企业网络规划与实施 课件 第12章 网络地址转换

第12章网络地址转换12.1NAT的原理与配置12.2PAT的原理与配置本章小结

12.1NAT的原理与配置

12.1.1NAT的原理1. NATNAT(NetworkAddressTranslation，网络地址转换)技术产生的背景是由于上网需求量巨大，导致IPv4公网地址短缺。如图12.1所示，内部网络中的主机可以使用私有地址，共用几个公网地址，由路由器做地址转换，从而实现上网的需求。

图12.1NAT(1)

那么路由器如何进行地址转换呢？路由器使用公网地址替换源IP地址，然后将数据包转发出去，如图12.2所示。图12.2NAT(2)

当数据包返回时，路由器又如何处理呢？路由器会记录一张NAT转换表。为了便于理解，我们看一下简化的NAT转换表，如表12-1所示。当数据包返回时，路由器根据NAT转换表再做处理。

2. NAT的类型

对于NAT的分类及名称，各厂商都有不同的标准。

NAT分为静态NAT和动态NAT。

1) 静态NAT

静态NAT实现了私有地址和公网地址的一对一映射，一个公网IP地址只会分配给唯一且固定的内网主机。静态转换是双向的，即内外网双方可以互相访问。

2) 动态NAT

动态NAT基于地址池来实现私有地址和公网地址的转换，虽然也是一对一映射，但不是固定的，在华为也称其为BasicNAT。动态转换是单向的，即只能从内网去访问外网，反之则不能访问。

12.1.2动态NAT的配置

如图12.3所示，使用eNSP搭建实验环境，该环境供本章所有实验使用。

动态NAT在实际工作中很少用到，这里通过一个实验来熟悉其配置，要求将内部网络地址10.1.1.0/24转换为公网地址200.1.1.1～200.1.1.10/28来访问外网，测试PC1能ping通Server3并抓包查看其地址转换过程。

图12.3动态NAT配置案例

在路由器G0/0/2接口处抓包，源地址已做转换，如图12.4所示。图12.4动态NAT抓包

此时在Server3上ping不通PC1，说明动态NAT是单向的，如图12.5所示。图12.5动态NAT的单向测试

动态NAT的地址转换过程如图12.6所示。图12.6动态NAT地址的转换过程

12.1.3静态NAT的配置

使用eNSP搭建实验环境，如图12.7所示。

要求将内部IP地址10.1.1.11/24、10.1.1.12/24静态转换为外部公有IP地址200.1.1.11/28、200.1.1.12/28，以便其访问外网(Server3)或被外网(Server3)访问，然后验证静态NAT是双向转换的，并且进行抓包分析。

图12.7静态NAT配置案例

查看NAT配置，如图12.8所示。图12.8查看NAT配置

(4) 测试：分别在Server1和Server2上可以ping通Server3。

在路由器G0/0/2口抓包，源地址已做转换，如图12.9所示。

图12.9静态NAT抓包(1)

在交换机Ethernet0/0/3口抓包，目的地址已做转换，如图12.10所示。图12.10静态NAT抓包(2)

12.2PAT的原理与配置

12.2.1PAT的原理PAT分为动态PAT和静态PAT。1.动态PAT动态PAT改变外出数据包的源IP地址和源端口并进行端口地址的转换，内部网络的所有主机均可共享一个合法的外部IP地址来访问互联网，从而最大限度地节约IP地址资源。与动态NAT一样，动态PAT也是单向的。

动态PAT包括NAPT和EasyIP，NAPT允许多个内部地址映射到同一个公有地址的不同端口；而EasyIP属于NAPT的一种特例，允许将多个内部地址映射到网关出接口地址上的不同端口，即公有地址直接使用网关设备的外网口。

2.静态PAT

静态PAT改变数据包的IP地址和端口号。与静态NAT一样，静态PAT也是双向的。

实际应用中一般是将内网的服务器发布出去，由外网发起向内网的访问，华为称之为NATServer。

12.2.2动态PAT的配置

1. NAPT的配置案例

如图12.11所示，公司要求将内部网络10.1.1.0/24转换为一个公网地址200.1.1.10/28来实现上网(即可以访问Server3)。

图12.11NAPT配置案例

查看NAPT配置，如图12.12所示。图12.12查看NAPT配置

路由器G0/0/2口抓包，可以看到源端口为1320，如图12.13所示。图12.13NAPT抓包

总结NAPT的地址转换过程如图12.14所示。图12.14NAPT地址转换过程

2. EasyIP的配置案例

公司路由器外部接口是动态IP，如何使内部网络主机10.1.1.0/24利用PAT上网？

公司要求将内部网络主机10.1.1.0/24转换为路由器外部接口来实现上网(即可以访问Server3)，如图12.15所示。图12.15EasyIP配置案例

查看EasyIP配置，如图12.16所示。图12.16查看EasyIP配置

在路由器G0/0/2口抓包，可以看到源端口为40，如图12.17所示。图12.17EasyIP抓包

12.2.3静态PAT的配置

我们介绍实际应用比较多的NATServer，即将内网的服务器发布出去，由外网发起向内网的访问。

如图12.18所示，将内部地址10.1.1.11/24的80端口静态转换为公网地址200.1.1.11/28的80端口，将内部地址10.1.1.12/24的21端口静态转换为公网地址200.1.1.12/28的21端口，以便被外网(Client2)访问。图12.18NATServer配置案例

查看NATServer配置，如图12.19所示。图12.19查看NATServer配置

在交换机E0/0/3口抓包，可以看到源端口为2050，如图12.20所示。图12.20NATServer抓包

本章小结

NAT(NetworkAddressTranslation，网络地址转换)技术是改变数据包的IP地址，PAT技术(PortAddressTranslation，端口地址转换)是改变数据包的IP地址和端口号，PAT能够大量节省公网的IP地址，因此在实际工作中被广泛应用。NAT分为静态NAT和动态NAT(华为称之为BasicNAT)，PAT分为动态PAT(包括NAPT和EasyIP)和静态PAT(实际应用中比较多的是NATServer)。

静态NAT实现了私有地址和公网地址的一对一映射，一个公网IP地址只会分配给唯一且固定的内网主机。静态转换是双向的，即内外网双方可以互相访问。

动态NAT基于地址池来实现私有地址和公网地址的转换，虽然也是一对一映射，但不是固定的，动态转换是单向的，即只能从内网去访问外网，反之则不能访问。

动态PAT改变外出数据包的源IP地址和源端口并进行端口地址的转换，内部网络的所有主机均可共享一个合法的外部IP地址来访问互联网，从而最大限度地节约IP地址资源。与动态NAT一样，动态PAT也是单向的。

动态PAT包括NAPT和EasyIP，NAPT允许多个内部地址映射到同