NAT穿越

直连IPSEC的野蛮模式NAT穿越IPsec（Internet Protocol Security）是一种网络协议套件，用于实现网络通信的加密和认证。

野蛮模式（Aggressive Mode）是IPsec的一种传输模式，不需要建立安全通道即可交换密钥。

NAT（Network Address Translation）是用于在网络中分配和转换IP地址的技术。

在传统的IPsec通信中，通常使用隧道模式（Tunnel Mode）来传输IP数据包。

但是，当通信双方之间存在NAT设备时，隧道模式会受到限制。

为了解决这个问题，就出现了野蛮模式NAT穿越。

野蛮模式NAT穿越指的是在存在NAT设备的网络环境中，使用IPsec 的野蛮模式进行通信，并成功穿越NAT设备，实现加密和认证的目的。

下面将详细介绍野蛮模式NAT穿越的原理和实现过程。

野蛮模式NAT穿越的原理：1. NAT设备的限制：NAT设备通过转换IP地址和端口号来实现对网络地址的转换，但这会导致IPsec报文中的IP地址和端口号不一致，从而导致通信失败。

2. 野蛮模式的优势：野蛮模式不需要建立安全通道即可交换密钥，因此可以在初始的IKE（Internet Key Exchange）阶段就完成阶段一和阶段二的协商，减少了通信的时间和开销。

3.NAT穿越的技术：为了实现野蛮模式的NAT穿越，需要使用一些技术手段来绕过NAT设备的限制，包括端口映射和引导报文。

野蛮模式NAT穿越的实现步骤：1. 发起方（Initiator）向响应方（Responder）发送IKE_INIT请求。

该请求包含了发起方的随机数和IP地址等信息。

2.响应方收到IKE_INIT请求后，生成响应方的随机数和IP地址等信息，并使用这些信息生成哈希值和共享密钥。

3.发起方收到响应方的IKE_INIT响应后，生成发起方的哈希值和共享密钥。

4.握手阶段一结束后，发起方和响应方交换生成的哈希值和共享密钥。

打洞原理的应用引言打洞原理是一种常见的网络通信技术，在网络安全和软件开发中具有重要的应用。

本文将介绍打洞原理的基本概念和原理，并介绍其在实际应用中的一些典型案例。

打洞原理概述打洞原理，也称为NAT穿越技术，是通过一系列技术手段实现在网络环境中突破防火墙、NAT和代理等设备的限制，建立两个位于不同私有网络中的主机之间的直接通信。

通过打洞原理，可以实现点对点的直接连接，跨越了传统网络中的限制，大大提升了网络通信的效率和便利性。

打洞原理的基本原理1.NAT设备的穿越：在私有网络中，通常会使用NAT设备来将内部IP地址和端口映射到公共网络上，这会导致两个位于不同私有网络中的主机无法直接通信。

打洞原理通过一系列技术手段，绕过NAT设备，使得两个私有网络中的主机能够直接通信。

2.UDP通信的特性：打洞原理通常使用UDP协议进行通信，因为UDP协议相比于TCP协议，具有更好的穿透性。

UDP协议与TCP协议不同，不需要经过三次握手等繁琐的过程，而是直接发送数据包，因此能够更容易地穿越网络设备。

3.中间服务器的协助：在打洞原理中，通常会借助第三方的服务器进行协助。

这个服务器在两个私有网络中的主机之间起到中转的作用，帮助建立直接的通信通道。

通过合理的协议设计和中转服务器的存在，打洞原理能够实现两个私有网络中的主机之间的直接通信。

打洞原理的应用场景1.P2P文件共享：在P2P文件共享中，通常会涉及到直接点对点的通信。

打洞原理能够帮助不同私有网络中的用户建立直接的通信通道，加快文件传输的速度和效率。

2.实时语音视频通话：在实时语音视频通话中，需要实现低延迟和高质量的通信。

打洞原理可以帮助不同私有网络中的用户建立直接的通信通道，提升通话质量和稳定性。

3.远程桌面控制：在远程桌面控制中，需要实现即时响应和快速传输。

打洞原理可以帮助远程主机与客户端建立直接的通信通道，提供更流畅的使用体验。

4.多人网络游戏：在多人网络游戏中，需要实现实时的数据交互和同步。

IPSec的NAT穿越详细介绍1. 前言IPSec提供了端到端的IP通信的安全性，但在NAT环境下对IPSec的支持有限，AH协议是肯定不能进行NAT的了，这和AH设计的理念是相违背的；ESP协议在NAT环境下最多只能有一个VPN主机能建立VPN通道，无法实现多台机器同时在NAT环境下进行ESP通信。

