網(wǎng)絡(luò )地址轉換(NAT,Network Address Translation)屬接入廣域網(wǎng)(WAN)技術(shù),是一種將私有(保留)地址轉化為合法IP地址的轉換技術(shù),它被廣泛應用于各種類(lèi)型Internet接入方式和各種類(lèi)型的網(wǎng)絡(luò )中。原因很簡(jiǎn)單，NAT不僅完美地解決了lP地址不足的問(wèn)題，而且還能夠有效地避免來(lái)自網(wǎng)絡(luò )外部的攻擊，隱藏并保護網(wǎng)絡(luò )內部的計算機。
雖然NAT可以借助于某些代理服務(wù)器來(lái)實(shí)現，但考慮到運算成本和網(wǎng)絡(luò )性能，很多時(shí)候都是在路由器上來(lái)實(shí)現的。
隨著(zhù)接入Internet的計算機數量的不斷猛增，IP地址資源也就愈加顯得捉襟見(jiàn)肘。事實(shí)上，除了中國教育和科研計算機網(wǎng)(CERNET)外，一般用戶(hù)幾乎申請不到整段的C類(lèi)IP地址。在其他ISP那里，即使是擁有幾百臺計算機的大型局域網(wǎng)用戶(hù)，當他們申請IP地址時(shí)，所分配的地址也不過(guò)只有幾個(gè)或十幾個(gè)IP地址。顯然，這樣少的IP地址根本無(wú)法滿(mǎn)足網(wǎng)絡(luò )用戶(hù)的需求，于是也就產(chǎn)生了NAT技術(shù)。
l.NAT簡(jiǎn)介
借助于NAT，私有(保留)地址的"內部"網(wǎng)絡(luò )通過(guò)路由器發(fā)送數據包時(shí)，私有地址被轉換成合法的IP地址，一個(gè)局域網(wǎng)只需使用少量IP地址(甚至是1個(gè))即可實(shí)現私有地址網(wǎng)絡(luò )內所有計算機與Internet的通信需求。
NAT將自動(dòng)修改IP報文的源IP地址和目的IP地址，Ip地址校驗則在NAT處理過(guò)程中自動(dòng)完成。有些應用程序將源IP地址嵌入到IP報文的數據部分中，所以還需要同時(shí)對報文進(jìn)行修改，以匹配IP頭中已經(jīng)修改過(guò)的源IP地址。否則，在報文數據都分別嵌入IP地址的應用程序就不能正常工作。
2.NAT實(shí)現方式
NAT的實(shí)現方式有三種，即靜態(tài)轉換Static Nat、動(dòng)態(tài)轉換Dynamic Nat和 端口多路復用OverLoad。
靜態(tài)轉換是指將內部網(wǎng)絡(luò )的私有IP地址轉換為公有IP地址，IP地址對是一對一的，是一成不變的，某個(gè)私有IP地址只轉換為某個(gè)公有IP地址。借助于靜態(tài)轉換，可以實(shí)現外部網(wǎng)絡(luò )對內部網(wǎng)絡(luò )中某些特定設備(如服務(wù)器)的訪(fǎng)問(wèn)。
動(dòng)態(tài)轉換是指將內部網(wǎng)絡(luò )的私有IP地址轉換為公用IP地址時(shí)，IP地址對是不確定的，而是隨機的，所有被授權訪(fǎng)問(wèn)上Internet的私有IP地址可隨機轉換為任何指定的合法IP地址。也就是說(shuō)，只要指定哪些內部地址可以進(jìn)行轉換，以及用哪些合法地址作為外部地址時(shí)，就可以進(jìn)行動(dòng)態(tài)轉換。動(dòng)態(tài)轉換可以使用多個(gè)合法外部地址集。當ISP提供的合法IP地址略少于網(wǎng)絡(luò )內部的計算機數量時(shí)�？梢圆捎脛�(dòng)態(tài)轉換的方式。
端口多路復用(Port address Translation,PAT)是指改變外出數據包的源端口并進(jìn)行端口轉換，即端口地址轉換(PAT，Port Address Translation).采用端口多路復用方式。內部網(wǎng)絡(luò )的所有主機均可共享一個(gè)合法外部IP地址實(shí)現對Internet的訪(fǎng)問(wèn)，從而可以最大限度地節約IP地址資源。同時(shí)，又可隱藏網(wǎng)絡(luò )內部的所有主機，有效避免來(lái)自internet的攻擊。因此，目前網(wǎng)絡(luò )中應用最多的就是端口多路復用方式。
3.網(wǎng)絡(luò )地址轉換(NAT)的實(shí)現
在配置網(wǎng)絡(luò )地址轉換的過(guò)程之前，首先必須搞清楚內部接口和外部接口，以及在哪個(gè)外部接口上啟用NAT。通常情況下，連接到用戶(hù)內部網(wǎng)絡(luò )的接口是NAT內部接口，而連接到外部網(wǎng)絡(luò )(如Internet)的接口是NAT外部接口。
1).靜態(tài)地址轉換的實(shí)現
假設內部局域網(wǎng)使用的lP地址段為192.168.0.1~192.168.0.254，路由器局域網(wǎng)端(即默認網(wǎng)關(guān))的IP地址為192.168.0.1，子網(wǎng)掩碼為255.255.255.0。網(wǎng)絡(luò )分配的合法IP地址范圍為61.159.62.128~61.159.62.135，路由器在廣域網(wǎng)中的IP地址為61.159.62.129，子網(wǎng)掩碼為255.255.255.248可用于轉換的IP地址范圍為61.159.62.130~61.159.62.134。要求將內部網(wǎng)址192.168.0.2~192.168.0.6分別轉換為合法IP地址61.159.62.130~61.159.62.134。
第一步，設置外部端口。
interface serial 0
ip address 61.159.62.129 255.255.255.248
ip nat outside
第二步，設置內部端口。
interface ethernet 0
