又想和因特網上的主機通訊（並不須要加密）時，可以使用NAT方法html

NAT的工做原理

藉助於NAT，私有（保留）地址的"內部"網絡經過路由器發送數據包時，私有地址被轉換成合法的IP地址，一個局域網只需使用少許IP地址（甚至是1個）便可實現私有地址網絡內全部計算機與Internet的通訊需求。web

NAT實現方式

NAT的實現方式有三種，即靜態轉換Static Nat、動態轉換Dynamic Nat和端口多路複用OverLoad。

靜態轉換：是指將內部網絡的私有IP地址轉換爲公有IP地址，IP地址對是一對一的，是一成不變的，某個私有IP地址只轉換爲某個公有IP地址。藉助於靜態轉換，能夠實現外部網絡對內部網絡中某些特定設備（如服務器）的訪問。
動態轉換：是指將內部網絡的私有IP地址轉換爲公用IP地址時，IP地址是不肯定的，是隨機的，全部被受權訪問上Internet的私有IP地址可隨機轉換爲任何指定的合法IP地址。也就是說，只要指定哪些內部地址能夠進行轉換，以及用哪些合法地址做爲外部地址時，就能夠進行動態轉換。動態轉換可使用多個合法外部地址集。當ISP提供的合法IP地址略少於網絡內部的計算機數量時。能夠採用動態轉換的方式。
端口多路複用：（Port address Translation,PAT)是指改變外出數據包的源端口並進行端口轉換，即端口地址轉換（PAT，Port Address Translation).採用端口多路複用方式。內部網絡的全部主機都可共享一個合法外部IP地址實現對Internet的訪問，從而能夠最大限度地節約IP地址資源。同時，又可隱藏網絡內部的全部主機，有效避免來自internet的***。所以，目前網絡中應用最多的就是端口多路複用方式。vim

NAT的優缺點

(1)NAT的優勢

節省共有合法IP地址
處理地址重疊
加強靈活性
安全性安全

(2)NAT缺點

延遲增大
配置和維護的複雜性
不支持某些應用,能夠經過靜態NAT映射來避免服務器

NAT包含四類地址

內部局部地址
外部局部地址
內部全局地址
外部全局地址

NAT的轉換條目

簡單轉換條目
擴輾轉換條目

靜態NAT配置案例

實驗拓撲圖

1，配置sw二層交換機

SW#conf t 
SW(config)#no ip routing    //關閉路由功能
SW(config)#int f1/0         //進入端口f1/0
SW(config-if)#speed 100     //配置速率
SW(config-if)#dup full      //配置全雙工模式
SW(config-if)#ex

2，配置R1路由器

R1#conf t
R1(config)#int f0/0
R1(config-if)#ip add 192.168.100.1 255.255.255.0
R1(config-if)#no shut
R1(config-if)#int f0/1 
R1(config-if)#ip add 12.0.0.1 255.255.255.0
R1(config-if)#no shut
R1(config-if)#ex
R1(config)#ip route 0.0.0.0 0.0.0.0 12.0.0.2 ##配置爲默認路由

3，配置R2路由器

R2#conf t
R2(config)#int f0/0
R2(config-if)#ip add 12.0.0.2 255.255.255.0
R2(config-if)#no shut
R2(config-if)#int f0/1
R2(config-if)#ip add 13.0.0.1 255.255.255.0
R2(config-if)#no shut
R2(config-if)#ex
R2(config)#ip route 0.0.0.0 0.0.0.0 12.0.0.1    //配置默認路由

4，配置pc機的ip地址並測試全網互通性

配置pc機的ip地址

測試全網互通性

5，在R1上配置NAT，開啓debug功能

R1(config)#ip nat inside source static 192.168.100.10 12.0.0.10
R1(config)#ip nat inside source static 192.168.100.20 12.0.0.20 
R1(config)#int f0/0
R1(config-if)#ip nat inside         //將NAT應用於內部
R1(config)#int f0/1 
R1(config-if)#ip nat out            //將NAT應用於內部
R1#debug ip nat                 //測試NAT地址
IP NAT debugging is on

