網(wǎng)絡(luò)地址轉(zhuǎn)換(NAT,Network Address Translation)屬接入廣域網(wǎng)(WAN)技術(shù),是一種將私有(保留)地址轉(zhuǎn)化為合法IP地址的轉(zhuǎn)換技術(shù),它被廣泛應(yīng)用于各種類型Internet接入方式和各種類型的網(wǎng)絡(luò)中。原因很簡單，NAT不僅完美地解決了lP地址不足的問題，而且還能夠有效地避免來自網(wǎng)絡(luò)外部的攻擊，隱藏并保護(hù)網(wǎng)絡(luò)內(nèi)部的計(jì)算機(jī)。
雖然NAT可以借助于某些代理服務(wù)器來實(shí)現(xiàn)，但考慮到運(yùn)算成本和網(wǎng)絡(luò)性能，很多時(shí)候都是在路由器上來實(shí)現(xiàn)的。
隨著接入Internet的計(jì)算機(jī)數(shù)量的不斷猛增，IP地址資源也就愈加顯得捉襟見肘。事實(shí)上，除了中國教育和科研計(jì)算機(jī)網(wǎng)(CERNET)外，一般用戶幾乎申請不到整段的C類IP地址。在其他ISP那里，即使是擁有幾百臺計(jì)算機(jī)的大型局域網(wǎng)用戶，當(dāng)他們申請IP地址時(shí)，所分配的地址也不過只有幾個或十幾個IP地址。顯然，這樣少的IP地址根本無法滿足網(wǎng)絡(luò)用戶的需求，于是也就產(chǎn)生了NAT技術(shù)。
l.NAT簡介
借助于NAT，私有(保留)地址的"內(nèi)部"網(wǎng)絡(luò)通過路由器發(fā)送數(shù)據(jù)包時(shí)，私有地址被轉(zhuǎn)換成合法的IP地址，一個局域網(wǎng)只需使用少量IP地址(甚至是1個)即可實(shí)現(xiàn)私有地址網(wǎng)絡(luò)內(nèi)所有計(jì)算機(jī)與Internet的通信需求。
NAT將自動修改IP報(bào)文的源IP地址和目的IP地址，Ip地址校驗(yàn)則在NAT處理過程中自動完成。有些應(yīng)用程序?qū)⒃碔P地址嵌入到IP報(bào)文的數(shù)據(jù)部分中，所以還需要同時(shí)對報(bào)文進(jìn)行修改，以匹配IP頭中已經(jīng)修改過的源IP地址。否則，在報(bào)文數(shù)據(jù)都分別嵌入IP地址的應(yīng)用程序就不能正常工作。
2.NAT實(shí)現(xiàn)方式
NAT的實(shí)現(xiàn)方式有三種，即靜態(tài)轉(zhuǎn)換Static Nat、動態(tài)轉(zhuǎn)換Dynamic Nat和 端口多路復(fù)用OverLoad。
靜態(tài)轉(zhuǎn)換是指將內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)的私有IP地址轉(zhuǎn)換為公有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(zhuǎn)換為某個公有IP地址。借助于靜態(tài)轉(zhuǎn)換，可以實(shí)現(xiàn)外部網(wǎng)絡(luò)對內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)中某些特定設(shè)備(如服務(wù)器)的訪問。
動態(tài)轉(zhuǎn)換是指將內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)的私有IP地址轉(zhuǎn)換為公用IP地址時(shí)，IP地址對是不確定的，而是隨機(jī)的，所有被授權(quán)訪問上Internet的私有IP地址可隨機(jī)轉(zhuǎn)換為任何指定的合法IP地址。也就是說，只要指定哪些內(nèi)部地址可以進(jìn)行轉(zhuǎn)換，以及用哪些合法地址作為外部地址時(shí)，就可以進(jìn)行動態(tài)轉(zhuǎn)換。動態(tài)轉(zhuǎn)換可以使用多個合法外部地址集。當(dāng)ISP提供的合法IP地址略少于網(wǎng)絡(luò)內(nèi)部的計(jì)算機(jī)數(shù)量時(shí)�？梢圆捎脛討B(tài)轉(zhuǎn)換的方式。
端口多路復(fù)用(Port address Translation,PAT)是指改變外出數(shù)據(jù)包的源端口并進(jìn)行端口轉(zhuǎn)換，即端口地址轉(zhuǎn)換(PAT，Port Address Translation).采用端口多路復(fù)用方式。內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)的所有主機(jī)均可共享一個合法外部IP地址實(shí)現(xiàn)對Internet的訪問，從而可以最大限度地節(jié)約IP地址資源。同時(shí)，又可隱藏網(wǎng)絡(luò)內(nèi)部的所有主機(jī)，有效避免來自internet的攻擊。因此，目前網(wǎng)絡(luò)中應(yīng)用最多的就是端口多路復(fù)用方式。
3.網(wǎng)絡(luò)地址轉(zhuǎn)換(NAT)的實(shí)現(xiàn)
在配置網(wǎng)絡(luò)地址轉(zhuǎn)換的過程之前，首先必須搞清楚內(nèi)部接口和外部接口，以及在哪個外部接口上啟用NAT。通常情況下，連接到用戶內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)的接口是NAT內(nèi)部接口，而連接到外部網(wǎng)絡(luò)(如Internet)的接口是NAT外部接口。
1).靜態(tài)地址轉(zhuǎn)換的實(shí)現(xiàn)