ip address 192.168.0.1 255.255.255.0
ip nat inside
第三步，在內部本地與內部合法地址之間建立靜態(tài)地址轉換。
ip nat inside source static 內部本地地址內部合法地址。
示例：
ip nat inside source static 192.168.0.2 61.159.62.130 //將內部網(wǎng)絡(luò )地址192.168.0.2轉換為合法IP地址61.159.62.130
ip nat inside source static 192.168.0.3 61.159.62.131 //將內部網(wǎng)絡(luò )地址192.168.0.3轉換為合法IP地址61.159.62.131
ip nat inside source static 192.168.0.4 61.159.62.132 //將內部網(wǎng)絡(luò )地址192.168.0.4轉換為合法IP地址61.159.62.132
ip nat inside source static 192.168.0.5 61.159.62.133 //將內部網(wǎng)絡(luò )地址192.168.0.5轉換為合法IP地址61.159.62.133
ip nat inside source static 192.168.0.6 61.159.62.134 //將內部網(wǎng)絡(luò )地址192.168.0.6轉換為合法IP地址61.159.62.134
至此，靜態(tài)地址轉換配置完畢。
2).動(dòng)態(tài)地址轉換的實(shí)現
假設內部網(wǎng)絡(luò )使用的IP地址段為172.16.100.1~172.16.100.254,路由器局域網(wǎng)端口（即默認網(wǎng)關(guān)）的IP地址為172.16.100.1,子網(wǎng)掩碼為255.255.255.0。網(wǎng)絡(luò )分配的合法IP地址范圍為61.159.62.128~61.159.62.191，路由器在廣域網(wǎng)中的IP地址為61.159.62.129,子網(wǎng)掩碼為255.255.255.192,可用于轉換的IP地址范圍為61.159.62.130~61.159.62.190。要求將內部網(wǎng)址172.16.100.1~172.16.100.254動(dòng)態(tài)轉換為合法IP地址61.159.62.130~61.159.62.190。
第一步，設置外部端口。
設置外部端口命令的語(yǔ)法如下：
ip nat outside
示例：
interface serial 0 //進(jìn)入串行端口serial 0
ip address 61.159.62.129 255.255.255.248//將其IP地址指定為61.159.62.129,子網(wǎng)掩碼為255.255.255.248
ip nat outside //將串行口serial 0設置為外網(wǎng)端口
注意，可以定義多個(gè)外部端口。
第二步，設置內部端口。
設置內部接口命令的語(yǔ)法如下：
ip nat inside
示例：
interface ethernet 0 //進(jìn)入以太網(wǎng)端口Ethernet 0
ip address 172.16.100.1 255.255.255.0 // 將其IP地址指定為172.16.100.1,子網(wǎng)掩碼為255.255.255.0
ip nat inside //將Ethernet 0 設置為內網(wǎng)端口。
注意，可以定義多個(gè)內部端口。
第三步，定義合法IP地址池。
定義合法IP地址池命令的語(yǔ)法如下：
ip nat pool 地址池名稱(chēng) 起始IP地址 終止IP地址 子網(wǎng)掩碼
其中，地址池名字可以任意設定。
示例：
ip nat pool net 61.159.62.130 61.159.62.190 netmask 255.255.255.192 //指明地址緩沖池的名稱(chēng)為net,IP地址范圍為61.159.62.130~61.159.62.190,子網(wǎng)掩碼為255.255.255.192。需要注意的是，即使掩碼為255.255.255.0，也會(huì )由起始IP地址和終止IP地址對IP地址池進(jìn)行限制。
或ip nat pool test 61.159.62.130 61.159.62.190 prefix-length 26
注意，如果有多個(gè)合法IP地址范圍，可以分別添加。例如，如果還有一段合法IP地址范圍為"211.82.216.1~211.82.216.254"，那么，可以再通過(guò)下述命令將其添加至緩沖池中。
ip nat pool cernet 211.82.216.1 211.82.216.254 netmask 255.255.255.0
或
ip nat pool test 211.82.216.1 211.82.216.254 prefix-length 24
第四步，定義內部網(wǎng)絡(luò )中允許訪(fǎng)問(wèn)Internet的訪(fǎng)問(wèn)列表。
定義內部訪(fǎng)問(wèn)列表命令的語(yǔ)法如下：
access-list 標號 permit 源地址 通配符（其中，標號為1~99之間的整數）
access-list 1 permit 172.16.100.0 0.0.0.255 //允許訪(fǎng)問(wèn)Internet的網(wǎng)段為172.16.100.0~172.16.100.255，反掩碼為0.0.0.255。需要注意的是，在這里采用的是反掩碼，而非子網(wǎng)掩碼。反掩碼與反掩碼的關(guān)系為：反掩碼+子網(wǎng)掩碼=255.255.255.255。例如，子網(wǎng)掩碼為255.255.0.0，則反掩碼為0.0.255.255；子網(wǎng)掩碼為255.0.0.0,則反掩碼為0.255.255.255;子網(wǎng)掩碼為255.252.0.0,則反掩碼為0.3.255.255;子網(wǎng)掩碼為255.255.255.192，剛反掩碼為 0.0.0.63。
