第八章：网络地址转换(NAT)
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网络地址转换
网络地址转换(NAT)简介NAT概述NAT（Network Address Translation，网络地址转换）是将IP 数据报报头中的IP 地址转换为另一个IP 地址的过程。
在实际应用中，NAT 主要用于实现私有网络访问公共网络的功能。
这种通过使用少量的公有IP 地址代表较多的私有IP 地址的方式，将有助于减缓可用IP 地址空间的枯竭。
[1]说明：私有 IP 地址是指内部网络或主机的IP 地址，公有IP 地址是指在因特网上全球唯一的IP 地址。
RFC 1918 为私有网络预留出了三个IP 地址块，如下： A 类：10.0.0.0～10.255.255.255 B 类：172.16.0.0～172.31.255.255 C 类：192.168.0.0～192.168.255.255 上述三个范围内的地址不会在因特网上被分配，因此可以不必向ISP 或注册中心申请而在公司或企业内部自由使用。
NAT技术的产生虽然NAT可以借助于某些代理服务器来实现，但考虑到运算成本和网络性能，很多时候都是在路由器上来实现的。
随着接入Internet的计算机数量的不断猛增，IP地址资源也就愈加显得捉襟见肘。
事实上，除了中国教育和科研计算机网(CERNET)外，一般用户几乎申请不到整段的C类IP地址。
在其他ISP那里，即使是拥有几百台计算机的大型局域网用户，当他们申请IP地址时，所分配的地址也不过只有几个或十几个IP地址。
显然，这样少的IP地址根本无法满足网络用户的需求，于是也就产生了NAT技术。
NAT技术的作用借助于NAT，私有(保留)地址的"内部"网络通过路由器发送数据包时，私有地址被转换成合法的IP地址，一个局域网只需使用少量IP 地址(甚至是1个)即可实现私有地址网络内所有计算机与Internet的通信需求。
NAT将自动修改IP报文的源IP地址和目的IP地址，Ip地址校验则在NAT处理过程中自动完成。
网络地址转换概述
网络地址转换概述NAT最初是为了给企业内部的私有网络（Local Area Network，简称LAN）提供连接互联网的能力而开发的。
LAN内部的设备使用私有IP地址，这些地址在互联网上是不可识别和无法路由的。
因此，NAT设备位于LAN和互联网之间，充当了一个中间转换器的角色。
NAT设备负责将私有IP地址转换为公共IP地址，以便让LAN内的设备能够与互联网上的设备进行通信。
NAT技术主要包括如下几种类型：1. 静态NAT（Static NAT）：将一个私有IP地址映射到一个公共IP地址。
这种类型的NAT适用于需要将特定设备映射到公共网络的场景，比如Web服务器等。
静态NAT通常使用网络地址/端口转换（Network Address/Port Translation，简称NAPT）技术，使多个设备通过同一个公共IP地址进行网络访问。
2. 动态NAT（Dynamic NAT）：将一组私有IP地址映射到一组可用的公共IP地址。
这种类型的NAT适用于需要多个设备共享有限数量的公共IP地址的场景，比如家庭网络或小型企业网络。
3. PAT（端口地址转换，Port Address Translation）：是一种特殊的动态NAT，它通过将多个私有IP地址映射到同一个公共IP地址，使用不同的端口号来区分不同的设备。
PAT技术被广泛应用于家庭网络和小型企业网络中。
NAT的工作原理可以简单概括为以下几个步骤：1.设备发送数据包：当LAN内的设备发送数据包到互联网上的目标设备时，首先数据包会从源设备发送到NAT设备。
2.NAT转换IP地址：NAT设备检查数据包中的源IP地址，如果是私有IP地址，则将其转换为公共IP地址。
同时，NAT设备还会记录下这个转换关系，以便在接收到目标设备的响应时，能够将公共IP地址转换回对应的私有IP地址。
3.转发数据包：NAT设备将转换后的数据包发送到互联网上的目标设备。
4.目标设备响应：当互联网上的目标设备接收到数据包后，将生成响应并将其发送回源设备。
网络地址转换详解——NAT
⽹络地址转换详解——NAT⽬录1.背景：当地时间2019年11⽉25⽇晚间，欧洲⽹络信息协调中⼼（RIPE NCC）在⼀份邮件之中确认，他们从可⽤池中最后剩余地址进⾏了最终的/22 IPv4分配。