假設(shè)內(nèi)部局域網(wǎng)使用的lP地址段為192.168.0.1~192.168.0.254，路由器局域網(wǎng)端(即默認(rèn)網(wǎng)關(guān))的IP地址為192.168.0.1，子網(wǎng)掩碼為255.255.255.0。網(wǎng)絡(luò)分配的合法IP地址范圍為61.159.62.128~61.159.62.135，路由器在廣域網(wǎng)中的IP地址為61.159.62.129，子網(wǎng)掩碼為255.255.255.248可用于轉(zhuǎn)換的IP地址范圍為61.159.62.130~61.159.62.134。要求將內(nèi)部網(wǎng)址192.168.0.2~192.168.0.6分別轉(zhuǎn)換為合法IP地址61.159.62.130~61.159.62.134。
第一步，設(shè)置外部端口。
interface serial 0
ip address 61.159.62.129 255.255.255.248
ip nat outside
第二步，設(shè)置內(nèi)部端口。
interface ethernet 0
ip address 192.168.0.1 255.255.255.0
ip nat inside
第三步，在內(nèi)部本地與內(nèi)部合法地址之間建立靜態(tài)地址轉(zhuǎn)換。
ip nat inside source static 內(nèi)部本地地址內(nèi)部合法地址。
示例：
ip nat inside source static 192.168.0.2 61.159.62.130 //將內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)地址192.168.0.2轉(zhuǎn)換為合法IP地址61.159.62.130
ip nat inside source static 192.168.0.3 61.159.62.131 //將內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)地址192.168.0.3轉(zhuǎn)換為合法IP地址61.159.62.131
ip nat inside source static 192.168.0.4 61.159.62.132 //將內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)地址192.168.0.4轉(zhuǎn)換為合法IP地址61.159.62.132
ip nat inside source static 192.168.0.5 61.159.62.133 //將內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)地址192.168.0.5轉(zhuǎn)換為合法IP地址61.159.62.133
ip nat inside source static 192.168.0.6 61.159.62.134 //將內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)地址192.168.0.6轉(zhuǎn)換為合法IP地址61.159.62.134
至此，靜態(tài)地址轉(zhuǎn)換配置完畢。
2).動態(tài)地址轉(zhuǎn)換的實(shí)現(xiàn)
假設(shè)內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)使用的IP地址段為172.16.100.1~172.16.100.254,路由器局域網(wǎng)端口（即默認(rèn)網(wǎng)關(guān)）的IP地址為172.16.100.1,子網(wǎng)掩碼為255.255.255.0。網(wǎng)絡(luò)分配的合法IP地址范圍為61.159.62.128~61.159.62.191，路由器在廣域網(wǎng)中的IP地址為61.159.62.129,子網(wǎng)掩碼為255.255.255.192,可用于轉(zhuǎn)換的IP地址范圍為61.159.62.130~61.159.62.190。要求將內(nèi)部網(wǎng)址172.16.100.1~172.16.100.254動態(tài)轉(zhuǎn)換為合法IP地址61.159.62.130~61.159.62.190。
第一步，設(shè)置外部端口。
設(shè)置外部端口命令的語法如下：
ip nat outside
示例：
interface serial 0 //進(jìn)入串行端口serial 0
ip address 61.159.62.129 255.255.255.248//將其IP地址指定為61.159.62.129,子網(wǎng)掩碼為255.255.255.248
ip nat outside //將串行口serial 0設(shè)置為外網(wǎng)端口
注意，可以定義多個外部端口。
第二步，設(shè)置內(nèi)部端口。
設(shè)置內(nèi)部接口命令的語法如下：
ip nat inside
示例：
interface ethernet 0 //進(jìn)入以太網(wǎng)端口Ethernet 0
ip address 172.16.100.1 255.255.255.0 // 將其IP地址指定為172.16.100.1,子網(wǎng)掩碼為255.255.255.0
ip nat inside //將Ethernet 0 設(shè)置為內(nèi)網(wǎng)端口。
注意，可以定義多個內(nèi)部端口。
第三步，定義合法IP地址池。
定義合法IP地址池命令的語法如下：
ip nat pool 地址池名稱 起始IP地址 終止IP地址 子網(wǎng)掩碼
其中，地址池名字可以任意設(shè)定。
示例：