另外，如果想將多個(gè)IP地址段轉換為合法IP地址，可以添加多個(gè)訪(fǎng)問(wèn)列表。例如，當欲將172.16.98.0~172.16.98.255和172.16.99.0~172.16.99.255轉換為合法IP地址時(shí)，應當添加下述命令：
access-list2 permit 172.16.98.0~0.0.0.255
access-list2 permit 172.16.99.0~0.0.0.255
第五步，實(shí)現網(wǎng)絡(luò )地址轉換。
在全局設置模式下，將由access-list指定的內部本地地址與指定的內部合法地址池進(jìn)行地址轉換。命令語(yǔ)法如下：
ip nat inside source list 訪(fǎng)問(wèn)列表標號 pool 內部合法地址池名字
示例：
ip nat inside source list 1 pool chinanet
如果有多個(gè)內部訪(fǎng)問(wèn)列表，可以一一添加，以實(shí)現網(wǎng)絡(luò )地址轉換，如
ip nat insde source list 2 pool chinanet
ip nat insde source list 2 pool chinanet
如果有多個(gè)地址池，也可以一一添加，以增加合法地址池范圍，如
ip nat insde source list 2 pool cernet
ip nat insde source list 2 pool cernet
ip nat insde source list 2 pool cernet
至此，動(dòng)態(tài)地址轉換設置完畢。
3).端口復用動(dòng)態(tài)地址轉換(PAT)
內部網(wǎng)絡(luò )使用的IP地址段為10.100.100.1~10.100.100.254,路由器局域網(wǎng)端口（即默認網(wǎng)關(guān)）的IP地址為10.100.100.1，子網(wǎng)掩碼為255.255.255.0。網(wǎng)絡(luò )分配的合法IP地址范圍為202.99.160.0~202.99.160.3,路由器廣域網(wǎng)中的IP地址為202.99.160.1,子網(wǎng)掩碼為255.255.255.252，可用于轉換的IP地址為202.99.160.2。要求將內部網(wǎng)址10.100.100.1~10.100.100.254 轉換為合法IP地址202.99.160.2。
第一步，設置外部端口。
interface serial 0
ip address 202.99.160.1 255.255.255.252
in nat outside
第二步，設置內部端口。
interface ethernet 0
ip address 10.100.100.1 255.255.255.0
ip nat inside
第三步，定義合法IP地址池。
in nat pool onlyone 202.99.160.2 202.99.160.2 netmask 255.255.255.252
// 指明地址緩沖池的名稱(chēng)為onlyone,IP地址范圍為202.99.160.2,子網(wǎng)掩碼為255.255.255.252。由于本例只有一個(gè)IP地址可用，所以，起始IP地址與終止IP地址均為202.99.160.2。如果有多個(gè)IP地址，則應當分別鍵入起止的IP直址。
第四步，定義內部訪(fǎng)問(wèn)列。
access-list 1 permit 10.100.100.0 0.0.0.255
允許訪(fǎng)問(wèn)Internetr的網(wǎng)段為10.100.100.0~10.100.100.255，子網(wǎng)掩碼為255.255.255.0。需要注意的是，在這里子網(wǎng)掩碼的順序跟平常所寫(xiě)的順序相反，即0.255.255.255。
第五步，設置復用動(dòng)態(tài)地址轉換。
在全局設置模式下，設置在內部的本地地址與內部合法IP地址間建立復用動(dòng)態(tài)地址轉換。命令語(yǔ)法如下：
ip nat inside source list訪(fǎng)問(wèn)列表號pool內部合法地址池名字overload
示例：
ip nat inside source list1 pool onlyone overload //以端口復用方式，將訪(fǎng)問(wèn)列表1中的私有IP地址轉換為onlyone IP地址池中定義的合法IP地址。
注意:overload是復用動(dòng)態(tài)地址轉換的關(guān)鍵詞
至此，端口復用動(dòng)態(tài)地址轉換完成。
[編輯本段]NAT的不同類(lèi)型
NAT設置可分為靜態(tài)地址轉換、動(dòng)態(tài)地址轉換、復用動(dòng)態(tài)地址轉換三種。
靜態(tài)地址轉換將內部本地地址與內部合法地址進(jìn)行一對一的轉換，且需要指定和哪個(gè)合法地址進(jìn)行轉換。靜態(tài)地址轉換經(jīng)常在一個(gè)固定的外部的IP地址訪(fǎng)問(wèn)一內部主機情況下使用。
動(dòng)態(tài)地址轉換也是將內部本地地址與內部合法地址一對一的轉換，但是動(dòng)態(tài)地址轉換是從內部合法地址池中動(dòng)態(tài)地選擇一個(gè)未使用的地址來(lái)對內部本地地址進(jìn)行轉換的。而一旦連接斷開(kāi)，取出的全局IP地址將重新放入池中，以供其他的鏈接使用。動(dòng)態(tài)轉換效率是非常高的，因為一個(gè)注冊過(guò)的IP地址可以讓多個(gè)不同的端站點(diǎn)使用多次。
