数据通信-nat网络地址转换

1:技术背景

• IPv4 地址已经耗尽。
局域网用户普遍使用私有 IPv4 地址(不可路由),如何访问公网(都需要部署nat才可以上公网)?
局域网中使用私有 IPv4 地址的服务器如何对公网提供服务?
若需要对外隐藏内网的 IP ,同时内网的特定服务器又需对外提供服务该如何实现?
 
2:公网IP地址及私有IP地址
 
公网地址:
公网地址是指可以在 Internet 上使用的地址。为保证整个 Internet 内的 IP 地址的 唯一性,公网地址由IANA Internet Assigned Number Authority )这个国际组 织负责分配。一台网络设备如果需要使用公网地址,就必须向ISP Internet
Service Provider )或注册中心申请。
 
私有地址:
为了满足一些实验室、公司或其他组织的独立于 Internet 之外的私有网络的需求, RFCA( Requests For Comment 1918 为私有使用留出了三个 IP 地址段。私有 地址不能在Internet 上被分配,因而可以不必申请就可以自由使用
 
 
3:NAT(network address translator)
      
NAT Network Address Translator )的主要原理是通过解析 IP 报文头部,自动替换报文头中的源地址或目的地址,实现私网用户通过私网IP 访问公网的目的。私网 IP 转换为 公网IP 的过程对用户来说是透明的。
 
4:NAT的优缺点:
优点 缺点
节省IP地址空间 增加转发延迟(要进行NAT处理)
解决IP地址重叠问题(不同的内网可以有相同的IP地址) 丧失端到端的寻址能力(内网不能直接访问公网)
增加网络的连入Internet的弹性 某些应用不支持NAT
当网络变更的时候减少更改ip重编址的麻烦 需要一定的内存空间支持动态存储NAT表项
对外隐藏内部地址,增加网络安全性 需要耗费一定的CPU资源进行NAT操作

5:NAT类型:

       静态(表示需要手动设置)一对一映射(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)有两种一种是IP对IP的映射,一种是IP+端口的映射。                      

                                      

       基于地址池的一对一映射(no-pat表示不作端口转换只是IP转换),是一种动态的映射。

                                     

            基于地址池的多对一映射(PAT)就是IP和端口号都做转换

                                   

        这样一来就可以实现多个私有IP映射到一个公有IP的功能,实际上这些私有IP是映射到一个公有IP地址的不同端口,用端口号来区分这些稀有IP。这样就缓解了IPv4地址紧缺的问题。

   net server:

                                    

• NAT Server 是最常用的基于目的地址的 NAT 。当内网部署了一台服务器,其真实 IP 是私网地址,但是公网用户只能通过一个公网地址来访问该服务器,这时可以配置 NAT Server,使设备将公网用户访问该公网地址的报文自动转发给内网服务器。
• NAT Server 功能使得内部服务器可以供外部网络访问。外部网络的用户访问内部服 务器时,NAT 将请求报文的目的地址转换成内部服务器的私有地址。对内部服务器 回应报文而言,NAT 还会自动将回应报文的源地址(私网地址)转换成公网地址。
 
 
EasyIP
 
内外网及出口路由器OR的IP地址规划如图所示:
现在192.168.1.0/24网段的PC均需访问外网,现在希望内网能够使用路由器GE0/0/1口的公网IP,以Easy IP的方式访问公网。就是使用它不同的端口号,进行不同的映射。
 
内部服务器映射(net server)

现在内网的server需要对外提供Web服务,申请到的公网地址是200.1.1.100,现在要将内网这台server的TCP80端口映射到200.1.1.100的TCP 8080端口,使得外网能够访问;

配置方式

摘自:华为教学视频

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