关于IPSec在NAT环境下的需求问题在RFC3715中进行了描述。

NAT穿越(NATTraversal，NAT-T)就是为解决这个问题而提出的，在RFC3947，3948中定义，在RFC4306中也加入了NAT-T的说明，但并没废除RFC3947，3948，只是不区分阶段1和阶段2。

该方法将ESP协议包封装到UDP包中（在原ESP协议的IP包头外添加新的IP头和UDP 头），使之可以在NAT环境下使用的一种方法，这样在NAT的内部网中可以有多个IPSec 主机建立VPN通道进行通信。

2. IKE协商使用UDP封装RFC3947主要描述如何检测是否存在NAT设备，并如何在IKE中协商使用UDP来封装IPSec 数据包。

本帖隐藏的内容2.1 检测功能是检测通信中是否存在NAT设备和对方是否支持NAT-T。

正常的IKE协商使用的UDP包的源和目的端口都是500，如果存在NAT设备，大多数情况下该UDP包的源端口部分会改变，只有少数情况不改。

接收方如果发现UDP源端口不是500，那可以确定数据是经过了NAT设备。

另外，确定NAT的位置也是重要的，在检测对方失效（DPD）时，应该尽量由在NAT设备后面的一方主动进行DPD探测，而从另一方探测有可能会失败。

检测对方是否支持NAT-T是通过交换vendor ID载荷来实现的，如果自身支持NAT-T，在IKE 开始交互就要发送这种载荷，载荷内容是“RFC 3947”的MD5值，也就是十六进制的“4a131c81070358455c5728f20e95452f”。

判断是否在NAT设备后面是通过发送NAT-D(NAT-Discovery)载荷来实现的，载荷内容是IP 地址和UDP端口的HASH值，NAT-D载荷格式如下，载荷类型值是20：1 2 3 4 5 6 7 8 1 2 3 4 5 6 7 8 1 2 3 4 5 6 7 8 1 2 3 4 5 6 7 8+---------------+---------------+---------------+---------------+| Next Payload | RESERVED | Payload length |+---------------+---------------+---------------+---------------+~ HASH of the address and port ~+---------------+---------------+---------------+---------------+HASH值的计算方法如下，具体HASH是根据协商来确定的：HASH = HASH(CKY-I | CKY-R | IP | Port)CKY-I和CKY-R是协商发起方和响应方的cookie。

IPsec NAT穿越原理什么是IPsec？IPsec（Internet Protocol Security）是一种网络协议，用于在IP网络上提供安全的数据传输。

它通过加密和认证机制来保护数据的完整性、机密性和身份验证。

IPsec可以在两个主机之间或两个子网之间建立安全的通信链路。

它可以用于远程访问VPN（Virtual Private Network）连接、站点到站点VPN连接以及移动设备的安全通信。

为什么需要NAT穿越？NAT（Network Address Translation）是一种网络技术，用于将私有IP地址转换为公共IP地址，以实现多个设备共享同一个公网IP地址。