復用動(dòng)態(tài)地址轉換首先是一種動(dòng)態(tài)地址轉換，但是它可以允許多個(gè)內部本地地址公用一個(gè)內部合法地址。對只申請到少量IP地址但卻經(jīng)常同時(shí)有多個(gè)用戶(hù)上外部網(wǎng)絡(luò )的情況，這種轉換極為有用。
PAT（port address translation）將多個(gè)內部地址映射為一個(gè)公網(wǎng)地址，但以不同的協(xié)議端口號與不同的內部地址相對應。
[編輯本段]網(wǎng)絡(luò )地址轉換(NAT)-實(shí)例
示例一：全部采用端口復用地址轉換
當ISP分配的IP地址數量很少，網(wǎng)絡(luò )又沒(méi)有其他特殊需求，即無(wú)需為Internet提供網(wǎng)絡(luò )服務(wù)時(shí)，可采用端口利用地址轉換方式，使網(wǎng)絡(luò )內的計算機采用同一IP地址訪(fǎng)問(wèn)Internet，在節約IP地址資源的同時(shí)，又可有效保護網(wǎng)絡(luò )內部的計算機。
網(wǎng)絡(luò )環(huán)境為：
局域網(wǎng)采用10Mb/s光纖，以城域網(wǎng)方式接入Internet，如圖4-2-2所示。路由器選用擁有2個(gè)10/100 Mb/s自適應端口的Cisco 2611。內部網(wǎng)絡(luò )使用的IP地址段為192.168.100.1~192.101.254，局域網(wǎng)端口Ethernet 0的IP地址為192.168.100.1,子網(wǎng)掩碼為255.255.0.0。網(wǎng)絡(luò )分配的合法IP地址范圍為202.99.160.128~202.99.160.131,連接ISP的端口Ethernet 1的IP地址為202.99.160.129,子網(wǎng)掩碼為255.255.255.252�？捎糜谵D換的IP地址為202.99.160.130。要求網(wǎng)絡(luò )內部的所有計算機均可訪(fǎng)問(wèn)Internet。
案例分析：
既然只有一個(gè)可用的合法IP地址，同時(shí)處于局域網(wǎng)的服務(wù)器又只為局域網(wǎng)提供服務(wù)，而不允許Internet中的主機對其訪(fǎng)問(wèn)，因此完全可以采用端口復用地址轉換方式實(shí)現NAT，使得網(wǎng)絡(luò )內的所有計算機均可獨立訪(fǎng)問(wèn)Internet。
配置清單：
interface fastethernet0/0
ip address 192.168.100.1 255.255.0.0 //定義本地端口IP地址
duplex auto
speed auto
ip nat inside // 定義為本地端口
!
interface fastethernet0/1
ip address 202.99.160.129 255.255.255.252
duplex auto
speed auto
ip nat outside
!
ip nat pool onlyone 202.99.160.130 202.99.160.130 netmadk 255.255.255.252 //定義合法IP地址池，名稱(chēng)為onlyone
access-list 1 permit 192.168.100.0 0.0.0.255 //定義本地訪(fǎng)問(wèn)列表
access-list 1 permit 192.168.100.0 0.0.0.255
ip nat inside source list1 pool onlyone overload //采用端口復用動(dòng)態(tài)地址轉換
示例二：動(dòng)態(tài)地址+端口復用地址轉換
許多FTP網(wǎng)站考慮到服務(wù)器性能和Internet連接帶寬的占用問(wèn)題，都限制同一IP地址的多個(gè)進(jìn)程訪(fǎng)問(wèn)。如果采用端口復地址轉換方式，則網(wǎng)絡(luò )內的所以計算機都采用同一IP地址訪(fǎng)問(wèn)Internet,那么，將因此而被禁止對該網(wǎng)站的訪(fǎng)問(wèn)。所以，當提供的合法IP地址數量稍多時(shí)，可同時(shí)采用端口復用和動(dòng)態(tài)地址轉換方式，從而既可保證所有用戶(hù)都能夠獲得訪(fǎng)問(wèn)Internet的權力，同時(shí)，又不致、某些計算機因使用同一IP地址而被限制權限。需要注意的是，由于所有計算機都采用動(dòng)態(tài)地址轉換方式，因此Internet中的所有計算機將無(wú)法實(shí)現對網(wǎng)絡(luò )內部服務(wù)器的訪(fǎng)問(wèn)。
網(wǎng)絡(luò )環(huán)境：
局域網(wǎng)以2Mb/s DNA專(zhuān)線(xiàn)接入Internet，路由器選用安裝了廣域網(wǎng)模塊的Cisco 2611,如圖4-2-2所示。內部網(wǎng)絡(luò )使用的IP地址段為172.16.100.1~172.16.102.254,局域網(wǎng)端口Ethernet 0的IP地址為172.16.100.1,子網(wǎng)掩碼為255.255.0.0。網(wǎng)絡(luò )分配的合法IP地址范圍為202.99.160.128~202.99.160.129,子網(wǎng)掩碼為255.255.255.192,可用于轉換的IP地址范圍為202.99.160.130~202.99.160.190。要求網(wǎng)絡(luò )部分的部分計算機可以不受任何限制地訪(fǎng)問(wèn)Internet，服務(wù)器無(wú)需提供Internet訪(fǎng)問(wèn)服務(wù)。
