深入理解ICS和NAT

NAT学习总结一、NAT介绍1．NAT是什么？NAT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。

NAT属于接入广域网(W AN)技术，广域网是将分布在不同地区的局域网或计算机系统互连起来，达到资源共享的目的。

如因特网（Internet）是世界范围内最大的广域网。

NAT的目的解决IP地址数量紧缺。

当大量的内部主机只能使用少量的合法的外部地址，就可以使用NAT把内部地址转化成外部地址。

NAT还可以防止外部主机攻击内部主机（或服务器）需要理解的内容：1.使用NAT需要在专用网连接到因特网的路由器上安装NAT软件。

装有NAT软件的路由器叫做NAT路由器，一般购买的路由器支持哪种类型NAT是设定好的。

2.NAT路由器至少需要有一个有效的外部全球IP地址。

3.NAT的功能是双向的，即可以把内网的私有地址，转化成外网的公有地址。

使得内部网络上的主机可以访问Internet，又可以把Internet上的公网IP转换成内网IP，使得外网主机可以访问内部网络。

2．NAT的分类1.NAT可以分为Basic NAT和PAT：Basic NAT只转化IP，不映射端口。

PAT除了转化IP，还做端口映射，可以用于多个内部地址映射到少量（甚至一个）外部地址。

2.PAT分为Symmetric NAT型和Cone NAT型Symmetric NAT型 (对称型),在网关时，两个不同session并端口号不同Cone NAT型（圆锥型）,在网关时，两个不同session但端口号相同3.Cone NAT型分为Full Cone NAT，Address RestrictedCone NAT 、PortRestrictedCone NATFull Cone NAT（完全圆锥型）：NAT会将客户机地址{X:y}转换成公网地址{A:b}并绑定，任何包都可以通过地址{A:b}送到客户主机的{X:y}地址上。

Address RestrictedCone NAT （地址限制圆锥型）：NAT会将客户机地址{X:y}转换成公网地址{A:b}并绑定，只有来自主机{P}的包才能和主机{X:y}通信。

提到共享上网，我们很容易想到使用代理服务器或者是带路由功能的ADSL Modem，其实我们还有更廉价的选择——用Windows系统提供的共享上网的功能。

这并没有什么新鲜的，但很多人并没有注意到：在Windows中提供的共享上网方式有两种——ICS和NAT。

这两种方式各是一个什么概念，各自依据的是什么原理，它们各有什么优缺点，这是我们下面要探讨的内容。

什么是ICSICS即Internet连接共享(Internet Connection Sharing)的英文简称，是Windows 系统针对家庭网络或小型的Intranet网络提供的一种Internet连接共享服务。

它实际上相当于一种网络地址转换器，所谓网络地址转换器就是当数据包向前传递的过程中，可以转换数据包中的IP地址和TCP/UCP端口等地址信息。

有了网络地址转换器，家庭网络或小型的办公网络中的电脑就可以使用私有地址，并且通过网络地址转换器将私有地址转换成ISP分配的单一的公用IP地址从而实现对Internet的连接。

ICS方式也称之为Internet转换连接。

什么是NATNAT即网络地址转换(Network Address Translator)，从广义上讲，ICS也是使用了一种NAT技术，不过我们这里讨论的NAT是指将运行Windows 2000 Server的计算机作为IP路由器，通过它在局域网和Internet主机间转发数据包从而实现Internet的共享。

NAT方式也称之为Internet NAT 通过将专用内部地址转换为公共外部地址，对外隐藏了内部管理的IP地址。

这样，通过在内部使用非注册的IP地址，并将它们转换为一小部分外部注册的IP地址，从而减少了IP地址注册的费用。

同时，这也隐藏了内部网络结构，从而降低了内部网络受到攻击的风险。

其工作过程我们通过图1来了解，对于由NAT传出数据包，源IP地址(专用地址)被映射到ISP分配的公用地址，并且TCP/UDP端口号也会被映射到不同的TCP/UDP端口号。

NAT的工作原理及应用1. NAT的基本概念网络地址转换（Network Address Translation，简称NAT）是一种在网络层上进行的地址转换技术，用于解决IPv4地址不足的问题。