ip nat pool net 61.159.62.130 61.159.62.190 netmask 255.255.255.192 //指明地址緩沖池的名稱為net,IP地址范圍為61.159.62.130~61.159.62.190,子網(wǎng)掩碼為255.255.255.192。需要注意的是，即使掩碼為255.255.255.0，也會由起始IP地址和終止IP地址對IP地址池進(jìn)行限制。
或ip nat pool test 61.159.62.130 61.159.62.190 prefix-length 26
注意，如果有多個合法IP地址范圍，可以分別添加。例如，如果還有一段合法IP地址范圍為"211.82.216.1~211.82.216.254"，那么，可以再通過下述命令將其添加至緩沖池中。
ip nat pool cernet 211.82.216.1 211.82.216.254 netmask 255.255.255.0
或
ip nat pool test 211.82.216.1 211.82.216.254 prefix-length 24
第四步，定義內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)中允許訪問Internet的訪問列表。
定義內(nèi)部訪問列表命令的語法如下：
access-list 標(biāo)號 permit 源地址 通配符（其中，標(biāo)號為1~99之間的整數(shù)）
access-list 1 permit 172.16.100.0 0.0.0.255 //允許訪問Internet的網(wǎng)段為172.16.100.0~172.16.100.255，反掩碼為0.0.0.255。需要注意的是，在這里采用的是反掩碼，而非子網(wǎng)掩碼。反掩碼與反掩碼的關(guān)系為：反掩碼+子網(wǎng)掩碼=255.255.255.255。例如，子網(wǎng)掩碼為255.255.0.0，則反掩碼為0.0.255.255；子網(wǎng)掩碼為255.0.0.0,則反掩碼為0.255.255.255;子網(wǎng)掩碼為255.252.0.0,則反掩碼為0.3.255.255;子網(wǎng)掩碼為255.255.255.192，剛反掩碼為 0.0.0.63。
另外，如果想將多個IP地址段轉(zhuǎn)換為合法IP地址，可以添加多個訪問列表。例如，當(dāng)欲將172.16.98.0~172.16.98.255和172.16.99.0~172.16.99.255轉(zhuǎn)換為合法IP地址時(shí)，應(yīng)當(dāng)添加下述命令：
access-list2 permit 172.16.98.0~0.0.0.255
access-list2 permit 172.16.99.0~0.0.0.255
第五步，實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)地址轉(zhuǎn)換。
在全局設(shè)置模式下，將由access-list指定的內(nèi)部本地地址與指定的內(nèi)部合法地址池進(jìn)行地址轉(zhuǎn)換。命令語法如下：
ip nat inside source list 訪問列表標(biāo)號 pool 內(nèi)部合法地址池名字
示例：
ip nat inside source list 1 pool chinanet
如果有多個內(nèi)部訪問列表，可以一一添加，以實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)地址轉(zhuǎn)換，如
ip nat insde source list 2 pool chinanet
ip nat insde source list 2 pool chinanet
如果有多個地址池，也可以一一添加，以增加合法地址池范圍，如
ip nat insde source list 2 pool cernet
ip nat insde source list 2 pool cernet
ip nat insde source list 2 pool cernet
至此，動態(tài)地址轉(zhuǎn)換設(shè)置完畢。
3).端口復(fù)用動態(tài)地址轉(zhuǎn)換(PAT)
內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)使用的IP地址段為10.100.100.1~10.100.100.254,路由器局域網(wǎng)端口（即默認(rèn)網(wǎng)關(guān)）的IP地址為10.100.100.1，子網(wǎng)掩碼為255.255.255.0。網(wǎng)絡(luò)分配的合法IP地址范圍為202.99.160.0~202.99.160.3,路由器廣域網(wǎng)中的IP地址為202.99.160.1,子網(wǎng)掩碼為255.255.255.252，可用于轉(zhuǎn)換的IP地址為202.99.160.2。要求將內(nèi)部網(wǎng)址10.100.100.1~10.100.100.254 轉(zhuǎn)換為合法IP地址202.99.160.2。
第一步，設(shè)置外部端口。
interface serial 0
ip address 202.99.160.1 255.255.255.252
in nat outside
第二步，設(shè)置內(nèi)部端口。
interface ethernet 0
ip address 10.100.100.1 255.255.255.0
ip nat inside
第三步，定義合法IP地址池。
in nat pool onlyone 202.99.160.2 202.99.160.2 netmask 255.255.255.252
// 指明地址緩沖池的名稱為onlyone,IP地址范圍為202.99.160.2,子網(wǎng)掩碼為255.255.255.252。由于本例只有一個IP地址可用，所以，起始IP地址與終止IP地址均為202.99.160.2。如果有多個IP地址，則應(yīng)當(dāng)分別鍵入起止的IP直址。
