交换与路由技术课件 第9章 NAT.pptx

第九章NAT

01NAT概述02NAT的工作原理03NAT的配置CONTENT目录04项目实验

NAT概述01

为什么要引入NAT？互联网、物联网的快速发展，IPV4地址空间已经无法满足人们对IPV4地址日益增长的需求，2019年11月26日下午，负责英国、欧洲、中东和部分中亚地区互联网资源分配的欧洲网络协调中心(RIPENCC)宣布，全球所有43亿个IPv4地址已全部分配完毕，IPv4地址彻底耗尽。网络地址转换（NetworkAddressTranslation，NAT）技术于1994年被提出，用来缓解IPv4地址空间即将耗尽的问题。它是IETF(InternetEngineeringTaskForce,Internet工程任务组)的一个标准，允许一个机构以一个公用IP地址出现在Internet上。

9.1.1NAT的概念NAT是一种把内部私有网络地址（IP地址）翻译成合法公网IP地址的技术，以便在外部公共网络中传输数据流；NAT可以让那些使用私有地址的内部网络连接到Internet或其它IP网络上。NAT网关设备（如路由器、防火墙等）在将内部网络的数据包发送到公用网络时，在IP包的报头把私有地址转换成合法的公网IP地址RFC1918（AddressAllocationforPrivat，私有网络地址分配）规定了三块专有的地址，作为私有的内部组网使用：A类：—55/8B类：—55/12C类：—55/16

9.1.2NAT转换类型1.静态地址转换（静态NAT）静态NAT是指将内部网络的私有IP地址转换为公网IP地址，IP地址对是一对一的，是一成不变的，某个私有IP地址只转换为某个公网IP地址。借助于静态NAT，可以实现外部网络对内部网络中某些特定设备(如服务器)的访问。静态NAT主要的目的是为了隐藏企业内部服务器的IP地址，以达到保护服务器的目的。2.动态地址转换（动态NAT）动态NAT是指将内部网络的私有IP地址转换为公网IP地址时，IP地址是不确定的，是随机的，是多对多的关系，所有被授权访问上Internet的私有IP地址可随机转换为任何指定的合法公网IP地址。动态转换可以使用多个合法外部地址集。当ISP提供的合法公网IP地址略少于网络内部的计算机数量时，可以采用动态转换的方式。

3.端口地址转换（PAT）端口地址转换PAT（PortAddressTranslation，端口地址转换），也称为端口地址映射、端口多路复用或者NAPT（NetworkAddressPortTranslation，网络地址端口转换）。PAT在动态NAT上又进了一步，简单地说，其工作模式就是多对一，可以将多个内部网络的私有IP地址对应到一个公网IP地址。具体来说，就是内网地址+端口号与公网地址+端口号进行对应。使用PAT，内部网络的多个主机均可共享一个合法外部IP地址实现对Internet的访问，从而可以最大限度地节约IP地址资源。同时，又可隐藏网络内部的所有主机，有效避免来自internet的攻击。因此，目前网络中应用最多的就是端口多路复用方式。

9.1.3NAT的作用与功能1.NAT的作用节省了IP地址空间：通过使用NAT，内部主机可以使用同一个合法IP地址来与外部网络通信；这样只需要较少的公共地址就可以支持众多的内部主机，从而节省了IP地址。避免了重新编址：通过使用NAT，网络管理员不必给需要访问外部网络的内部主机重新分配IP地址，从而节省了时间和费用，减轻了工作负担。提高了网络安全性：NAT对外部只通告合法的IP地址，屏蔽了内部网络的拓扑结构和IP地址，内部网的主机对外部网来说是不可见的，从而提高了内部网络的安全性。2.NAT的功能NAT就是把局域网内部地址转换成可在外部公共网络或Internet上路由的全局地址。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。

NAT的工作原理02

9.2.1静态NAT的工作原理静态NAT使用私有地址和公有地址的一对一映射，这些映射由网络管理员进行配置，并保持不变。

静态NAT转换示意图

9.2.2动态NAT的工作原理静态NAT严格地进行一对一地址映射，这就导致即使内网主机长期离线或者不发送数据，也会长期占用与之对应的公网IP地址。为了避免公网地址的浪费，动态NAT引入了地址池的概念：所有可用的公网地址组成了地址池。

动态NAT转换示意图

9.2.3PAT的工作原理动态NAT选择地址池中的地址进行地址转换时不会转换端口号，即No-PAT（No-PortAdd