然而，由于NAT会改变IP头部信息，导致加密后的数据包无法正确解析。

这就给使用IPsec进行加密通信的应用程序带来了困扰。

因此，需要一种方法来克服NAT 对IPsec的限制，实现安全的通信。

IPsec NAT穿越原理1. NAT Traversal为了解决NAT对IPsec的限制问题，提出了NAT Traversal技术。

NAT Traversal 允许在经过NAT设备时建立和维护安全通道。

a. UDP封装NAT Traversal使用UDP封装技术将原始的IPsec数据包封装在UDP数据包中。

由于UDP是一种无连接的协议，它可以通过NAT设备传输到目标主机。

在发送IPsec数据包之前，发送方会将IPsec数据包封装在UDP数据包中，并将目的端口设置为特定的值（通常是4500）。

这样，NAT设备就会将整个UDP数据包转发到目标主机。

b. NAT检测NAT Traversal还引入了一种称为”keepalive”的机制来检测是否经过了NAT设备。

当IPsec设备与对等方建立连接时，它会周期性地向对等方发送keepalive消息。

如果对等方收到了keepalive消息，则说明没有经过NAT设备。

如果对等方未收到keepalive消息，则说明可能经过了NAT设备，并且需要使用UDP封装技术。

IPSEC NAT 穿越（两种解法）需求分析：如图，R2是上海总公司的路由器，R1是苏州分公司路由器，ISP1是长宽的路由，ISP2是电信路由器。

R2的外部地址是公网地址，R1的外部地址是私网地址。

在实际的工程中我们遇到这种问题太正常了，但恰好我们又需要在R1和R4之间建立IPSEC VPN。

NAT和IPSEC是互相冲突的，因为IPSEC保护私网地址和传输层内容，而NAT需要改这些.OK 我们开始解决这个问题！解法一：基于ESP穿越NAT配置如下R1:interface Loopback0ip address 192.168.12.1 255.255.255.0interface Ethernet0/0ip address 172.16.12.1 255.255.255.0half-duplexip route 0.0.0.0 0.0.0.0 172.16.12.2crypto isakmp policy 10authentication pre-sharecrypto isakmp keepalive 60 ISAKMP的DPDcrypto isakmp nat keepalive 10用于在NAT之后的情況，防止NAT丢弃转发条目crypto isakmp key cisco address 202.100.34.4crypto ipsec transform-set myset esp-des esp-md5-hmaccrypto ipsec nat-transparency spi-matching开启SIP-Matching，跟NAT特性有关access-list 101 permit ip 192.168.12.0 0.0.0.255 192.168.34.0 0.0.0.255 crypto map map 10 ipsec-isakmpset peer 202.100.34.4set transform-set mysetmatch address 101interface Ethernet0/0crypto map mapR2:interface Ethernet0/0ip address 172.16.12.2 255.255.255.0ip nat insideip virtual-reassembly IP分片虚拟重组half-duplexinterface Ethernet0/1ip address 202.100.23.2 255.255.255.0ip nat outsideip virtual-reassemblyhalf-duplexip route 0.0.0.0 0.0.0.0 202.100.23.3ip route 192.168.12.0 255.255.255.0 172.16.12.1ip nat service list 1 IKE preserve-portip nat service list 1 ESP spi-matchip nat inside source list 1 interface Ethernet0/1 overload ip nat inside source list 2 interface Ethernet0/1 overload access-list 1 permit 172.16.12.1access-list 2 permit 192.168.12.0 0.0.0.255R3:interface Ethernet0/0ip address 202.100.23.3 255.255.255.0half-duplexinterface Ethernet0/1ip address 202.100.34.3 255.255.255.0half-duplexR4:interface Loopback0ip address 192.168.34.4 255.255.255.0ip nat insideip virtual-reassembly!interface Ethernet0/0ip address 202.100.34.4 255.255.255.0ip nat outsideip virtual-reassemblyip route 0.0.0.0 0.0.0.0 202.100.34.3crypto isakmp policy 10authentication pre-sharecrypto isakmp keepalive 60 ISAKMP的DPDcrypto isakmp nat keepalive 10用于在NAT之后的情況，防止NAT丢弃转发条目crypto isakmp key cisco address 202.100.23.2crypto ipsec transform-set myset esp-des esp-md5-hmaccrypto ipsec nat-transparency spi-matching开启SIP-Matching，跟NAT特性有关access-list 101 permit ip 192.168.34.0 0.0.0.255 192.168.12.0 0.0.0.255 crypto map map 10 ipsec-isakmpset peer 202.100.23.2set transform-set mysetmatch address 101interface Ethernet0/0crypto map mapip nat inside source route-map nat-map interface Ethernet0/0 overload access-list 102 deny ip 192.168.34.0 0.0.0.255 192.168.12.0 0.0.0.255access-list 102 permit ip 192.168.34.0 0.0.0.255 any route-map nat-map permit 1match ip address 102测试结果解法二：基于UDP穿越NAT将cry ips nat-transparency spi-matching 改成cry ips nat-transparency udp-encapsulation即可测试：注意理解“crypto ipsec nat-transparency”这个命令，后面有两个参数，一个是NAT-T支持，一个是SPI-Matching。

