不得不学的NAT和PAT技术

一、NAT(网络地址转换)

NAT (Network Address Translation) 又称为网络地址转换,用于实现私有网络和公有网络之间的互访。

学习之前再回顾一下之前讲过的私有网络地址知识点:

  • 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

1.1 NAT的工作原理

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  1. 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;
  2. 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2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 ###外网口 [R1-GigabitEthernet0/0/1]nat static enable ###在网口,上启动nat static enable功能 第二种:直接在接口上声明nat static [R1]int g0/0/1 ###外网口 [R1 -GigabitEthernet0/0/1]nat static global 8.8.8.8 inside 192.168.10.10 [R1]dis nat static ###查看NAT静态配置信息

    1.3.1 静态NAT实验

    要求:隐藏PC1的IP地址访问公网服务器Server1,使用全局模式和接口模式分别配置
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    使用全局模式时路由器AR1配置如下:

    The device is running! //进入管理模式 <Huawei>sys Enter system view, return user view with Ctrl+Z. //修改名称 [Huawei]sys R1 //关闭信息提示 [R1]un in en  Info: Information center is disabled. //进入R1的0/0/0接口 [R1]int g0/0/0 //添加IP地址 [R1-GigabitEthernet0/0/0]ip address 192.168.1.254 24 //进入R1的0/0/1接口 [R1-GigabitEthernet0/0/0]int g0/0/1 //添加IP地址 [R1-GigabitEthernet0/0/1]ip address 12.0.0.254 24 //退出接口模式 [R1-GigabitEthernet0/0/1]q //使用nat用公网ip 8.8.8.8 代替PC1的私网ip [R1]nat static global 8.8.8.8 inside 192.168.1.1 //进入R1的0/0/1接口 [R1]int g0/0/1 //启用nat功能 [R1-GigabitEthernet0/0/1]nat static enable   

    使用接口模式时路由器AR1配置如下:

    //进入管理模式 <Huawei>sys Enter system view, return user view with Ctrl+Z. //修改名称 [Huawei]sys R1 //关闭信息提示 [R1]un in en  Info: Information center is disabled. //进入R1接口0/0/0 [R1]int g0/0/0 //添加IP地址 [R1-GigabitEthernet0/0/0]ip add 192.168.1.254 24 //进入R1的0/0/1接口 [R1-GigabitEthernet0/0/0]int g0/0/1 //添加IP地址 [R1-GigabitEthernet0/0/1]ip add 12.0.0.254 24 //使用nat用公网ip 8.8.8.8 代替PC1的私网ip [R1-GigabitEthernet0/0/1]nat static global 8.8.8.8 inside 192.168.1.1 

    主机和Server1服务器的配置如下:
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    测试结果如下:

    1. 主机PC1可以正常访问服务器
    2. 使用抓包软件可以看出,PC1的私网地址已经转换为公网地址。
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    1.4 动态NAT

    概念: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
    常用命令:

    1、配置外部网凸和内部网口的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     ##新建一个名为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 0.0.0.255  4、在外网口,上设置动态IP地址转换 [R1-acl-basic-2000]int g0/0/1      ###外网口  ACL2000匹配的数据转换为改接口的IP地址作为源地址(no pat不做端口转换,只做IP地址转换,默认为pat) [R1 -GigabitEthernet0/0/1]nat outbound 2000 address-group 1 no-pat        [R1]dis nat outbound     ###查看NAT Outbound的信息 

    1.4.1 静态NAT实验

    要求:给PC1配置公网IP范围为12.0.0.100到12.0.0.120
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    路由器R1 的配置如下:

    //进入管理模式 sys Enter system view, return user view with Ctrl+Z. //修改名称 [Huawei]sys R1 //关闭提示 [R1]un in en Info: Information center is disabled. //进入R1的0/0/0接口 [R1]int g0/0/0  //配置IP地址 [R1-GigabitEthernet0/0/0]ip add 192.168.1.254 24 //进入R1的0/0/1接口 [R1-GigabitEthernet0/0/0]int g0/0/1 //配置IP地址 [R1-GigabitEthernet0/0/1]ip add 12.0.0.254 24 //退出接口模式 [R1-GigabitEthernet0/0/1]q //配置地址池,名称为group1 [R1]nat address-group 1 12.0.0.100 12.0.0.120 //创建ACL 2000 [R1]acl 2000 //设置允许192.168.1.0网段的通过 [R1-acl-basic-2000]rule permit source 192.168.1.0 0.0.0.255 //进入接口0/0/1 [R1-acl-basic-2000]int g0/0/1 //ACL2000匹配的数据转换为改接口的IP地址作为源地址,no pat不做端口转换,只做IP地址转换 [R1-GigabitEthernet0/0/1]nat outbound 2000 address-group 1 no-pat   

    测试结果如下:

    1. 通过抓包软件可以看出转换后的公网地址为我们规定的地址池中的IP。
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    二、PAT端口多路复用

    2.1 概念和原理

    PAT又称为NAPT (Network Address PortTranslation),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地址转换为同一公网地址,但他们被转换为该地址的不同端口号,因而仍然能够共享同一地址。

    2.2 作用和类型

    PAT有以下作用:

    1. 改变数据包的ip地址和端口号;
    2. 能够大量节约公网IP地址。

    PAT的类型有以下:

    1. 动态PAT,包括NAPT和Easy IP;
    2. 静态PAT,包括NAT Server.

