nat的概念

nat技术的工作原理

网络地址转换（Network Address Translation，简称NAT）是一种在计算机网络中常用的技术，它允许将一组IP地址映射到另一组IP地址，从而实现网络中IP地址的重用。NAT技术的工作原理涉及到网络层和传输层两个不同的层次，下面将逐步详细介绍NAT技术的工作原理。

NAT技术的工作原理可以分为两个阶段：地址转换和端口转换。

第一阶段是地址转换。当一台位于内部网络的计算机要访问外部网络时，它首先向接入网络的NAT设备发送请求。在发送请求前，NAT设备会为内部计算机分配一个临时的IP地址（通常为私有IP地址）。这个临时IP地址可以是在本地内部网络中的唯一一个地址，可以避免与外部网络中的其他计算机的IP地址冲突。NAT设备对于发送请求的数据报进行修改，将内部计算机的源IP地址更改为分配的临时IP地址，然后将修改后的数据报发送到外部网络。

第二阶段是端口转换。当外部网络返回响应数据时，NAT设备将响应数据中的目标IP地址更改为内部计算机的IP地址，并将响应数据发送到该内部计算机。在此之前，NAT设备会在临时IP地址和内部计算机之间建立一个映射关系。该映射关系通常会使用一种叫做网络地址端口转换（Network Address and Port Translation，简称NAPT）的技术。NAPT技术使用了端口号的概念，除了将IP地址映射到已分配的临时IP地址外，还将端口号映射到正在使用内部计算机的应用程序上。这样在响应数据被发送回内部计算机时，NAT设备可以根据端口号将数据正确地路由到相应的应用程序中。

NAT技术的工作原理中还涉及到一些其他的重要概念： 1.NAT表：NAT设备通过维护一个NAT表来记录内部计算机和临时IP地址之间的映射关系。NAT表一般会包含内部计算机的IP地址，临时IP地址，端口号和其他相关信息等。

2.网络地址转换规则：NAT设备根据一组预定义的转换规则来工作。这些规则描述了如何将内部计算机的IP地址映射到临时IP地址，以及如何进行端口转换等操作。

nat的概念

NAT的概念及其作用

网络地址转换（Network Address Translation，NAT）是一种将私有IP地址转换成公有IP地址的技术，用于在多台设备间共享同一个公有IP地址。在互联网的早期，IP地址资源都非常紧俏， NAT成为一种有效的处理方式，它能将私有网络的地址映射到公网上，达到了有效利用地址资源，防止IP冲突的作用。

NAT的作用

随着互联网的普及，NAT也逐渐成为了一个必要的组件。NAT主要有以下作用：

1、解决IP地址不够用的问题，使多个私有网络能够共享一个公网IP地址；

2、提高网络的安全性，因为私有IP地址不会被泄露；

3、克服路由器自带的防火墙不支持虚拟服务的问题，使虚拟服务之间的相互访问成为可能。

NAT的步骤

NAT将私有IP地址转换为公有IP地址的方式主要有三种：端口映射、IP和端口映射、IP池技术。我们以端口映射为例讲解NAT的相关步骤。

1、建立连接：私有网络中的一台主机向公网上的一台主机发起连接。

2、NAT路由器接收到请求：当私有网络中的主机发起请求时，它的源IP地址是一个私有IP地址。NAT路由器会将这个IP地址转换为一个公有IP地址，并将该连接的信息记录在NAT转换表上，而这个公有IP地址就是该路由器分配的地址。

3、完成映射：在连接中，私有IP地址与公有IP地址相对应，通过端口映射进行转换。

4、数据包返回：公网主机返回数据包时，NAT路由器会根据所记录的NAT转换表信息将数据包返回给相应的私有IP地址。

总结

NAT技术解决了IP地址不够的问题，同时提高了网络的安全性，因为私有IP地址不会泄露。NAT技术有多种转换方式，其中端口映射是最常见的。在使用NAT技术时，需注意对不同的服务进行不同的端口设置，使其在公有IP地址上能被识别。在实际应用过程中，我们还需注意NAT路由器的防火墙策略，以保证网络的安全性。