⾄此，国际互联⽹名称和编号分配公司(ICANN)已经⽤完了全部的IPv4地址。
尽管IPv6可以从根本上解决IPv4地址空间不⾜的问题，但⽬前众多的⽹络设备和⽹络应⽤仍是基于IPv4的，因此在IPv6⼴泛应⽤之前，⼀些过渡技术的使⽤是解决这个问题的主要技术⼿段。
NAT 英⽂全称 “Network Address Translation”，中⽂意思是“⽹络地址转换”，它是⼀个 IETF(Internet Engineering Task Force, Internet ⼯程任务组) 标准，允许⼀个整体机构以⼀个公⽤ IP（Internet Protocol）地址出现在 Internet上。
它是⼀种把内部私有⽹络地址（IP 地址）转换成全局⽹络 IP 地址的技术。
能在⼀定程度上解决IPV4地址不够⽤的问题。
2.NAT 主要可以实现的功能：数据伪装：可以将内⽹数据包中的地址信息更改成合法的⽹关对外地址信息，不让内⽹主机直接暴露在因特⽹上，保证内⽹主机的安全。
同时，该功能也常⽤来实现共享上⽹。
端⼝转发：当内⽹主机对外提供服务时，由于使⽤的是内部私有 IP 地址，外⽹⽆法直接访问。
因此，需要在⽹关上进⾏端⼝转发，将特定服务的数据包转发给内⽹主机（外⽹主动访问内⽹的情况，外⽹⽤户必须要知道访问那个端⼝可以跳到要访问的主机上）。
负载均衡：⽬的地址转换 NAT 可以重定向⼀些服务器的连接到其他随机选定的服务器。
失效终结：⽬的地址转换 NAT 可以⽤来提供⾼可靠性的服务。
如果⼀个系统有⼀台通过路由器访问的关键服务器，⼀旦路由器检测到该服务器当机，它可以使⽤⽬的地址转换 NAT 透明的把连接转移到⼀个备份服务器上。
透明代理：NAT 可以把连接到因特⽹的 HTTP 连接重定向到⼀个指定的 HTTP 代理服务器以缓存数据和过滤请求。
什么是网络地址转换
NAT(Network Address Translation 网络地址转换)就是将一个IP地址转换为另一个IP 地址,用于内部地址与Internet IP地址间转换｡适用于解决Internet IP地址紧张､不想让网络外部知道内部网络结构等场合｡
由1994年NAT技术问世以来，NAT技术在企业LAN领域得到广泛应用。
NAT技术主要用于连接和安全方面。
企业内部网络用户数量大，而能申请的公网IP地址有限。
NAT 能够解决公网IP地址短缺问题，实现多个用户共同使用一个合法IP地址连接互联网。
而另一种需要出于安全方面来考虑，在一定程度上防范网络攻击的发生。
企业期望隐藏LAN内部网络结构，NAT可以将内部LAN与外部Internet隔离，使外部网络用户无法了解通过NAT设置的内部IP地址。
nat123也叫网络地址转换，基于NAT技术，将固定的域名或IP映射到一个具有动态IP的主机上，互联网都可以访问经过映射的内网。
同时提供内网IP端口映射到外网，建立拥有固定域名和互联网主机，无论连接ip属于动态还是静态。
通过配置映射端口方式对内网进行管理映射，实现内外网IP转换映射、搭建内网网站、外网访问内网应用等事项。
使用网络地址转换(NAT)实现局域网访问互联网
使用网络地址转换（NAT）实现局域网访问互联网随着互联网的普及和发展，越来越多的人们接触到并使用互联网。
无论是家庭还是办公场所，都通常会建立一个局域网来连接多台设备。
然而，局域网内的设备想要访问互联网，则需要使用网络地址转换（NAT）来实现。
一、什么是网络地址转换（NAT）？网络地址转换（Network Address Translation，简称NAT）是一种将内部网络地址转换为外部网络地址的技术，通过这种技术可以实现内部网络设备与互联网的通信。
NAT主要用于将内部网络（局域网）中的私有IP地址转换成全球唯一的公共IP地址，以便在互联网上进行通信。
二、NAT的工作原理1. NAT的基本原理NAT的基本原理是通过路由器或防火墙设备来实现，它将局域网中的多台设备的私有IP地址转换为一个公共IP地址。
在通信过程中，当局域网中的设备发送请求到互联网上的某个服务器时，路由器会自动将该请求的源IP地址从私有IP地址转换为公共IP地址，然后将请求发送到目标服务器。