    2.3 动态PAT

    2.3.1 NAPT

    多个私网I P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
    常用配置命令如下:

    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 1 200.1.1.10 200.1.1.10     ###使用一个固定IP  3、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  4、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      

    2.3.2 NAPT实验

    要求:192.168.1.0网段都转换为固定公网IP12.0.0.100
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    路由器R1配置如下:

    [Huawei] //进入管理模式 <Huawei>sys Enter system view, return user view with Ctrl+Z. //修改名称 [Huawei]sys R1 //关闭提示 [R1]un in en Info: Information center is disabled. //进入接口0/0/0 [R1]int g0/0/0 //配置IP地址 [R1-GigabitEthernet0/0/0]ip add 192.168.1.254 24 进入接口0/0/1 [R1-GigabitEthernet0/0/0]int g0/0/1 //配置IP地址 [R1-GigabitEthernet0/0/1]ip add 12.0.0.254 24 //退出接口模式 [R1-GigabitEthernet0/0/1]q //创建地址池group1 固定IP [R1]nat address-group 1 12.0.0.100 12.0.0.100 //创建ACL 2000 [R1]acl 2000 //允许192.168.1.0网段通过 [R1-acl-basic-2000]rule permit source 192.168.1.0 0.0.0.255 //进入接口0/0/1(公网网关的接口) [R1]int g0/0/1 //将符合规则的ip地址转换为固定的公网地址 [R1-GigabitEthernet0/0/1]nat outbound 2000 address-group 1 [R1] 

    结果如下:192.168.1.0网段的ip全部转换为12.0.0.100这个公网IP了
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    2.3.1 EasyIp

    概念:将多个私网IP地址对应外网口公网IP地址
    常用配置命令如下:

    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 由于直接使用外网口IP地址所以不用再定义IP地址池  3、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   4、在外网口.上设置IP地址转换 [R1]int g0/0/1   ###外网口  ac13000匹配的源IP数据到达此接口时,转换为该接口的IP地址做为源地址 [R1-GigabitEthernet0/0/1]nat outbound 3000         [R1]display nat session all ## 查看NAT的流表信息     

    2.3.1 EasyIp实验

    要求:192.168.1.0网段都转换为路由器公网接口对应的IP
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    路由器R1 配置如下:

    [Huawei] //进入管理模式 <Huawei>sys Enter system view, return user view with Ctrl+Z. //修改名称 [Huawei]sys R1 //关闭提示 [R1]un in en Info: Information center is disabled. //进入接口0/0/0 [R1]int g0/0/0 //配置IP地址 [R1-GigabitEthernet0/0/0]ip add 192.168.1.254 24 进入接口0/0/1 [R1-GigabitEthernet0/0/0]int g0/0/1 //配置IP地址 [R1-GigabitEthernet0/0/1]ip add 12.0.0.254 24 //退出接口模式 [R1-GigabitEthernet0/0/1]q //创建ACL 2000 [R1]acl 2000 //允许192.168.1.0网段通过 [R1-acl-basic-2000]rule permit source 192.168.1.0 0.0.0.255 //进入接口0/0/1(公网网关的接口) [R1]int g0/0/1 //将符合规则的ip地址转换为固定的公网地址 [R1-GigabitEthernet0/0/1]nat outbound 2000  [R1] 

    结果如下:192.168.1.0网段的ip全部转换为12.0.0.254这个公网IP了,这个IP就是路由器的公网网关IP
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    2.4 静态PAT—NATServer

    NATServer: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

    常用配置命令:

    [R1]int g0/0/1 [R1-GigabitEthernet0/0/1]nat server protocol tcp global 9.9.9.9 www inside 192.168.10.100 www ###在连接公网的接口.上将私网服务器地址和公网地址做一对NAT映射绑定   [R1-GigabitEthernet0/0/1]nat server protocol tcp global current-interface 8080 inside 10.1.1.1 www ###在连接公网的接口.上将私网服务器地址和外网接口做一对NAT映射绑定 [R1 -Gigabi tEthernet0/0/1]nat server. protocol tcp global current-interface 2121 inside 10.1.1.2 ftp ###端口为21可以直接使用关键字“ftp"代替 

    2.4.1 静态PAT—NATServer实验

    要求:client1通过访问公网IP12.0.0.1也可以访问服务器Server

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    路由器R1配置如下:

    //进入管理模式 <Huawei>sys Enter system view, return user view with Ctrl+Z. //修改名称 [Huawei]sys R1 //关闭信息提示 [R1]un in en Info: Information center is disabled. //进入接口0/0/0 [R1]int g0/0/0 //配置IP地址 [R1-GigabitEthernet0/0/0]ip add 12.0.0.1 24 //进入接口0/0/1 [R1-GigabitEthernet0/0/0]int g0/0/1 //配置IP地址 [R1-GigabitEthernet0/0/1]ip add 192.168.1.1 24 //进入0/0/0接口配置,公网网关接口 [R1-GigabitEthernet0/0/1]int g0/0/0 //配置将服务器ip映射到公网ip地址上 [R1-GigabitEthernet0/0/0]nat server protocol tcp global current-interface 8080 i nside 192.168.1.10 80  

    主机PC1和client1及服务器Server配置如下:
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    测试结果如下:
    client1主机通过访问公网ip地址12.0.0.1可以访问到处于私网地址的服务器,可以有效的保护服务器。

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    下图抓包可以看出:目标IP地址为12.0.0.1的公网地址实际是服务器映射处理的IP地址。
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版权声明:玥玥 发表于 2021-03-21 3:03:42。
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