NAT与PAT(云计算随笔）

NAT与PAT(云计算随笔）

NAT与PAT

一、NAT

1.NAT概述

​ NAT（Network Address Translation，网络地址转换）是1994年提出的。用于实现私有网络和公有网络之间的互访。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。

2.私有网络地址和公有网络地址

公有网络地址（简称公网地址）是指在互联网上全球唯一的IP地址。2019年11月26日，是人类互联网时代值得纪念的一天，全球近43亿个IPV4地址已正式耗尽。

私有网络地址（简称私网地址）是指内部网络或主机的IP地址，IANA（互联网数字分配机构）规定将下列的IP地址保留用私网地址，不在Internet上被分配，可在一个单位或公司内部使用。RFC1918中规定私有地址如下：

A类私有地址：10.0.0.0~10.255.255.255

B类私有地址：172.16.0.0~172.31.255.255

C类私有地址：192.168.0.0~192.168.255.255

3.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 NAT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

4.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袭击，隐藏并保护网络内部的计算机。

宽带分享：这是NAT主机的最大功能。 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

5.NAT包含四类地址

6.静态NAT

静态NAT实现私网地址和公网地址的一对一转换。有多少私网地址就需要多少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响应的私网地址。有两种配置方法：第一种：全局模式下设置静态NAT：[R1]nat static global 8.8.8.8 inside 192.168.10.10[R1]int g0/0/1[R1-GigabitEthernet0/0/1]nat static enable ####在网口上启动NAT static enable 功能[R1]nat static global 8.8.8.8 inside 192.168.10.10

dis nat static #####查看NAT静态配置信息

7.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1、配置外部网口和内部网口的IP地址2、定义合法IP地址池[R1]nat address-group 1 212.0.0.100 212.0.0.200 ###创建一个名为1的Nat地址池3、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 0.0.0.2554、在外网口上设置动态IP地址转换int g0/0/1 ###外网口nat outbound 2000 address-group 1 no-pat ####将ACL 2000 匹配的数据转换为该接口的IP地址为源地址（no pat 不做端口转换，只做IP地址转换，默认为pat）

DIS nat outbound ####查看NAT Outbound的信息

二、PAT

1.PAT 简介

​ PAT（端口多路复用）是指改变外出数据包的源端口并进行端口转换，即端口地址转换(PAT，Port Address Translation).采用端口多路复用方式。内部网络的所有主机均可共享一个合法外部IP地址实现对Internet的访问，从而可以最大限度地节约IP地址资源。同时，又可隐藏网络内部的所有主机，有效避免来自internet的那个啥。因此，目前网络中应用最多的就是端口多路复用方式。

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地址转换为同一个公网地址，但他们被转换为该地址的不同端口号，因而任然能够共享同一地址。

2.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

类型分为：动态PAT（包括NAPT和easy IP)；静态PAT（包括NAT server）

3.命令

NAPT：至多个私网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

配置外部网口和内部网口的IP地址 定义合法IP地址池

[R1]nat address-group 1 200.1.1.10 200.1.1.10 ####使用一个固定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

EasyIP:多个私网IP地址对应外网口公网IP地址（比如12.0.0.1）

配置外部网口和内部网口的IP地址 定义合法IP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IP地址

[R1]int g0/0/1 ####外网口

[R1-gigabitethernet0/0/1]nat outbound 3000 ####当acl3000匹配的源IP数据到达此接口是，转换为该接口的IP地址作为源地址

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

NAT Server：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 srever protocol tcp global 9.9.9.9 inside 192.168.10.100 server protocol tcp global current-interface 8080 inside 10.1.1.1 server protocol tcp global current-interface 2121 inside 10.1.1.2 ftp

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