当目标服务器返回响应时，路由器再将响应的目标IP地址从公共IP地址转换为相应的私有IP地址，然后将响应发送到请求设备。
2. NAT的转换方式NAT的转换方式有两种：静态NAT和动态NAT。
- 静态NAT：静态NAT是指将局域网中的某个设备的私有IP地址与一个全局唯一的公共IP地址进行一对一的映射。
这种方式适合需要将某些设备一直映射到相同的公共IP地址的情况，如服务器等。
- 动态NAT：动态NAT是指将局域网中的多个设备的私有IP地址与一个或多个公共IP地址进行动态映射。
这种方式根据局域网中设备的需求，将可用的公共IP地址动态地分配给设备进行通信。
三、NAT的优势和应用场景1. 优势- 节约IP地址资源：使用NAT可以实现将多个设备共享一个公共IP地址，从而大大节约了IP地址资源的使用。
- 增加网络安全性：NAT作为一种边界设备，将私有网络地址隐藏在公网之后，减少了对内部网络的直接攻击。
第八章 网络地址转换练习题参考答案
《网络互联技术》练习题第八章：网络地址转换参考答案一、填空题1、_网络地址转换_是用于将一个地址域（如企业内部网Intranet）映射到另一个地址域（如国际互联网Internet）的标准方法。
2、网络地址转换共有四种类型，它们是：静态地址转换、动态地址转换、_端口地址转换_和TCP负载均衡。
二、选择题1、网络地址和端口翻译（NAPT）用（ C ），这样做的好处是（ D ）。
（1）A、把内部的大地址空间映射到外部的小地址空间B、把外部的大地址空间映射到内部的小地址空间C、把内部的所有地址映射到一个外部地址D、把外部的所有地址映射到一个内部地址（2）A、可以快速访问外部主机B、限制了内部对外部主机的访问C、增强了访问外部资源的能力D、隐藏了内部网络的IP配置2、NAT（网络地址转换）的功能是什么？（ D ）A、将IP协议改为其它网络协议B、实现ISP（因特网服务提供商）之间的通讯C、实现拨号用户的接入功能、D、实现私有IP地址与公共IP地址的相互转换3、如果企业内部需要连接入Internet的用户一共有400个，但该企业只申请到一个C类的合法IP地址，则应该使用哪种NAT方式实现（ C ）。
A、静态NATB、动态NATC、PATD、TCP负载均衡4、Tom的公司申请到5个IP地址，要使公司的20台主机都能联到INTERNET上，他需要防火墙的那个功能？( B )A、假冒IP地址的侦测B、网络地址转换技术C、内容检查技术D、基于地址的身份认证三、多项选择题1、下列关于地址转换的描述，正确的是（ ABD ）。
A、地址转换有效地解决了因特网地址短缺所面临的问题B、地址转换实现了对用户透明的网络外部地址的分配C、使用地址转换后，对IP包加密、快速转发不会造成什么影响D、地址转换为内部主机提供了一定的“隐私”保护E、地址转换使得网络调试变得更加简单2、下面有关NAT叙述正确的是（ ABD ）。
A、NAT是英文“地址转换”的缩写，又称地址翻译B、NAT用来实现私有地址与公用网络地址之间的转换C、当内部网络的主机访问外部网络的时候，一定不需要NATD、地址转换的提出为解决IP地址紧张的问题提供了一个有效途径3、下列关于地址池的描述，正确的说法是（ BC ）。
第八章网络地址转换练习题参考答案.pdf
《网络互联技术》练习题第八章：网络地址转换参考答案一、填空题1、_网络地址转换_是用于将一个地址域（如企业内部网Intranet）映射到另一个地址域（如国际互联网Internet）的标准方法。
2、网络地址转换共有四种类型，它们是：静态地址转换、动态地址转换、_端口地址转换_和TCP负载均衡。
二、选择题1、网络地址和端口翻译（NAPT）用（ C ），这样做的好处是（ D ）。
（1）A、把内部的大地址空间映射到外部的小地址空间B、把外部的大地址空间映射到内部的小地址空间C、把内部的所有地址映射到一个外部地址D、把外部的所有地址映射到一个内部地址（2）A、可以快速访问外部主机B、限制了内部对外部主机的访问C、增强了访问外部资源的能力D、隐藏了内部网络的IP配置2、NAT（网络地址转换）的功能是什么？（ D ）A、将IP协议改为其它网络协议B、实现ISP（因特网服务提供商）之间的通讯C、实现拨号用户的接入功能、D、实现私有IP地址与公共IP地址的相互转换3、如果企业内部需要连接入Internet的用户一共有400个，但该企业只申请到一个C类的合法IP地址，则应该使用哪种NAT方式实现（ C ）。