第四步，定義內(nèi)部訪問列。
access-list 1 permit 10.100.100.0 0.0.0.255
允許訪問Internetr的網(wǎng)段為10.100.100.0~10.100.100.255，子網(wǎng)掩碼為255.255.255.0。需要注意的是，在這里子網(wǎng)掩碼的順序跟平常所寫的順序相反，即0.255.255.255。
第五步，設(shè)置復(fù)用動態(tài)地址轉(zhuǎn)換。
在全局設(shè)置模式下，設(shè)置在內(nèi)部的本地地址與內(nèi)部合法IP地址間建立復(fù)用動態(tài)地址轉(zhuǎn)換。命令語法如下：
ip nat inside source list訪問列表號pool內(nèi)部合法地址池名字overload
示例：
ip nat inside source list1 pool onlyone overload //以端口復(fù)用方式，將訪問列表1中的私有IP地址轉(zhuǎn)換為onlyone IP地址池中定義的合法IP地址。
注意:overload是復(fù)用動態(tài)地址轉(zhuǎn)換的關(guān)鍵詞
至此，端口復(fù)用動態(tài)地址轉(zhuǎn)換完成。
[編輯本段]NAT的不同類型
NAT設(shè)置可分為靜態(tài)地址轉(zhuǎn)換、動態(tài)地址轉(zhuǎn)換、復(fù)用動態(tài)地址轉(zhuǎn)換三種。
靜態(tài)地址轉(zhuǎn)換將內(nèi)部本地地址與內(nèi)部合法地址進(jìn)行一對一的轉(zhuǎn)換，且需要指定和哪個合法地址進(jìn)行轉(zhuǎn)換。靜態(tài)地址轉(zhuǎn)換經(jīng)常在一個固定的外部的IP地址訪問一內(nèi)部主機(jī)情況下使用。
動態(tài)地址轉(zhuǎn)換也是將內(nèi)部本地地址與內(nèi)部合法地址一對一的轉(zhuǎn)換，但是動態(tài)地址轉(zhuǎn)換是從內(nèi)部合法地址池中動態(tài)地選擇一個未使用的地址來對內(nèi)部本地地址進(jìn)行轉(zhuǎn)換的。而一旦連接斷開，取出的全局IP地址將重新放入池中，以供其他的鏈接使用。動態(tài)轉(zhuǎn)換效率是非常高的，因?yàn)橐粋�注冊過的IP地址可以讓多個不同的端站點(diǎn)使用多次。
復(fù)用動態(tài)地址轉(zhuǎn)換首先是一種動態(tài)地址轉(zhuǎn)換，但是它可以允許多個內(nèi)部本地地址公用一個內(nèi)部合法地址。對只申請到少量IP地址但卻經(jīng)常同時(shí)有多個用戶上外部網(wǎng)絡(luò)的情況，這種轉(zhuǎn)換極為有用。
PAT（port address translation）將多個內(nèi)部地址映射為一個公網(wǎng)地址，但以不同的協(xié)議端口號與不同的內(nèi)部地址相對應(yīng)。
[編輯本段]網(wǎng)絡(luò)地址轉(zhuǎn)換(NAT)-實(shí)例
示例一：全部采用端口復(fù)用地址轉(zhuǎn)換
當(dāng)ISP分配的IP地址數(shù)量很少，網(wǎng)絡(luò)又沒有其他特殊需求，即無需為Internet提供網(wǎng)絡(luò)服務(wù)時(shí)，可采用端口利用地址轉(zhuǎn)換方式，使網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的計(jì)算機(jī)采用同一IP地址訪問Internet，在節(jié)約IP地址資源的同時(shí)，又可有效保護(hù)網(wǎng)絡(luò)內(nèi)部的計(jì)算機(jī)。
網(wǎng)絡(luò)環(huán)境為：
局域網(wǎng)采用10Mb/s光纖，以城域網(wǎng)方式接入Internet，如圖4-2-2所示。路由器選用擁有2個10/100 Mb/s自適應(yīng)端口的Cisco 2611。內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)使用的IP地址段為192.168.100.1~192.101.254，局域網(wǎng)端口Ethernet 0的IP地址為192.168.100.1,子網(wǎng)掩碼為255.255.0.0。網(wǎng)絡(luò)分配的合法IP地址范圍為202.99.160.128~202.99.160.131,連接ISP的端口Ethernet 1的IP地址為202.99.160.129,子網(wǎng)掩碼為255.255.255.252。可用于轉(zhuǎn)換的IP地址為202.99.160.130。要求網(wǎng)絡(luò)內(nèi)部的所有計(jì)算機(jī)均可訪問Internet。
案例分析：
既然只有一個可用的合法IP地址，同時(shí)處于局域網(wǎng)的服務(wù)器又只為局域網(wǎng)提供服務(wù)，而不允許Internet中的主機(jī)對其訪問，因此完全可以采用端口復(fù)用地址轉(zhuǎn)換方式實(shí)現(xiàn)NAT，使得網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的所有計(jì)算機(jī)均可獨(dú)立訪問Internet。
配置清單：
interface fastethernet0/0
ip address 192.168.100.1 255.255.0.0 //定義本地端口IP地址
duplex auto
speed auto
ip nat inside // 定義為本地端口
!
interface fastethernet0/1
ip address 202.99.160.129 255.255.255.252
duplex auto
speed auto
ip nat outside
!
