文章目录

  • 第一节 理论环节
    • 一、NAT的介绍
    • 二、NAT的工作原理
    • 三、NAT技术的三种类类型
      • 1、静态NAT(Static NAT)
      • 2、动态地址NAT(Pooled NAT)
      • 3、网络地址端口转换NAPT（Port－Level NAT）
  • 第二节 实验环节
    • 一、静态一对一NAT转换
    • 二、动态地址池的一对一IP映射(no-pat和napt)
    • 三、EasyIP，多对一
    • 四、NAT server 内网服务器映射
      • web server 配置
      • Client配置
      • AR1配置

第一节 理论环节

一、NAT的介绍

NAT英文全称是“Network Address Translation”，中文意思是“网络地址转换”，它是一个IETF(Internet Engineering Task Force, Internet工程任务组)标准，允许一个整体机构以一个公用IP（Internet Protocol）地址出现在Internet上。顾名思义，它是一种把内部私有网络地址（IP地址）翻译成合法网络IP地址的技术。

二、NAT的工作原理

简单的说，NAT就是在局域网内部网络中使用内部地址，而当内部节点要与外部网络进行通讯时，就在网关处，将内部地址替换成公用地址，从而在外部公网（internet）上正常使用，NAT可以使多台计算机共享Internet连接，这一功能很好地解决了公共IP地址紧缺的问题。通过这种方法，您可以只申请一个合法IP地址，就把整个局域网中的计算机接入Internet中。这时，NAT屏蔽了内部网络，所有内部网计算机对于公共网络来说是不可见的，而内部网计算机用户通常不会意识到NAT的存在。

这里提到的内部地址，是指在内部网络中分配给节点的私有IP地址，这个地址只能在内部网络中使用，不能被路由。虽然内部地址可以随机挑选，但是通常使用的是下面的地址。

私有地址：

10.0.0.0~10.255.255.255
172.16.0.0~172.16.255.255
192.168.0.0~192.168.255.255

NAT将这些无法在互联网上使用的保留IP地址翻译成可以在互联网上使用的合法IP地址。而全局地址，是指合法的IP地址，它是由NIC（网络信息中心）或者ISP(网络服务提供商)分配的地址，对外代表一个或多个内部局部地址，是全球统一的可寻址的地址。

三、NAT技术的三种类类型

1、静态NAT(Static NAT)

静态NAT设置起来最为简单和最容易实现的一种，内部网络中的每个主机都被永久映射成外部网络中的某个合法的地址。

内网 外网 转换类型 技术类型
192.168.0.20/24 58.211.107.14 一对一 内网192.168.0.20
192.168.0.0/24 58.211.107.14 多对一 192.168.0.2-254通过58.211.107.14代理上网
192.168.0.20:80 58.211.107.14:80 一对一 NO-PAT：端口不做转换，仅转换IP
192.168.0.20:8181 58.211.107.14:80 8181-80，端口一对一，IP可以是多对一 PAT：端口、IP都转换。端口映射

2、动态地址NAT(Pooled NAT)

动态地址NAT则是在外部网络中定义了一系列的合法地址，采用动态分配的方法映射到内部网络。动态地址NAT只是转换IP地址，它为每一个内部的IP地址分配一个临时的外部IP地址，主要应用于拨号，对于频繁的远程联接也可以采用动态NAT。当远程用户联接上之后，动态地址NAT就会分配给他一个IP地址，用户断开时，这个IP地址就会被释放而留待以后使用。

举例：如果你们公司wan口地址是：58.211.107.14/255.255.255.248，并且你们有5个公网地址

内网 外网
IP地址 58.211.107.14
子掩码 255.255.255.248，掩码位29
网关 58.211.107.9

以电信网络为例：
58.211.107.14/29 最多主机6个：58.211.107.9~58.211.107.14，减去1个网关，可用IP只有5个。一般第一个起始IP被电信默认设置为网关：58.211.107.9就是网关。所以可用的公网IP只有下面列表中的2-6：

序号 内网 外网
01 58.211.107.9 网关
02 58.211.107.10 可用IP
03 58.211.107.11 可用IP
04 58.211.107.12 可用IP
05 58.211.107.13 可用IP
06 58.211.107.14 可用IP

最终动态地址NAT转换池为：

内网 外网
192.168.0.2 58.211.107.14
192.168.0.3 58.211.107.11
192.168.0.4 58.211.107.12
192.168.0.5 58.211.107.13
… …
需要注意的是，动态地址NAT，内网和外网所对应的地址断开连接重连后就会变化，也就是说是随机的。这是它的缺点之一。