A、静态NATB、动态NATC、PATD、TCP负载均衡4、Tom的公司申请到5个IP地址，要使公司的20台主机都能联到INTERNET上，他需要防火墙的那个功能？( B )A、假冒IP地址的侦测B、网络地址转换技术C、内容检查技术D、基于地址的身份认证三、多项选择题1、下列关于地址转换的描述，正确的是（ ABD ）。
A、地址转换有效地解决了因特网地址短缺所面临的问题B、地址转换实现了对用户透明的网络外部地址的分配C、使用地址转换后，对IP包加密、快速转发不会造成什么影响D、地址转换为内部主机提供了一定的“隐私”保护E、地址转换使得网络调试变得更加简单2、下面有关NAT叙述正确的是（ ABD ）。
A、NAT是英文“地址转换”的缩写，又称地址翻译B、NAT用来实现私有地址与公用网络地址之间的转换C、当内部网络的主机访问外部网络的时候，一定不需要NATD、地址转换的提出为解决IP地址紧张的问题提供了一个有效途径3、下列关于地址池的描述，正确的说法是（ BC ）。
网络地址转换(NAT)的简介
网络地址转换（NAT）的简介首先，要了解NAT 是一个过程，而不是一个结构化协议!1、IP NAT术语内部本地网络指的是连接到属于私有LAN的路由器接口的网络。
对于内部网络中的主机发送到外部目的地的分组，必须对其中的IP地址进行转换。
外部全局网络指的是与LAN外部的路由器相连的网络，它们不能识别LAN中主机的私有地址。
内部本地地址指的是内部网络主机配置的私有IP地址。
使用这种地址的分组离开内部网络前，必须对其地址进行转换。
内部全局地址指的是外部网络看到的内部主机的IP地址，这是转换后的IP地址。
外部本地地址是本地网络发送分组时使用的目标地址，它通常与外部全局地址相同。
外部全局地址是外部主机实际使用的公有IP地址，这种地址是从全局可路由地址空间分配的。
2、静态和动态NAT使用NAT的优点之一是，无法从公共Internet直接访问主机。
然而，如果需要从Internet访问内部网络中一台或多台主机运行的服务以及其他设备，该怎么办呢？从Internet访问本地主机，方法之一是给该设备指定静态地址转换。
静态转换可确保特定主机的私有IP地址总是转换为同一个全局IP地址，还将确保其他本地主机的IP地址不会转换为该注册地址。
这称为静态NAT。
动态NAT指的是路由器被配置成动态地给内部私有网络设备分配全局地址池中的IP地址。
只要会话没有关闭，路由器就将监控该内部全局地址，并向发起会话的内部设备发送确认。
会话结束时，路由器将内部全局地址归还到地址池。
动态NAT让内联网中使用私有IP地址的主机能够访问公共网络（如Internet）；而静态NAT让公共网络中的主机能够访问私有网络中的特定主机。
这意味着配置NAT以便用户能够访问外部网络时，应配置动态NAT；如果希望外部主机能够访问内部网络中的设备，应使用静态NA T。
必要时，可同时部署这两种NAT方法。
3、基于端口的网络地址转换（PAT）如果机构注册的IP地址池很小甚至只有一个IP地址，仍可以通过NAT重载（端口地址转换（P AT））机制，使多个用户可以同时访问公共网络。
实验8 网络地址转换(NAT)相关知识
射
用 Router(config)#no ip nat inside source static删除静态映射
Router(config)# ip nat 建立一个公有 用Router(config)#
pool 池名 开始内部公有地 地址池
no ip nat pool删除
NAT概述
• 3、NAT的工作原理
NAT的分类
静态NAT
动态地址池
网络地址 端口转换
静态NAT设置起来最 为简单和最容易实现 的一种，内部网络中 的每个主机都被永久 映射成外部网络中的 某个合法的地址，多 用于服务器的永久映 射。
动态地址NAT则 是在外部网络中 定义了一系列的 合法地址，采用 动态分配的方法 映射到内部网络， 多用于网络中的 工作站的转换。
NAT概述
• 2、NAT术语 (1)内部网络(Inside)：指那些由机构或企业所拥有的网络，
与NAT路由器上被定义为inside的接口相连接。 (2)外部网络(Outside)：指除了内部网络之外的所有网络，