NAT通过将内部网络的私有IP地址和外部网络的公有IP地址进行映射转换，使得内部网络可以通过一个公有IP地址访问外部网络。

2. NAT的工作原理NAT的工作原理可以归纳为三个主要步骤：步骤一：源地址转换（Source Address Translation）当内部网络中的主机向外部网络发送数据时，NAT会将数据包的源IP地址替换为公有IP地址。

这样，外部网络接收到数据包时，会将其回复发送给公有IP地址，然后NAT再将回复的数据包的目的IP地址转换为内部主机的私有IP地址。

步骤二：目的地址转换（Destination Address Translation）当外部网络中的主机向内部网络发送数据包时，NAT会将数据包的目的IP地址替换为内部主机的私有IP地址。

这样，数据包达到NAT后，它会将数据包的源IP地址转换为公有IP地址，并将数据包发送到内部网络中的目的主机。

步骤三：端口转换（Port Translation）NAT还可以进行端口转换，通过改变数据包中的端口号实现多个内部主机共享一个公有IP地址。

这是因为在一个IP地址下，端口号是唯一的，通过改变端口号，不同的数据包可以被正确路由到不同的内部主机。

3. NAT的应用场景场景一：家庭网络在家庭网络中，通常只有一个公有IP地址，但是家庭中有多台设备需要连接到外部网络。

NAT通过 IP地址转换和端口转换技术，使得多台设备能够共享一个公有IP地址访问外部网络。

这样，家庭网络中的设备可以通过NAT访问互联网，实现网络连通。

场景二：企业网络在企业网络中，NAT可以起到保护内部网络的作用。

通过将内部主机的私有IP地址转换为企业的公有IP地址，外部网络无法直接访问内部网络，从而提高了网络的安全性。

ICS与NAT上网方式及应用刘云红（农垦通信有限公司哈尔滨通信站）1 ICS和NATWindows提供了两种共享上网方式---ICS和NAT。

ICS(Internet Connection Sharing)是Windows系统针对家庭网络或小型Internet网络提供的一种Internet连接共享服务。

它相当于一种网络地址转换器，所谓网络地址转换器就是当数据包向前传递的过程中，可以转换数据包中的IP地址和TCP/UCP端口等地址信息。

有了网络地址转换器，家庭网络或小型办公网络中的电脑就可以使用私有地址，并且通过网络地址转换器将私有地址转换成ISP分配的单一的公用IP地址，从而实现对Internet的连接。

ICS方式也称之为Internet转换连接。

NAT(Network Address Translator)是一种将一个IP地址域映射到另一个IP 地址域技术，从而为终端主机提供透明路由。

NAT包括静态网络地址转换、动态网络地址转换、网络地址及端口转换、动态网络地址及端口转换、端口映射等。

NAT常用于私有地址域与公用地址域的转换，以解决IP地址匮乏问题。

在防火墙上实现NAT后，可以隐藏受保护网络的内部拓扑结构，在一定程度上提高网络的安全性。

2 如何配置ICS和NAT服务在局域网中ICS和NAT服务不能并存，只能选用其中一种。

ICS的配置过程相对简单。

首先通过在控制面板中的“网络和拨号连接”文件夹，建立同ISP的连接，然后从该连接的“属性”中选择“共享”标签，选中“启用此连接的Internet的连接共享”复选框，点击“确定”后，根据系统的提示就完成ICS服务器的设置。

而客户端只需将网卡设为“自动获得IP地址”，并将“默认网关”一栏空着，重启后即可使用ICS服务了。

NAT的配置相对复杂一些。

首先设置服务器与局域网连接的网卡IP地址（比如192.168.0.1），与ADSL或Cable Modem连接的网卡IP地址设为自动获取（也可以是ISP提供的合法的固定IP地址）。