3、网络地址端口转换NAPT（Port－Level NAT）

  • NAPT则是把内部地址映射到外部网络的一个IP地址的不同端口上。网络地址端口转换NAPT（Network Address PortTranslation）是人们比较熟悉的一种转换方式。

  • NAPT普遍应用于接入设备中，它可以将中小型的网络隐藏在一个合法的IP地址后面。NAPT与动态地址NAT不同，它将内部连接映射到外部网络中的一个单独的IP地址上，同时在该地址上加上一个由NAT设备选定的TCP端口号。

  • 在Internet中使用NAPT时，所有不同的信息流看起来好像来源于同一个IP地址。这个优点在小型办公室内非常实用，通过从ISP处申请的一个IP地址，将多个连接通过NAPT接入Internet。

  • 实际上，许多SOHO远程访问设备支持基于PPP的动态IP地址。这样，ISP甚至不需要支持NAPT，就可以做到多个内部IP地址共用一个外部IP地址上Internet，虽然这样会导致信道的一定拥塞，但考虑到节省的ISP上网费用和易管理的特点，用NAPT还是很值得的。

内网 外网 对应端口 基于NAT转发类型
192.168.0.20:8181 58.211.107.14:80 80-8181 PAT：端口、IP都转换。端口映射
192.168.0.20:21 58.211.107.14:9111 21-9111 PAT：端口、IP都转换。端口映射
192.168.0.20:3389 58.211.107.14:3333 3389-3333 PAT：端口、IP都转换。端口映射

端口是还是一对一，IP可以是多对一，也可以是多对多。

第二节 实验环节

一、静态一对一NAT转换

首先安装拓扑图配置地址（省略），然后在AR1上配置一条静态NAT

[R1-GigabitEthernet0/0/1]nat static global 200.1.1.100 inside 192.168.1.1[R1-GigabitEthernet0/0/1]dis nat staticStatic Nat Information:Interface  : GigabitEthernet0/0/1Global IP/Port     : 200.1.1.100/---- Inside IP/Port     : 192.168.1.1/----Protocol : ----     VPN instance-name  : ----                            Acl number         : ----Netmask  : 255.255.255.255 Description : ----Total :    1

二、动态地址池的一对一IP映射(no-pat和napt)

首先安装拓扑图配置地址（省略），然后在AR1上配置：

[R1]nat address-group 1 200.1.1.100 200.1.1.200
#配置nat转换用的公网地址池ID为1，范围200.1.1.100-200[R1]
[R1]acl 2000
[R1-acl-basic-2000]rule permit source 192.168.1.0 0.0.0.255   #使用acl匹配需要进行转换的内网IP地址
[R1-acl-basic-2000]q
[R1]in g0/0/1[R1-GigabitEthernet0/0/1]nat outbound 2000 address-group 1 no-pat
#在接口出方向使用动态NAT，不做PAT端口复用[R1-GigabitEthernet0/0/1]nat outbound 2000 address-group 1
#在接口出方向使用动态NAT，做PAT端口复用，不加默认就是napt

三、EasyIP，多对一

某企业仅有1个公网IP地址200.1.1.1，内网需要做地址转换的主机IP只能通过这1个公网IP做地址转换。

[R1]
[R1]acl 2000
[R1-acl-basic-2000]rule permit source 192.168.1.0 0.0.0.255   #使用acl匹配需要进行转换的内网IP地址
[R1-acl-basic-2000]q
[R1]in g0/0/1
[R1-GigabitEthernet0/0/1]nat outbound 2000 interface GigabitEthernet 0/0/1

特别说明：

[R1-GigabitEthernet0/0/1]nat outbound 2000 interface GigabitEthernet 0/0/1

上面这条命令，在ensp模拟器上interface后面只能跟回环接口，真机上是可以的跟接口的，下图是真机截图：

四、NAT server 内网服务器映射

首先按照拓扑把地址配置好。

web server 配置


Client配置

不用配置网关，配网关就不叫公网了。

AR1配置

[R1]nat address-group 1 200.1.1.100 200.1.1.200
#配置nat转换用的公网地址池ID为1，范围200.1.1.100-200[R1]
[R1]acl 2000
[R1-acl-basic-2000]rule permit source 192.168.1.0 0.0.0.255
#使用acl匹配需要进行转换的内网IP地址[R1-acl-basic-2000]q
[R1]in g0/0/1
[R1-GigabitEthernet0/0/1]nat server protocol tcp global 200.1.1.100 8080 inside
192.168.1.100 80

测试结果：点击获取，会弹出是否下载此文件

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