案例分析：
既然要求網(wǎng)絡(luò )中的部分計算機可以不受任何限制地訪(fǎng)問(wèn)Internet,同時(shí)，服務(wù)器無(wú)需提供Internet訪(fǎng)問(wèn)服務(wù)，那么，只需采用動(dòng)態(tài)地址轉換+端口復用地址轉換方式即可實(shí)現。部分有特殊需求的計算機采用動(dòng)態(tài)地址轉換的NAT方式，其他計算機則采用端口復用地址轉換的NAT方式。因此，部分有特殊需求的計算機可采用內部網(wǎng)址172.16.100.1~172.16.100.254，并動(dòng)態(tài)轉換為合法地址202.99.160.130~202.99.160.189，其他計算機采用內部網(wǎng)址172.16.101.1~172.16.102.254,全部轉換為202.99.160.190。
配置清單：
interface fastethernet0/1
ip address 10.100.100.1 255.255.255.0 //定義局域網(wǎng)端口IP地址
duplex auto
speed auto
ip nat inside //定義為局域端口
!
interface serial 0/0
ip address 202.99.160.129 255.255.255.192 //定義廣域網(wǎng)端口IP地址
!
duplex auto
speed auto
ip nat outside //定義為廣域端口
!
ip nat pool public 202.99.160.130 202.130.160.190 netmask 255.255.255.192 //定義合法IP地址池，名稱(chēng)為public
ip nat pool super 202.99.160.130 202.130.160.189 netmask 255.255.255.192 //定義合法IP地址池，名稱(chēng)為super
ip nat inside source list1 pool super //定義列表達1采用動(dòng)態(tài)地址轉換
ip nat inside source list2 pool public overload? //定義列表2采用端口復用地址轉換
access-list1 permit 172.16.100.0 0.0.0.255 //定義本地訪(fǎng)問(wèn)列表1
access-list2 permit 172.16.102.0 0.0.0.255 //定義本地訪(fǎng)問(wèn)列表2
access-list2 permit 172.16.102.0 0.0.0.255
示例三：靜態(tài)地址轉換+端口復用地址轉換
其實(shí)在很多時(shí)候，網(wǎng)絡(luò )中的服務(wù)器既為網(wǎng)絡(luò )內部的客戶(hù)提供網(wǎng)絡(luò )服務(wù)，又同時(shí)為Internet中的用戶(hù)提供訪(fǎng)問(wèn)服務(wù)。因此，如果采用端口復用地址轉換或動(dòng)態(tài)地址轉換，將由于無(wú)法確定服務(wù)器的IP地址，而導致Internet用戶(hù)無(wú)法實(shí)現對網(wǎng)絡(luò )內部服務(wù)器的訪(fǎng)問(wèn)。此時(shí)，就應當采用靜態(tài)地址轉換+端口復用地址轉換的NAT方式。也就是說(shuō)，對服務(wù)器采用靜態(tài)地址轉換，以確保服務(wù)器擁有固定的合法IP地址。而對普通的客戶(hù)計算機則采用端口復用地址轉換，使所有用戶(hù)都享有訪(fǎng)問(wèn)Internet的權力。
網(wǎng)絡(luò )環(huán)境為：
局域網(wǎng)采用10Mb/s光纖，以城域網(wǎng)方式接入Internet，如圖4-2-2所示。路由器選用擁有2個(gè)10/100 Mb/s自適應端口的Cisco 2611。內部網(wǎng)絡(luò )使用的IP地址段為10.18.100.1~10.18.104.254,局域網(wǎng)端口Ethernet 0的IP地址為10.18.100.1,子網(wǎng)掩碼為255.255.0.0。網(wǎng)絡(luò )分配的合法IP地址范圍為211.82.220.80~211.82.220.87，連接ISP的端口Ethernet 1的IP地址為211.82.220.81,子網(wǎng)掩碼為255.255.255.248。要求網(wǎng)絡(luò )內部的所有計算機均可訪(fǎng)問(wèn)Internet，并且在Internet中提供Web、E-mail、FTP和Media等4種服務(wù)。
案例分析：
既然網(wǎng)絡(luò )內的服務(wù)器要求能夠被Internet訪(fǎng)問(wèn)到，那么，這部分主機必須擁有合法的IP地址，也就是說(shuō)，服務(wù)器必須采用靜態(tài)地址轉換。其他計算機由于沒(méi)有任何限制，所以，可采用端口復用地址轉換的NAT方式。因此，服務(wù)器可采用內網(wǎng)址10.18.100.1~10.18.100.254，并分別映射為一個(gè)合法的IP地址。其他計算機則采用內部網(wǎng)址10.18.101.1~172.16.104.254,并全部轉換為一個(gè)合法的IP地址。
配置清單：
interface fastethernet0/0
ip address 10.18.100.1 255.255.0.0 //定義局域網(wǎng)口IP地址
duplex auto
speed auto
ip nat inside //定義局域網(wǎng)口
!