6，測試NAT是否進行了地址轉換，查看debug結果

PC1> ping 13.0.0.13
13.0.0.13 icmp_seq=1 timeout
13.0.0.13 icmp_seq=2 timeout
84 bytes from 13.0.0.13 icmp_seq=3 ttl=62 time=41.886 ms
84 bytes from 13.0.0.13 icmp_seq=4 ttl=62 time=38.922 ms

R1#
*Mar  1 00:30:38.259: NAT*: s=192.168.100.10->12.0.0.10, d=13.0.0.13 [1514]
R1#
*Mar  1 00:30:40.259: NAT*: s=192.168.100.10->12.0.0.10, d=13.0.0.13 [1515]
R1#
*Mar  1 00:30:42.263: NAT*: s=192.168.100.10->12.0.0.10, d=13.0.0.13 [1516]
*Mar  1 00:30:42.291: NAT*: s=13.0.0.13, d=12.0.0.10->192.168.100.10 [1516]
R1#
*Mar  1 00:30:43.307: NAT*: s=192.168.100.10->12.0.0.10, d=13.0.0.13 [1517]
*Mar  1 00:30:43.335: NAT*: s=13.0.0.13, d=12.0.0.10->192.168.100.10 [1517]
R1#
*Mar  1 00:30:44.347: NAT*: s=192.168.100.10->12.0.0.10, d=13.0.0.13 [1518]
*Mar  1 00:30:44.379: NAT*: s=13.0.0.13, d=12.0.0.10->192.168.100.10 [1518]
//出方向將源地址s=192.168.100.10轉換成12.0.0.10,回方向將
目標地址d=12.0.0.10轉換成192.168.100.10

靜態NAT端口映射案列

實驗拓撲圖

實驗環境

一臺Linux做爲提供服務的服務器
一臺win7做爲公網的客戶端

1，打開Linux，安裝web服務而且編輯網頁內容

[root@192 ~]# yum install httpd -y //安裝服務
[root@192 ~]# vim /var/www/html/index.html //編輯測設網頁

<hl>this is inside web</hl>

[root@192 ~]# systemctl start httpd //開啓服務
[root@192 ~]# systemctl stop firewalld.service //關閉防火牆
[root@192 ~]# setenforce 0 //關閉加強型安全功能

2，測試訪問Linux提供的出來的網站

3，將Linux的網卡綁定爲vmnet1（僅主機模式）

4，給Linux服務器固定ip地址

[root@192 ~]# vim /etc/sysconfig/network-scripts/ifcfg-ens33 ##修改固定ip
[root@192 ~]# service network restart  ##重啓網卡服務

5，配置R1路由器

R1#conf t     ##全局模式
R1(config)#int f0/0    ##進入接口
R1(config-if)#ip add 192.168.100.1 255.255.255.0    ##配置網關
R1(config-if)#no shut     ##開啓
R1(config-if)#ex
R1(config)#int f0/1
R1(config-if)#ip add 12.0.0.1 255.255.255.0
R1(config-if)#no shut
R1(config-if)#ex

6，將win7網卡綁定爲vmnet2（僅主機模式），並設定固定ip

7，在R1路由器上配置NAT映射，並開啓debug功能

R1#conf t
R1(config)#ip nat inside source static tcp 192.168.100.100 80 12.0.0.100 8080 extendable         
 //內部端口啓用NAT,tcp協議，IP地址加端口，映射外部網地址加端口，後面必定要加個擴展extendable
 on Interface NVI0, changed state to up
R1(config)#int f0/0   ##進入接口f0/0
R1(config-if)#ip nat inside  //設置爲內部
R1(config-if)#int f0/1    ##進入接口f0/1
R1(config-if)#ip nat outside  //設置爲外部
R1(config-if)#end
R1#debug ip nat   //測試啓動端口映射
IP NAT debugging is on

8，使用公網win7訪問絲網Linux服務器搭建的網站服務

9，debug捕捉端口和地址轉換的過程

R1#
*Mar  1 00:09:18.395: NAT*: TCP s=49163, d=8080->80
*Mar  1 00:09:18.395: NAT*: s=12.0.0.12, d=12.0.0.100->192.168.100.100 [119]
//抓取到端口與地址轉換的過程，實現NAT端口映射