ICS、NAT和WINGATE实验这三项功能都是用一台W2K SERVER来实现。

图1. ICS、NAT和WINGATE实验的网络拓扑示意图1、ICS的一点提示:●选择内部网卡，选择：IP地址自动获取，注意DNS的配置，可选择学院的DNS服务器，即：“192.168.253.11”,也可以是其它DNS服务器的地址；●选择外部网卡，即连接学院网络的网卡，启用“Internet共享连接”，如下图：●外部网卡启用连接共享后，会自动把内部网卡的IP地址设置为：“192.168.0.1”;●设置一台以上客户机和服务器(ICS)构成一个内部网络，它们的IP地址设置为“192.168.0.x”, 注意DNS和网关的设置(配置);●思考IE的配置。

✧测试内部网络通过ICS上网。

2、NA T配置的一点提示：步骤：“开始”→“程序”→“管理工具”→“路由和远程访问”→“右击<(本地)计算机>并选择<配置并启用路由和远程访问>”→“选择<Internet连接服务器>”→“选择<设置有网络地址转换(NA T)路由协议的路由器>”→“选择<外部连接>”→完成。

●思考IE的配置和客户机的配置。

✧测试内部网络通过NA T上网。

3、Wingate的简单指引安装注意：安装时不能已有ICS和个人防火墙。

注册码可用：zyy(用户)/40KEWR4NDC3F516EV4AVC0（注册码）步骤：①．选Server,不是client②．加入以上LICENSE(序列号)③．选Express Setup（快速安装）④．不使用NT user & Authentication（默认）⑤．Email项：不使用use Wingate mail Server⑥．ENS安装项：不使用Install ENS (Extent Network Support，扩展网络支持)⑦．不选安装ENS,则自然没有VPN的安装⑧．“Auto Update”项：不使用Enable Auto Update (非正版，不用版本更新)⑨．Begin Installation ( 开始安装)→Begin（开始）⑩．Install Completed ( 安装完成)→Finish (结束)用户登录：administrator 初始密码为空要求更改密码：123456(建议)。

NAT的原理及应用1. NAT的定义网络地址转换（Network Address Translation，简称NAT）是一种网络协议，用于将私有IP地址转换为公共IP地址，以便在互联网上进行通信。