ip nat pool onlyone 202.99.160.130 202.99.160.130 netmadk 255.255.255.252 //定義合法IP地址池，名稱為onlyone
access-list 1 permit 192.168.100.0 0.0.0.255 //定義本地訪問列表
access-list 1 permit 192.168.100.0 0.0.0.255
ip nat inside source list1 pool onlyone overload //采用端口復(fù)用動態(tài)地址轉(zhuǎn)換
示例二：動態(tài)地址+端口復(fù)用地址轉(zhuǎn)換
許多FTP網(wǎng)站考慮到服務(wù)器性能和Internet連接帶寬的占用問題，都限制同一IP地址的多個進(jìn)程訪問。如果采用端口復(fù)地址轉(zhuǎn)換方式，則網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的所以計(jì)算機(jī)都采用同一IP地址訪問Internet,那么，將因此而被禁止對該網(wǎng)站的訪問。所以，當(dāng)提供的合法IP地址數(shù)量稍多時(shí)，可同時(shí)采用端口復(fù)用和動態(tài)地址轉(zhuǎn)換方式，從而既可保證所有用戶都能夠獲得訪問Internet的權(quán)力，同時(shí)，又不致、某些計(jì)算機(jī)因使用同一IP地址而被限制權(quán)限。需要注意的是，由于所有計(jì)算機(jī)都采用動態(tài)地址轉(zhuǎn)換方式，因此Internet中的所有計(jì)算機(jī)將無法實(shí)現(xiàn)對網(wǎng)絡(luò)內(nèi)部服務(wù)器的訪問。
網(wǎng)絡(luò)環(huán)境：
局域網(wǎng)以2Mb/s DNA專線接入Internet，路由器選用安裝了廣域網(wǎng)模塊的Cisco 2611,如圖4-2-2所示。內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)使用的IP地址段為172.16.100.1~172.16.102.254,局域網(wǎng)端口Ethernet 0的IP地址為172.16.100.1,子網(wǎng)掩碼為255.255.0.0。網(wǎng)絡(luò)分配的合法IP地址范圍為202.99.160.128~202.99.160.129,子網(wǎng)掩碼為255.255.255.192,可用于轉(zhuǎn)換的IP地址范圍為202.99.160.130~202.99.160.190。要求網(wǎng)絡(luò)部分的部分計(jì)算機(jī)可以不受任何限制地訪問Internet，服務(wù)器無需提供Internet訪問服務(wù)。
案例分析：
既然要求網(wǎng)絡(luò)中的部分計(jì)算機(jī)可以不受任何限制地訪問Internet,同時(shí)，服務(wù)器無需提供Internet訪問服務(wù)，那么，只需采用動態(tài)地址轉(zhuǎn)換+端口復(fù)用地址轉(zhuǎn)換方式即可實(shí)現(xiàn)。部分有特殊需求的計(jì)算機(jī)采用動態(tài)地址轉(zhuǎn)換的NAT方式，其他計(jì)算機(jī)則采用端口復(fù)用地址轉(zhuǎn)換的NAT方式。因此，部分有特殊需求的計(jì)算機(jī)可采用內(nèi)部網(wǎng)址172.16.100.1~172.16.100.254，并動態(tài)轉(zhuǎn)換為合法地址202.99.160.130~202.99.160.189，其他計(jì)算機(jī)采用內(nèi)部網(wǎng)址172.16.101.1~172.16.102.254,全部轉(zhuǎn)換為202.99.160.190。
配置清單：
interface fastethernet0/1
ip address 10.100.100.1 255.255.255.0 //定義局域網(wǎng)端口IP地址
duplex auto
speed auto
ip nat inside //定義為局域端口
!
interface serial 0/0
ip address 202.99.160.129 255.255.255.192 //定義廣域網(wǎng)端口IP地址
!
duplex auto
speed auto
ip nat outside //定義為廣域端口
!
ip nat pool public 202.99.160.130 202.130.160.190 netmask 255.255.255.192 //定義合法IP地址池，名稱為public
ip nat pool super 202.99.160.130 202.130.160.189 netmask 255.255.255.192 //定義合法IP地址池，名稱為super
ip nat inside source list1 pool super //定義列表達(dá)1采用動態(tài)地址轉(zhuǎn)換
ip nat inside source list2 pool public overload? //定義列表2采用端口復(fù)用地址轉(zhuǎn)換
access-list1 permit 172.16.100.0 0.0.0.255 //定義本地訪問列表1
access-list2 permit 172.16.102.0 0.0.0.255 //定義本地訪問列表2
access-list2 permit 172.16.102.0 0.0.0.255
示例三：靜態(tài)地址轉(zhuǎn)換+端口復(fù)用地址轉(zhuǎn)換
其實(shí)在很多時(shí)候，網(wǎng)絡(luò)中的服務(wù)器既為網(wǎng)絡(luò)內(nèi)部的客戶提供網(wǎng)絡(luò)服務(wù)，又同時(shí)為Internet中的用戶提供訪問服務(wù)。因此，如果采用端口復(fù)用地址轉(zhuǎn)換或動態(tài)地址轉(zhuǎn)換，將由于無法確定服務(wù)器的IP地址，而導(dǎo)致Internet用戶無法實(shí)現(xiàn)對網(wǎng)絡(luò)內(nèi)部服務(wù)器的訪問。此時(shí)，就應(yīng)當(dāng)采用靜態(tài)地址轉(zhuǎn)換+端口復(fù)用地址轉(zhuǎn)換的NAT方式。也就是說，對服務(wù)器采用靜態(tài)地址轉(zhuǎn)換，以確保服務(wù)器擁有固定的合法IP地址。而對普通的客戶計(jì)算機(jī)則采用端口復(fù)用地址轉(zhuǎn)換，使所有用戶都享有訪問Internet的權(quán)力。
網(wǎng)絡(luò)環(huán)境為：
局域網(wǎng)采用10Mb/s光纖，以城域網(wǎng)方式接入Internet，如圖4-2-2所示。路由器選用擁有2個10/100 Mb/s自適應(yīng)端口的Cisco 2611。內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)使用的IP地址段為10.18.100.1~10.18.104.254,局域網(wǎng)端口Ethernet 0的IP地址為10.18.100.1,子網(wǎng)掩碼為255.255.0.0。網(wǎng)絡(luò)分配的合法IP地址范圍為211.82.220.80~211.82.220.87，連接ISP的端口Ethernet 1的IP地址為211.82.220.81,子網(wǎng)掩碼為255.255.255.248。要求網(wǎng)絡(luò)內(nèi)部的所有計(jì)算機(jī)均可訪問Internet，并且在Internet中提供Web、E-mail、FTP和Media等4種服務(wù)。
案例分析：
既然網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的服務(wù)器要求能夠被Internet訪問到，那么，這部分主機(jī)必須擁有合法的IP地址，也就是說，服務(wù)器必須采用靜態(tài)地址轉(zhuǎn)換。其他計(jì)算機(jī)由于沒有任何限制，所以，可采用端口復(fù)用地址轉(zhuǎn)換的NAT方式。因此，服務(wù)器可采用內(nèi)網(wǎng)址10.18.100.1~10.18.100.254，并分別映射為一個合法的IP地址。其他計(jì)算機(jī)則采用內(nèi)部網(wǎng)址10.18.101.1~172.16.104.254,并全部轉(zhuǎn)換為一個合法的IP地址。
配置清單：
interface fastethernet0/0
ip address 10.18.100.1 255.255.0.0 //定義局域網(wǎng)口IP地址
duplex auto
speed auto
ip nat inside //定義局域網(wǎng)口
!