IPSec与NAT穿越：解决地址转换对安全的影响引言在互联网的时代，安全性是一个重要的关键。

随着互联网技术的不断发展，网络安全问题也日益突出。

网络地址转换（NAT）作为一种常用的网络管理手段，为多个设备共享一个公网IP地址提供了便利，但同时也给网络安全带来了一定的挑战。

本文将探讨NAT对安全性的影响，并介绍如何通过IPSec实现NAT穿越，确保网络的安全性。

NAT的工作原理及安全隐患NAT主要通过修改IP数据包的源IP地址和目标IP地址，实现内网与外网之间的通信。

在这个过程中，NAT会对数据包进行检查和改写，这个操作本身可能对网络的安全性产生一定的影响。

首先，NAT会隐藏内网的真实地址，使得攻击者更难追踪攻击来源。

然而，一旦内网中的主机感染了病毒或受到入侵，由于NAT的存在，追踪和定位攻击来源变得更加困难。

另外，由于多个内网设备共享一个公网IP地址，NAT也可能导致端口资源的不足。

当多个内网设备尝试与外网建立连接时，NAT需要在内网和外网之间进行端口映射。

如果网络负载过大，端口资源不足，将会导致连接失败和网络延迟。

此外，NAT也无法提供真正的完全访问控制机制，可能会给恶意用户提供一定的入侵机会。

IPSec的介绍及工作原理IPSec（Internet Protocol Security）是一种常用的网络安全协议，它通过对IP数据包进行加密和身份验证，提供了一种安全的通信机制。

IPSec具有两种工作模式，分别是传输模式和隧道模式。

传输模式主要用于主机到主机的通信，而隧道模式则用于网关到网关之间的通信。

IPSec通过建立安全的加密通道，保护数据的机密性和完整性，并对通信双方进行身份验证。

它通过在IP数据包的封装和解封装过程中，对数据进行加密和解密操作。

IPSec使用安全协议（如ESP和AH）来保护数据的安全性，并通过密钥交换协议（如IKE）来协商加密密钥。

NAT穿越与IPSec的结合尽管NAT对安全性存在一定的挑战，但通过结合IPSec技术，我们可以解决NAT带来的安全隐患。

NAT穿越技术研究及实现NAT（Network Address Translation，网络地址转换）是一种网络技术，通常用于将私有网络中的IP地址转换为公共网络的IP地址，以便实现与公共网络的通信。

然而，在一些情况下，需要在私有网络中的主机之间直接通信，而不经过NAT设备的转换。

这就需要使用NAT穿越技术。

在实现NAT穿越技术时，主要有以下几种方法：1.反向连接：这种方法是在私有网络中的主机主动向公共网络中的主机发送连接请求，然后公共网络中的主机再发起一个反向的连接请求来建立连接。

这种方法可以绕过NAT设备的转换，但需要公共网络中的主机能够接受外部连接。

2.中继服务器：这种方法是在公共网络中设置一个中继服务器，私有网络中的主机通过中继服务器进行通信。

中继服务器充当了一个桥梁的角色，可以帮助私有网络中的主机建立直接的点对点连接。

这种方法需要有一个可信赖的中继服务器，并增加了网络延迟。

3.UDP打洞：这种方法是利用UDP协议的一些特性，通过在NAT设备上生成映射规则，使私有网络中的主机能够直接与公共网络中的主机通信。

具体步骤是，私有网络中的主机发送一个UDP包给公共网络中的主机，此时NAT设备会生成一条映射规则，将公共网络中的数据包转发到私有网络中的主机。

1.NAT设备的类型：不同的NAT设备采用不同的转换规则，因此在实现NAT穿越技术时，需要针对特定类型的NAT设备设计相应的解决方案。

2.端口映射：NAT设备通常会对IP地址和端口进行映射转换。

在实现NAT穿越技术时，需要确定私有网络中的主机的公共网络端口是如何映射到私有网络中的端口的。

3.安全性：NAT穿越技术涉及到跨越网络边界的通信，因此需要考虑安全性的问题。

在设计和实现NAT穿越技术时，需要采取相应的安全措施，以确保通信的安全性和可靠性。

总之，NAT穿越技术是一种允许私有网络中的主机直接通信的技术。

它可以通过反向连接、中继服务器、UDP打洞等方法实现。

p2p⽹络中的NAT穿透技术----常见NAT穿越解决⽅案常见NA丁穿越解决⽅案NAT技术在缓解IPv4地址紧缺问题、构建防⽕墙、保证⽹络安全等⽅⾯都发挥了重要作⽤。