interface fastethernet0/1
ip address 211.82.220.81 255.255.255.248 //定義廣域網(wǎng)口IP地址
duplex auto
speed auto
ip nat outside //定義廣域網(wǎng)口
!
ip nat pool every 211.82.220.86 211.82.220.86 netmask 255.255.255.248 //定義合法IP地址池
access-list 1 permit 10.18.101.0 0.0.0.255 //定義本地訪(fǎng)問(wèn)列表1
access-list 1 premit 10.18.102.0 0.0.0.255
access-list 1 premit 10.18.103.0 0.0.0.255
access-list 1 premit 10.18.104.0 0.0.0.255
ip nat inside source list1 pool every overload //定義列表達1采用端口復用地址轉換
ip nat inside source static 10.18.100.10 211.82.220.82 //定義靜態(tài)地址轉換
ip nat inside source static 10.18.100.11 211.82.220.83
ip nat inside source static 10.18.100.12 211.82.220.84
ip nat inside source static 10.18.100.13 211.82.220.85
示例四：TCP/UDP端口NAT映射
如果ISP提供的合法IP地址的數量較多，我們自然可以采用靜態(tài)地址轉換+端口復用動(dòng)態(tài)地址轉換的方式得以完美實(shí)現。但如果ISP只提供4個(gè)IP地址，其中2個(gè)作為網(wǎng)絡(luò )號和廣播地址而不可使用，1個(gè)IP地址要用于路由器定義為默認網(wǎng)關(guān)， 那么將只剩下1個(gè)IP地址可用。當然我們也可以利用這個(gè)僅存的一個(gè)IP地址采用端口復用地址轉換技術(shù)，從而實(shí)現整個(gè)局域網(wǎng)的Internet接入。但是由于服務(wù)器也采用動(dòng)態(tài)端口，因此，Internet中的計算機將無(wú)法訪(fǎng)問(wèn)到網(wǎng)絡(luò )內部的服務(wù)器。有沒(méi)有好的解決問(wèn)題的方案呢？這就是TCP/UDP端口NAT映射。
我們知道，不同應用程序使用的TCP/UDP的端口是不同的，比如，Web服務(wù)使用50，FTP服務(wù)使用21，SMTP服務(wù)使用25，POP3服務(wù)使用110，等等。因此，可以將不同的TCP端口綁定至不同的內部IP地址，從而只使用一個(gè)合法的IP地址，即可在允許內部所有服務(wù)器被Internet訪(fǎng)問(wèn)的同時(shí)，實(shí)現內部所有主機對Internet訪(fǎng)問(wèn)。
網(wǎng)絡(luò )環(huán)境：
局域網(wǎng)采用10Mb/s光纖，以城域網(wǎng)方式接入Internet，如圖4-2-5所示。路由器選用擁有2個(gè)10/100 Mb/s自適應端口的Cisco 2611。內部網(wǎng)絡(luò )使用的IP地址段為192.168.1.1~192.168.1.254，局域網(wǎng)端口Ethernet 0的IP地址為192.168.1.1,子網(wǎng)掩碼為255.255.255.0。網(wǎng)絡(luò )分配的合法IP地址范圍為，211.82.220.128~211.82.220.131,連接ISP的端口Ethernet 1的IP地址為211.82.220.129,子網(wǎng)掩碼為255.225.255.252，可用于轉換的IP地址為211.82.220.130。要求網(wǎng)絡(luò )內部的所有計算機均可訪(fǎng)問(wèn)Internet。
案例分析：
既然只有一個(gè)可用的合法IP地址，當然只能采用端口復用方式實(shí)現NAT，不過(guò)，由于同時(shí)又要求網(wǎng)絡(luò )內部的服務(wù)器可以被Internet訪(fǎng)問(wèn)到，因此，必須使用PAT創(chuàng )建TCP/UDP端口的NAT映射。需要注意的是，也可以直接使用廣域端口創(chuàng )建TCP/UDP端口的NAT映射，也就是說(shuō)，即使只有一個(gè)IP地址，也可以完美實(shí)現端口復用。由于合法IP地址位于路由器端口上，所以，不再需要定義NAT池，只簡(jiǎn)單地使用inside source list語(yǔ)句即可。
需要注意的是，由于每種應用服務(wù)都有自己默認的端口，所以，這種NAT方式下，網(wǎng)絡(luò )內部每種應用服務(wù)中只能各自有一臺服務(wù)器成為Internet中的主機，例如，只能有一臺Web服務(wù)器，一臺E-mail服務(wù)，一臺FTP服務(wù)器。盡管可以采用改變默認端口的方式創(chuàng )建多臺應用服務(wù)器，但這種服務(wù)器在訪(fǎng)問(wèn)時(shí)比較困難，要求用戶(hù)必須先了解某種服務(wù)采用的新TCP端口。
配置清單：
interface fastethernet0/0
ip address 192.168.1.1 255.255.255.0//指定局域網(wǎng)口的IP地址
duplex auto
speed auto
ip nat inside //指定局域網(wǎng)接口
!