NAT在计算机网络中起到了重要的作用，它使得多个设备可以通过共享一个公共IP地址来访问互联网。

2. NAT的原理NAT的原理是通过在私有网络和公共网络之间建立一种映射关系，将私有网络内的IP地址和端口号转换为公共网络的IP地址和端口号。

这样，在公共网络中就可以唯一标识每个数据包，从而实现了私有网络内的设备与互联网之间的通信。

具体而言，NAT的原理包括以下几个步骤：•地址转换：将私有网络内部的IP地址转换为公共网络的IP地址。

这是NAT最基本的功能，通过将私有IP地址替换为公共IP地址，实现了对外通信的能力。

•端口转换：私有网络内的多个设备可能使用相同的端口号进行通信，但在公共网络中，同一个IP地址必须使用不同的端口号进行区分。

因此，NAT会将私有网络内设备的端口号转换为公共网络的唯一端口号，以实现数据包在公共网络中的唯一标识。

•连接跟踪：NAT会为每个建立的连接维护一张映射表，记录私有网络内的设备与公共网络的映射关系。

当收到返回数据包时，NAT可以根据映射表将数据包正确转发到私有网络内的设备。

3. NAT的应用场景NAT在实际网络中有着广泛的应用，特别是在企业内部网络和家庭网络中。

下面列举了几个常见的NAT应用场景：•共享上网：通过NAT，多个设备可以通过共享一个公共IP地址来访问互联网。

这在家庭网络和小型企业中尤为常见，一台路由器作为NAT设备，为多台设备提供上网功能。

•端口映射：NAT还可以用于端口映射，将公共网络中的某个端口号映射到私有网络中的指定IP地址和端口号。

这在需要从公共网络访问私有网络的服务器时非常有用，如Web服务器、FTP服务器等。

•防火墙：NAT也可以作为防火墙的一部分，通过限制私有网络内设备对外访问的能力，保护内部网络的安全性。

NAT外网访问内网方法,内网端口映射外网ip由于公网IP地址有限，不少ISP都采用多个内网用户通过代理和网关路由共用一个公网IP上INTERNET的方法，这样就限制了这些用户在自己计算机上架设个人网站，要实现在这些用户端架设网站，最关键的一点是，怎样把多用户的内网IP和一个他们唯一共享上网的IP进行映射！就象在局域网或网吧内一样，虽然你可以架设多台服务器和网站，但是对外网来说，你还是只有一个外部的IP 地址，怎么样把外网的IP映射成相应的内网IP地址，这应该是内网的那台代理服务器或网关路由器该做的事，对我们用私有IP地址的用户也就是说这是我们的接入ISP服务商（中国电信、联通、网通、铁通等）应该提供的服务，因为这种技术的实现对他们来说是举手之劳，而对我们来说是比较困难的，首先得得到系统管理员的支持才能够实现。

因为这一切的设置必须在代理服务器上做的。

要实现这一点，可以用Windows 2000 Server 的端口映射功能，除此之外Winroute Pro也具有这样的功能，还有各种企业级的防火墙。

而对于我们这些普通用户，恐怕还是用Windows 2000 Server最为方便。

先来介绍一下NAT，NAT（网络地址转换）是一种将一个IP地址域映射到另一个IP地址域技术，从而为终端主机提供透明路由。

NAT包括静态网络地址转换、动态网络地址转换、网络地址及端口转换、动态网络地址及端口转换、端口映射等。

NAT常用于私有地址域与公用地址域的转换以解决IP地址匮乏问题。

在防火墙上实现NAT后，可以隐藏受保护网络的内部拓扑结构，在一定程度上提高网络的安全性。

如果反向NAT提供动态网络地址及端口转换功能，还可以实现负载均衡等功能。

端口映射功能可以让内部网络中某台机器对外部提供WWW服务，这不是将真IP 地址直接转到内部提供WWW服务的主机，如果这样的话，有二个蔽端，一是内部机器不安全，因为除了WWW之外，外部网络可以通过地址转换功能访问到这台机器的所有功能；二是当有多台机器需要提供这种服务时，必须有同样多的IP地址进行转换，从而达不到节省IP地址的目的。

计算机网络中的NAT技术随着互联网的发展，越来越多的人开始使用计算机和网络来进行沟通、工作、学习等。

而在现代计算机网络中，NAT技术也逐渐成为了必备的一个技术。

本文将深入探讨计算机网络中的NAT 技术，以及它对网络架构和通信的影响。

一、NAT技术的基本概念NAT，全称为Network Address Translation，即网络地址转换。

NAT技术是通过在路由器上进行地址转换，将一组IP地址映射到另外一组IP地址上，来实现内部网络和外部网络的互通。

这种技术在企业、家庭等场合中得到广泛应用。

NAT技术主要分为以下几种类型：1. 静态NAT：静态NAT是最基础和简单的NAT方式。

它将内部网络的一个固定IP地址映射到一个固定IP地址和端口上。

在静态NAT中，映射关系是一对一的。

2. 动态NAT：动态NAT和静态NAT相比更加灵活，它可以将内部网络的多个IP地址映射到一个实际IP地址和端口上，也可以将一个内部网络的IP地址映射到多个外部网络的IP地址和端口上。

在动态NAT中，映射关系是可变的。

3. NAPT：NAPT（Network Address Port Translation）是一种广泛应用的NAT方式。

NAPT可以将多个内部网络的IP地址映射到一个外部网络的IP地址上，且可以动态地将内部网络的不同IP地址绑定到同一个外部IP地址上。

此外，NAPT还支持多个内部网络通过同一个外部IP地址和端口进行访问。

二、NAT技术的优点1. 节约IP地址：由于现今面向IP的通信系统过多，IPv4地址已经短缺，所以采用NAT技术可以充分利用现有的IP地址，尤其是在大型网络中。

2. 隐藏内部网络结构：通过NAT技术，内部网络中的主机地址不会直接暴露在外部网络中，可以保证内部网络安全。

3. 可以使用私有IP地址：很多企业内部网络中都是用私有IP地址，无法直接接入公网。

通过NAT技术的转换，内部网络中的私有IP地址可以被转换为公网IP地址，从而实现内外网络的互通。