interface fastethernet0/1
ip address 211.82.220.81 255.255.255.248 //定義廣域網(wǎng)口IP地址
duplex auto
speed auto
ip nat outside //定義廣域網(wǎng)口
!
ip nat pool every 211.82.220.86 211.82.220.86 netmask 255.255.255.248 //定義合法IP地址池
access-list 1 permit 10.18.101.0 0.0.0.255 //定義本地訪問列表1
access-list 1 premit 10.18.102.0 0.0.0.255
access-list 1 premit 10.18.103.0 0.0.0.255
access-list 1 premit 10.18.104.0 0.0.0.255
ip nat inside source list1 pool every overload //定義列表達(dá)1采用端口復(fù)用地址轉(zhuǎn)換
ip nat inside source static 10.18.100.10 211.82.220.82 //定義靜態(tài)地址轉(zhuǎn)換
ip nat inside source static 10.18.100.11 211.82.220.83
ip nat inside source static 10.18.100.12 211.82.220.84
ip nat inside source static 10.18.100.13 211.82.220.85
示例四：TCP/UDP端口NAT映射
如果ISP提供的合法IP地址的數(shù)量較多，我們自然可以采用靜態(tài)地址轉(zhuǎn)換+端口復(fù)用動態(tài)地址轉(zhuǎn)換的方式得以完美實(shí)現(xiàn)。但如果ISP只提供4個IP地址，其中2個作為網(wǎng)絡(luò)號和廣播地址而不可使用，1個IP地址要用于路由器定義為默認(rèn)網(wǎng)關(guān)， 那么將只剩下1個IP地址可用。當(dāng)然我們也可以利用這個僅存的一個IP地址采用端口復(fù)用地址轉(zhuǎn)換技術(shù)，從而實(shí)現(xiàn)整個局域網(wǎng)的Internet接入。但是由于服務(wù)器也采用動態(tài)端口，因此，Internet中的計(jì)算機(jī)將無法訪問到網(wǎng)絡(luò)內(nèi)部的服務(wù)器。有沒有好的解決問題的方案呢？這就是TCP/UDP端口NAT映射。
我們知道，不同應(yīng)用程序使用的TCP/UDP的端口是不同的，比如，Web服務(wù)使用50，F(xiàn)TP服務(wù)使用21，SMTP服務(wù)使用25，POP3服務(wù)使用110，等等。因此，可以將不同的TCP端口綁定至不同的內(nèi)部IP地址，從而只使用一個合法的IP地址，即可在允許內(nèi)部所有服務(wù)器被Internet訪問的同時(shí)，實(shí)現(xiàn)內(nèi)部所有主機(jī)對Internet訪問。
網(wǎng)絡(luò)環(huán)境：
局域網(wǎng)采用10Mb/s光纖，以城域網(wǎng)方式接入Internet，如圖4-2-5所示。路由器選用擁有2個10/100 Mb/s自適應(yīng)端口的Cisco 2611。內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)使用的IP地址段為192.168.1.1~192.168.1.254，局域網(wǎng)端口Ethernet 0的IP地址為192.168.1.1,子網(wǎng)掩碼為255.255.255.0。網(wǎng)絡(luò)分配的合法IP地址范圍為，211.82.220.128~211.82.220.131,連接ISP的端口Ethernet 1的IP地址為211.82.220.129,子網(wǎng)掩碼為255.225.255.252，可用于轉(zhuǎn)換的IP地址為211.82.220.130。要求網(wǎng)絡(luò)內(nèi)部的所有計(jì)算機(jī)均可訪問Internet。
案例分析：
既然只有一個可用的合法IP地址，當(dāng)然只能采用端口復(fù)用方式實(shí)現(xiàn)NAT，不過，由于同時(shí)又要求網(wǎng)絡(luò)內(nèi)部的服務(wù)器可以被Internet訪問到，因此，必須使用PAT創(chuàng)建TCP/UDP端口的NAT映射。需要注意的是，也可以直接使用廣域端口創(chuàng)建TCP/UDP端口的NAT映射，也就是說，即使只有一個IP地址，也可以完美實(shí)現(xiàn)端口復(fù)用。由于合法IP地址位于路由器端口上，所以，不再需要定義NAT池，只簡單地使用inside source list語句即可。
需要注意的是，由于每種應(yīng)用服務(wù)都有自己默認(rèn)的端口，所以，這種NAT方式下，網(wǎng)絡(luò)內(nèi)部每種應(yīng)用服務(wù)中只能各自有一臺服務(wù)器成為Internet中的主機(jī)，例如，只能有一臺Web服務(wù)器，一臺E-mail服務(wù)，一臺FTP服務(wù)器。盡管可以采用改變默認(rèn)端口的方式創(chuàng)建多臺應(yīng)用服務(wù)器，但這種服務(wù)器在訪問時(shí)比較困難，要求用戶必須先了解某種服務(wù)采用的新TCP端口。
配置清單：
interface fastethernet0/0
ip address 192.168.1.1 255.255.255.0//指定局域網(wǎng)口的IP地址
duplex auto
speed auto
ip nat inside //指定局域網(wǎng)接口
!