interface fastethernet0/1
ip address 211.82.220.129 255.255.255.248 //指定廣域網(wǎng)口的IP地址
access-list 1 permit 192.168.1.0 0.0.0.255
!
ip nat inside source list1 interface fastethernet0/1 overload //啟用端口復用地址轉換，并直接采用fastethernet0/1的IP地址。
ip nat inside source static tcp 192.168.1.11 80 202.99.160.129.80
ip nat inside source static tcp 192.168.1.12 21 202.99.160.129.21
ip nat inside source static tcp 192.168.1.13 25 202.99.160.129.25
ip nat inside source static tcp 192.168.1.13 110 202.99.160.129 110
示例五：利用地址轉換實(shí)現負載均衡
隨著(zhù)訪(fǎng)問(wèn)量的上升，當一臺服務(wù)器難以勝任時(shí)，就必須采用負載均衡技術(shù)，將大量的訪(fǎng)問(wèn)合理地分配至多臺服務(wù)器上。當然，實(shí)現負載均衡的手段有許多種，比如可以采用服務(wù)器群集負載均衡、交換機負載均衡、DNS解析負載均衡等等。
其實(shí)除此以外，也可以通過(guò)地址轉換方式實(shí)現服務(wù)器的負載均衡。事實(shí)上，這些負載均衡的實(shí)現大多是采用輪詢(xún)方式實(shí)現的，使每臺服務(wù)器都擁有平等的被訪(fǎng)問(wèn)機會(huì )。
網(wǎng)絡(luò )環(huán)境：
局域網(wǎng)以2Mb/s DDN專(zhuān)線(xiàn)拉入Internet,路由器選用安裝了廣域網(wǎng)模塊的Cisco 2611,如圖4-2-6所示。內部網(wǎng)絡(luò )使用的IP地址段為10.1.1.1~10.1.3.254，局域網(wǎng)端口Ethernet 0的IP地址為10.1.1.1,子網(wǎng)掩碼為255.255.252.0。網(wǎng)絡(luò )分配的合法IP地址范圍為202.110.198.80~202.110.198.87,連接ISP的端口Ethernet 1的IP地址為202.110.198.81,子網(wǎng)掩碼為255.255.255.248。要求網(wǎng)絡(luò )內部的所有計算機均可訪(fǎng)問(wèn)Internet，并且在3臺Web服務(wù)器和2臺FTP服務(wù)器實(shí)現負載均衡。
案例分析：
既然要求網(wǎng)絡(luò )內所有計算機都可以接入Internet,而合法IP地址又只有5個(gè)可用，當然可采用端口復用地址轉換方式。本來(lái)對服務(wù)器通過(guò)采用靜態(tài)地址轉換，賦予其合法IP地址即可。但是，由于服務(wù)器的訪(fǎng)問(wèn)量太大（或者是服務(wù)器的性能太差），不得不使用多臺服務(wù)器作負載均衡，因此，必須將一個(gè)合法IP地址轉換成多相內部IP地址，以輪詢(xún)方式減輕每臺服務(wù)器的訪(fǎng)問(wèn)壓力。
配置文件：
interface fastethernet0/1
ip adderss 10.1.1.1 255.255.252.0 //定義局域網(wǎng)端口IP地址
duplex auto
speed auto
ip nat inside //定義為局域端口
!
interface serial 0/0
ip address 202.110.198.81 255.255.255.248 //定義廣域網(wǎng)端口IP地址
duplex auto
speed auto
ip nat outside //定義為廣域端口
!
access-list 1 permit 202.110.198.82 //定義輪詢(xún)地址列表1
access-list 2 permit 202.110.198.83 //定義輪詢(xún)地址列表2
access-list 3 permit 10.1.1.0 0.0.3.255 //定義本地訪(fǎng)問(wèn)列表3
!