然⽽，NAT设备的⼴⼀泛存在却给Internet上的主机，特别是处于不同内⽹中的主机进⾏P2P通信带来了障碍，限制了P2P的应⽤。

NAT阻碍主机进⾏P2P通信的主要原因是NAT不允许公⽹主机主动访问内⽹主机，这使得Internet上具有公⽹IP地址的主机不能主动访问NAT之后的主机，⽽位于不同NAT之后的主机之间更是⽆法相互识别因⽽不能直接交换信息。

因此，要在⽬前的⽹络环境中进⾏有效的P2P 通信，就必须研究相应的⽅案来穿越NAT 。

针对⽹络中的NAT穿越问题，⽬前业界主要有如下解决⽅案:ALG⽅式、MII3COM⽅式、STUN⽅式、TURN⽅式、ICE⽅式、Full Proxy⽅式等。

1..应⽤层⽹关(ALG)⽅式应⽤层⽹关(ALG , Application Layer Gateway )是指能识别指定协议(如H.323和SIP等)的设备。

在⽹络中增加了ALG设备可以很好地配合NAT完成应⽤协议消息中的地址字段翻译。

NAT和NAPT只能对IP报⽂的头部地址和TCPILIDP头部的端⼝信息进⾏转换，对于报⽂的数据部分可能包含IP地址或端⼝信息的特殊协议(如H.323, SIP. MGCP等)，则⽆法实现有效的转换，⽽许多应⽤中需要对数据包负载中的数据进⾏分析转换。

例如⼀个FTP服务器处于内⽹中，只有内⽹IP地址，该服务器在和公⽹主机建⽴会话的过程中，需要将⾃⼰的IP地址发送给对⽅，⽽这个地址信息放在IP报⽂的数据部分，现有的NAT设备是⽆法对它进⾏地址转换的，当公⽹主机接收到这个私有地址并使⽤它时，是不可能建⽴连接的。

增加应⽤层⽹关ALG 之后，就可以进⼀步分析数据包负载内的数据，即应⽤层的数据。

所以，当⽹络中使⽤了NAT设备来屏蔽内部IP地址时，应⽤层⽹关ALG就可以同时实⾏对业务流对NAT的穿越了。

IPSec与NAT穿越：解决地址转换对安全的影响概述：在当前网络环境下，网络地址转换（NAT）在实现地址共享和节省IPv4地址资源方面具有重要作用。

然而，NAT也带来了安全方面的隐患，尤其是对于建立虚拟专用网络（VPN）的安全通信。

为了解决这一问题，IPSec协议被用于在穿越NAT的情况下确保VPN的安全性。

1. NAT的背景和安全风险NAT是一种通过替换网络数据包中的源IP地址和/或目的IP地址来实现多个主机共享单个公网IP地址的技术。

然而，NAT也带来了一些安全风险。

其中之一是与传输协议相关的问题，特别是在使用VPN进行远程访问和通信时。

2. IPSec的介绍IPSec（Internet Protocol Security）是一种网络安全协议套件，用于确保Internet上数据的安全性和完整性。

IPSec提供了数据机密性、身份验证和完整性保护。

它可以在IP层对数据进行加密和解密，同时使用密钥交换协议（IKE）进行认证和建立虚拟专用网络隧道。

3. IPSec与NAT的挑战由于NAT修改了IP包中的源IP地址和/或目的IP地址，传统的IPSec协议在穿越NAT时无法正常工作。

这是因为IPSec中使用的IP地址信息和端口信息与NAT所修改的不一致，导致IPSec认证失败或通信中断。

4. NAT穿越技术和解决方案为了解决NAT对IPSec的影响，一些穿越NAT的技术和解决方案被提出。

这些方案包括：- NAT Traversal (NAT-T)：通过使用UDP封装IPSec报文，使其能够穿越NAT，并在NAT后面建立VPN隧道。

- IKEv2的MOBIKE（IKEv2 Mobility and Multihoming Protocol）：允许IPSec VPN客户端在动态地址情况下自动更新和切换传输地址。

- STUN（Simple Traversal of UDP over NATs）：通过使用中间服务器解决NAT穿越问题，并通过STUN协议传输UDP流量。