1 NAT技术浅析

一、背景

随着Internet的飞速发展，越来越多的用户加入到互联网的使用中。目前全球已经达到10亿，2010年达到30亿。如此惊人的增长速度，使得网络本身的发展遇到了障碍，最主要的两个问题是路由表的快速增长和IP地址即将耗尽。

面对这些问题，业界提供了大量的解决方案。对于路由表膨胀的问题，可以使用VLSM，CIDR等技术以及各种路由协议（大家如果感兴趣，我会在随后的技术文章中继续为大家做详细介绍）的特性来缓解。

而对于IP地址的耗尽问题，IPv6应该是最终的解决手段。但是，由于现有网络都是使用IPv4，几乎所有的现有设备都不支持IPv6，要升级设备需要大量的资金，而且改造整个网络也是一项浩大而且复杂的工程。同时，虽然亚太和欧洲地区的地址资源稀缺，但是美国拥有充沛的地址资源，所以很多大型美国厂商如cisco等并不急于推行IPv6。各种因素的作用，延缓了IPv6的实施。所以IPv6的全面实现还需要一段时间。

这样，就需要一种过渡的解决手段，来暂时的解决IP地址耗尽的问题。

二、NAT技术的出现及简介

NAT（Network address translation）（RFC 1631中作出规定）作为这样一种过渡解决手段，可以用来减少对全球合法注册地址的需求。简单的说，NAT就是在内部专用网络中使用内部地址（不可路由），而当内部节点要与外界网络发生联系时，就在边缘路由器或者防火墙处，将内部地址替换成全局地址——合法地址（可路由），从而在外部公共网上正常使用。

这里需要解释一下，内部地址，是指在内部网络中分配给节点的私有IP地址，这个地址只能在内部网络中使用，不能被路由。虽然内部地址可以随机挑选，但是通常使用的是RFC 1918中定义的专用地址：10.0.0.0~10.255.255.255，172.16.0.0~172.16.255.255，192.168.0.0~192.168.255.255。全局地址，是指合法的IP地址，它是由NIC或者网络服务提供商分配的地址，对外代表一个或多个内部局部地址，是全球统一的可寻址的地址（可路由）。

实验十二：利用NAT实现外网主机访问内网服务器

【实验名称】

利用NAT实现外网主机访问内网服务器。

【实验目的】

掌握NAT源地址转换和目的地址转换的区别，掌握如何向外网发布内网的服务器

【背景描述】

你是某公司的网络管理员，公司只向ISP申请了一个公网IP地址，现公司的网站在内网，要求在互联网也可以访问公司网站，请你实现。172.16.8.5是Web服务器的IP地址。

【技术原理】

NAT（网络地址转换或网络地址翻译），是指将网络地址从一个地址空间转换为另一个地址空间的行为。

NAT将网络划分为内部网络(inside)和外部网络(outside)两部分。局域网主机利用NAT访问网络时，是将局域网内部的本地地址转换为了全局地址（互联网合法IP地址）后转发数据包。

NAT分为两种类型：NAT（网络地址转换）和NAPT（网络地址端口转换）。NAT是实现转换后一个本地IP地址对应一个全局地址o NAPT是实现转换后多个本地IP地址对应一个全局IP地址。目前网络中由于公网IP地址紧缺，而局域网主机数较多，因此一般使用动态的NAPT实现局域网多台主机共用一个或少数几个公网IP访问互联网。

【实现功能】

内网服务器能够转换成外网公网IP,被互联网访问。

【实验设备】

R1762路由器（两台）、V35线缆（1条）、PC（1台）、直连线（1条）

【实验拓扑】

【实验步骤】

步骤1.基本配置。

R1762-2>en 14 Password: Web服务器 F1/0 S1/2

Lan-router Internet-router NAT R1762-2#conf

R1762-2(config)#hostname lan-router

lan-router(config)#interface fastEthernet 1/0

lan-router(config-if)#ip address 172.16.8.1 255.255.255.0