ip nat pool websev 10.1.1.2 10.1.1.4 255.255.255.248 type rotary //定義Web服務(wù)器的IP地址池，Rotary關(guān)鍵字表示準備使用輪詢(xún)策略從NAT池中取出相應的IP地址用于轉換進(jìn)來(lái)的IP報文，訪(fǎng)問(wèn)202.110.198.82的請求將依次發(fā)送給web服務(wù)器：10.1.1.2、10.1.1.3和10.1.1.4
ip nat pool ftpsev 10.1.1.8 10.1.1.9 255.255.255.248 type rotary //定義ftp服務(wù)器的IP地址池。
ip nat pool normal 202.110.198.84 202.110.198.84 netmask 255.255.255.248 //定義合法IP地址池，名稱(chēng)為normal
ip nat inside destination list 1 pool websev //inside destination list 語(yǔ)句定義與列表1相匹配的IP地址的報文將使用輪詢(xún)策略
ip nat inside destination list 2 pool ftpsev
[編輯本段]受到NAT影響的應用程序
一些高層協(xié)議（比如FTP，Quake，SIP）是在IP包的有效數據內發(fā)送網(wǎng)絡(luò )層（第三層）信息的。比如，主動(dòng)模式的FTP使用單獨的端口分別來(lái)控制命令傳輸和數據傳輸。當請求一個(gè)文件傳輸時(shí)，主機在發(fā)送請求的同時(shí)也通知對方自己想要在哪個(gè)端口接受數據。但是，如果主機是在一個(gè)簡(jiǎn)單的NAT防火墻后發(fā)送的請求，那么由于端口的映射將會(huì )使對方接收到的信息無(wú)效。
一個(gè)應用層網(wǎng)關(guān)（Application Layer Gateway或ALG）可以修正這個(gè)問(wèn)題。運行在NAT防火墻設備上的ALG軟件模塊可以更新任何由地址轉換而導致無(wú)效的信息。顯然，ALG需要明白它所要修正的上層協(xié)議，所以每個(gè)有這種問(wèn)題的協(xié)議都需要有一個(gè)單獨的ALG。
但是，除FTP外的大多數傳統的客戶(hù)機－服務(wù)器協(xié)議不需要發(fā)送網(wǎng)絡(luò )層（第三層）信息，也就不需要ALG。
這個(gè)問(wèn)題的另一個(gè)可能的解決方法是使用象STUN這樣的技術(shù)，但是這只針對建立在UDP上的高層協(xié)議，并且需要它內建這種技術(shù)。這種技術(shù)對對稱(chēng)NAT也是無(wú)效的。還有一種可能的方案是UPnP，但它需要和NAT設備配合起來(lái)使用。
[編輯本段]NAT的不同類(lèi)型和NAT影響的應用程序
NAT的不同類(lèi)型
Full cone NAT，亦即著(zhù)名的一對一（one-to-one） NAT
一旦一個(gè)內部地址（iAddr:port1）映射到外部地址（eAddr:port2）,所有發(fā)自iAddr:port1的包都經(jīng)由eAddr:port2向外發(fā)送。任意外部主機都能通過(guò)給eAddr:port2發(fā)包到達iAddr:port1
Address-Restricted cone NAT
一旦一個(gè)內部地址（iAddr:port1）映射到外部地址（eAddr:port2）,所有發(fā)自iAddr:port1的包都經(jīng)由eAddr:port2向外發(fā)送。任意外部主機（hostAddr:any）都能通過(guò)給eAddr:port2發(fā)包到達iAddr:port1的前提是：iAddr:port1之前發(fā)送過(guò)包到hostAddr:any. "any"也就是說(shuō)端口不受限制
Port-Restricted cone NAT
類(lèi)似受限制錐形NAT（Restricted cone NAT），但是還有端口限制。
一旦一個(gè)內部地址（iAddr:port1）映射到外部地址（eAddr:port2）,所有發(fā)自iAddr:port1的包都經(jīng)由eAddr:port2向外發(fā)送。一個(gè)外部主機（hostAddr:port3）能夠發(fā)包到達iAddr:port1的前提是：iAddr:port1之前發(fā)送過(guò)包到hostAddr:port3.
Symmetric NAT（對稱(chēng)NAT）
每一個(gè)來(lái)自相同內部IP與port的請求到一個(gè)特定目的地的IP地址和端口，映射到一個(gè)獨特的外部來(lái)源的IP地址和端口。
同一個(gè)內部主機發(fā)出一個(gè)信息包到不同的目的端，不同的映射使用
外部主機收到了一封包從一個(gè)內部主機可以送一封包回來(lái)
受到NAT影響的應用程序
一些高層協(xié)議（比如FTP，Quake，SIP,VPN）是在IP包的有效數據內發(fā)送網(wǎng)絡(luò )層（第三層）信息的。比如，主動(dòng)模式的FTP使用單獨的端口分別來(lái)控制命令傳輸和數據傳輸。當請求一個(gè)文件傳輸時(shí)，主機在發(fā)送請求的同時(shí)也通知對方自己想要在哪個(gè)端口接受數據。但是，如果主機是在一個(gè)簡(jiǎn)單的NAT防火墻后發(fā)送的請求，那么由于端口的映射將會(huì )使對方接收到的信息無(wú)效。
一個(gè)應用層網(wǎng)關(guān)（Application Layer Gateway或ALG）可以修正這個(gè)問(wèn)題。運行在NAT防火墻設備上的ALG軟件模塊可以更新任何由地址轉換而導致無(wú)效的信息。顯然，ALG需要明白它所要修正的上層協(xié)議，所以每個(gè)有這種問(wèn)題的協(xié)議都需要有一個(gè)單獨的ALG。
但是，除FTP外的大多數傳統的客戶(hù)機－服務(wù)器協(xié)議不需要發(fā)送網(wǎng)絡(luò )層（第三層）信息，也就不需要ALG。
這個(gè)問(wèn)題的另一個(gè)可能的解決方法是使用象STUN這樣的技術(shù)，但是這只針對建立在UDP上的高層協(xié)議，并且需要它內建這種技術(shù)。這種技術(shù)對對稱(chēng)NAT也是無(wú)效的。還有一種可能的方案是UPnP，但它需要和NAT設備配合起來(lái)使用[4]
存儲設備
深度融入國產(chǎn)化生態(tài) 柯尼卡美能達
皖公網(wǎng)安備34150102000370號
在線(xiàn)咨詢(xún)