interface fastethernet0/1
ip address 211.82.220.129 255.255.255.248 //指定廣域網(wǎng)口的IP地址
access-list 1 permit 192.168.1.0 0.0.0.255
!
ip nat inside source list1 interface fastethernet0/1 overload //啟用端口復(fù)用地址轉(zhuǎn)換，并直接采用fastethernet0/1的IP地址。
ip nat inside source static tcp 192.168.1.11 80 202.99.160.129.80
ip nat inside source static tcp 192.168.1.12 21 202.99.160.129.21
ip nat inside source static tcp 192.168.1.13 25 202.99.160.129.25
ip nat inside source static tcp 192.168.1.13 110 202.99.160.129 110
示例五：利用地址轉(zhuǎn)換實(shí)現(xiàn)負(fù)載均衡
隨著訪問量的上升，當(dāng)一臺服務(wù)器難以勝任時(shí)，就必須采用負(fù)載均衡技術(shù)，將大量的訪問合理地分配至多臺服務(wù)器上。當(dāng)然，實(shí)現(xiàn)負(fù)載均衡的手段有許多種，比如可以采用服務(wù)器群集負(fù)載均衡、交換機(jī)負(fù)載均衡、DNS解析負(fù)載均衡等等。
其實(shí)除此以外，也可以通過地址轉(zhuǎn)換方式實(shí)現(xiàn)服務(wù)器的負(fù)載均衡。事實(shí)上，這些負(fù)載均衡的實(shí)現(xiàn)大多是采用輪詢方式實(shí)現(xiàn)的，使每臺服務(wù)器都擁有平等的被訪問機(jī)會。
網(wǎng)絡(luò)環(huán)境：
局域網(wǎng)以2Mb/s DDN專線拉入Internet,路由器選用安裝了廣域網(wǎng)模塊的Cisco 2611,如圖4-2-6所示。內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)使用的IP地址段為10.1.1.1~10.1.3.254，局域網(wǎng)端口Ethernet 0的IP地址為10.1.1.1,子網(wǎng)掩碼為255.255.252.0。網(wǎng)絡(luò)分配的合法IP地址范圍為202.110.198.80~202.110.198.87,連接ISP的端口Ethernet 1的IP地址為202.110.198.81,子網(wǎng)掩碼為255.255.255.248。要求網(wǎng)絡(luò)內(nèi)部的所有計(jì)算機(jī)均可訪問Internet，并且在3臺Web服務(wù)器和2臺FTP服務(wù)器實(shí)現(xiàn)負(fù)載均衡。
案例分析：
既然要求網(wǎng)絡(luò)內(nèi)所有計(jì)算機(jī)都可以接入Internet,而合法IP地址又只有5個可用，當(dāng)然可采用端口復(fù)用地址轉(zhuǎn)換方式。本來對服務(wù)器通過采用靜態(tài)地址轉(zhuǎn)換，賦予其合法IP地址即可。但是，由于服務(wù)器的訪問量太大（或者是服務(wù)器的性能太差），不得不使用多臺服務(wù)器作負(fù)載均衡，因此，必須將一個合法IP地址轉(zhuǎn)換成多相內(nèi)部IP地址，以輪詢方式減輕每臺服務(wù)器的訪問壓力。
配置文件：
interface fastethernet0/1
ip adderss 10.1.1.1 255.255.252.0 //定義局域網(wǎng)端口IP地址
duplex auto
speed auto
ip nat inside //定義為局域端口
!
interface serial 0/0
ip address 202.110.198.81 255.255.255.248 //定義廣域網(wǎng)端口IP地址
duplex auto
speed auto
ip nat outside //定義為廣域端口
!
access-list 1 permit 202.110.198.82 //定義輪詢地址列表1
access-list 2 permit 202.110.198.83 //定義輪詢地址列表2
access-list 3 permit 10.1.1.0 0.0.3.255 //定義本地訪問列表3
!
ip nat pool websev 10.1.1.2 10.1.1.4 255.255.255.248 type rotary //定義Web服務(wù)器的IP地址池，Rotary關(guān)鍵字表示準(zhǔn)備使用輪詢策略從NAT池中取出相應(yīng)的IP地址用于轉(zhuǎn)換進(jìn)來的IP報(bào)文，訪問202.110.198.82的請求將依次發(fā)送給web服務(wù)器：10.1.1.2、10.1.1.3和10.1.1.4
ip nat pool ftpsev 10.1.1.8 10.1.1.9 255.255.255.248 type rotary //定義ftp服務(wù)器的IP地址池。
ip nat pool normal 202.110.198.84 202.110.198.84 netmask 255.255.255.248 //定義合法IP地址池，名稱為normal
ip nat inside destination list 1 pool websev //inside destination list 語句定義與列表1相匹配的IP地址的報(bào)文將使用輪詢策略
ip nat inside destination list 2 pool ftpsev
[編輯本段]受到NAT影響的應(yīng)用程序
一些高層協(xié)議（比如FTP，Quake，SIP）是在IP包的有效數(shù)據(jù)內(nèi)發(fā)送網(wǎng)絡(luò)層（第三層）信息的。比如，主動模式的FTP使用單獨(dú)的端口分別來控制命令傳輸和數(shù)據(jù)傳輸。當(dāng)請求一個文件傳輸時(shí)，主機(jī)在發(fā)送請求的同時(shí)也通知對方自己想要在哪個端口接受數(shù)據(jù)。但是，如果主機(jī)是在一個簡單的NAT防火墻后發(fā)送的請求，那么由于端口的映射將會使對方接收到的信息無效。
一個應(yīng)用層網(wǎng)關(guān)（Application Layer Gateway或ALG）可以修正這個問題。運(yùn)行在NAT防火墻設(shè)備上的ALG軟件模塊可以更新任何由地址轉(zhuǎn)換而導(dǎo)致無效的信息。顯然，ALG需要明白它所要修正的上層協(xié)議，所以每個有這種問題的協(xié)議都需要有一個單獨(dú)的ALG。
但是，除FTP外的大多數(shù)傳統(tǒng)的客戶機(jī)－服務(wù)器協(xié)議不需要發(fā)送網(wǎng)絡(luò)層（第三層）信息，也就不需要ALG。
這個問題的另一個可能的解決方法是使用象STUN這樣的技術(shù)，但是這只針對建立在UDP上的高層協(xié)議，并且需要它內(nèi)建這種技術(shù)。這種技術(shù)對對稱NAT也是無效的。還有一種可能的方案是UPnP，但它需要和NAT設(shè)備配合起來使用。
[編輯本段]NAT的不同類型和NAT影響的應(yīng)用程序
NAT的不同類型
Full cone NAT，亦即著名的一對一（one-to-one） NAT
一旦一個內(nèi)部地址（iAddr:port1）映射到外部地址（eAddr:port2）,所有發(fā)自iAddr:port1的包都經(jīng)由eAddr:port2向外發(fā)送。任意外部主機(jī)都能通過給eAddr:port2發(fā)包到達(dá)iAddr:port1
Address-Restricted cone NAT
一旦一個內(nèi)部地址（iAddr:port1）映射到外部地址（eAddr:port2）,所有發(fā)自iAddr:port1的包都經(jīng)由eAddr:port2向外發(fā)送。任意外部主機(jī)（hostAddr:any）都能通過給eAddr:port2發(fā)包到達(dá)iAddr:port1的前提是：iAddr:port1之前發(fā)送過包到hostAddr:any. "any"也就是說端口不受限制
Port-Restricted cone NAT
類似受限制錐形NAT（Restricted cone NAT），但是還有端口限制。
一旦一個內(nèi)部地址（iAddr:port1）映射到外部地址（eAddr:port2）,所有發(fā)自iAddr:port1的包都經(jīng)由eAddr:port2向外發(fā)送。一個外部主機(jī)（hostAddr:port3）能夠發(fā)包到達(dá)iAddr:port1的前提是：iAddr:port1之前發(fā)送過包到hostAddr:port3.
Symmetric NAT（對稱NAT）
每一個來自相同內(nèi)部IP與port的請求到一個特定目的地的IP地址和端口，映射到一個獨(dú)特的外部來源的IP地址和端口。
同一個內(nèi)部主機(jī)發(fā)出一個信息包到不同的目的端，不同的映射使用
外部主機(jī)收到了一封包從一個內(nèi)部主機(jī)可以送一封包回來
受到NAT影響的應(yīng)用程序
一些高層協(xié)議（比如FTP，Quake，SIP,VPN）是在IP包的有效數(shù)據(jù)內(nèi)發(fā)送網(wǎng)絡(luò)層（第三層）信息的。比如，主動模式的FTP使用單獨(dú)的端口分別來控制命令傳輸和數(shù)據(jù)傳輸。當(dāng)請求一個文件傳輸時(shí)，主機(jī)在發(fā)送請求的同時(shí)也通知對方自己想要在哪個端口接受數(shù)據(jù)。但是，如果主機(jī)是在一個簡單的NAT防火墻后發(fā)送的請求，那么由于端口的映射將會使對方接收到的信息無效。
一個應(yīng)用層網(wǎng)關(guān)（Application Layer Gateway或ALG）可以修正這個問題。運(yùn)行在NAT防火墻設(shè)備上的ALG軟件模塊可以更新任何由地址轉(zhuǎn)換而導(dǎo)致無效的信息。顯然，ALG需要明白它所要修正的上層協(xié)議，所以每個有這種問題的協(xié)議都需要有一個單獨(dú)的ALG。
但是，除FTP外的大多數(shù)傳統(tǒng)的客戶機(jī)－服務(wù)器協(xié)議不需要發(fā)送網(wǎng)絡(luò)層（第三層）信息，也就不需要ALG。
這個問題的另一個可能的解決方法是使用象STUN這樣的技術(shù)，但是這只針對建立在UDP上的高層協(xié)議，并且需要它內(nèi)建這種技術(shù)。這種技術(shù)對對稱NAT也是無效的。還有一種可能的方案是UPnP，但它需要和NAT設(shè)備配合起來使用[4]
存儲設(shè)備
2023年勒索軟件攻擊新趨勢
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