常为Internet网络，与NAT路由器上被定义为outside的接口相连 接。
(3)内部本地地址(Inside Local Address)：内部网络主机 使用的IP地址。这些地址一般为私有IP地址，它们不能直接在 Internet上路由，因而也就不能直接用于对Internet的访问，必 须通过网络地址转换，以合法的IP地址的身份来访问Internet。
2
2）建立静态 的一对一的映 射关系
3
3）设置默 认路由
动态NAT的配置步骤
1
1）定义内网接 口和外网接口
2）定义访问控 制列表(内部本 地地址范围)
2
用 Router(config)#no ip nat inside source static删除静态映射
Router(config)# ip nat 建立一个公有 用Router(config)#
pool 池名 开始内部公有地 地址池
no ip nat pool删除
NAT概述
• 3、NAT的工作原理
NAT的分类
静态NAT
动态地址池
网络地址 端口转换
静态NAT设置起来最 为简单和最容易实现 的一种，内部网络中 的每个主机都被永久 映射成外部网络中的 某个合法的地址，多 用于服务器的永久映 射。
动态地址NAT则 是在外部网络中 定义了一系列的 合法地址，采用 动态分配的方法 映射到内部网络， 多用于网络中的 工作站的转换。
NAT概述
• 2、NAT术语 (1)内部网络(Inside)：指那些由机构或企业所拥有的网络，
与NAT路由器上被定义为inside的接口相连接。 (2)外部网络(Outside)：指除了内部网络之外的所有网络，
常为Internet网络，与NAT路由器上被定义为outside的接口相连 接。
(3)内部本地地址(Inside Local Address)：内部网络主机 使用的IP地址。这些地址一般为私有IP地址，它们不能直接在 Internet上路由，因而也就不能直接用于对Internet的访问，必 须通过网络地址转换，以合法的IP地址的身份来访问Internet。
2
2）建立静态 的一对一的映 射关系
3
3）设置默 认路由
动态NAT的配置步骤
1
1）定义内网接 口和外网接口
2）定义访问控 制列表(内部本 地地址范围)
2
NAT网络地址转换
NAT网络地址转换网络地址转换（Network Address Translation，简称NAT）是一种网络传输协议，它能将一个私有网络中的IP地址转换为公有网络中的IP地址，实现对内网主机的访问与对外网的互联互通。
本文将探讨NAT网络地址转换的定义、工作原理、应用场景以及存在的一些问题。
一、定义网络地址转换（NAT）是一种网络协议，它使得一组私有IP地址映射到一个公有IP地址，以实现内部网络对外部网络的通信。
NAT常用于将局域网中的私有IP地址转换为可以在互联网上传输的公有IP地址，从而解决IP地址不足的问题。
二、工作原理NAT通过在网关设备上进行地址转换，将私有IP地址转换为公有IP地址。
其主要分为静态NAT和动态NAT两种模式。
1. 静态NAT静态NAT是指将一个私有IP地址与一个公有IP地址进行固定的一对一映射，即私有IP地址与公有IP地址之间的映射关系是静态设定的，不会发生变化。
这种模式适用于需要将特定的内部主机暴露到公网上的场景，如Web服务器。
2. 动态NAT动态NAT是指将一个私有IP地址与一个公有IP地址进行临时的一对一映射，映射关系是动态设定的，根据连接请求和IP地址池的可用情况进行选择。
这种模式适用于多个内部主机需要同时与外网通信的场景。
三、应用场景NAT作为一种网络协议，在实际应用中有着广泛的应用场景。
1. IP地址转换NAT可以将私有IP地址转换为公有IP地址，解决IPv4地址不足的问题。
通过将一组内网主机的私有IP地址映射为一个公有IP地址，实现了内网主机与外网的通信。
2. 内网对外网访问通过NAT技术，内网主机可以主动发起到外网的连接，实现对外网的访问。
这对于企业内部员工需要上网冲浪、访问外部资源等情况非常重要。
3. 保护内网安全NAT还可以用于保护内网的安全。
通过将内网主机的私有IP地址隐藏在公网IP地址后面，防止直接暴露在公网上，提高了内网的安全性。
四、存在的问题尽管NAT在解决IPv4地址不足、内网对外网访问和保护内网安全方面有着广泛的应用，但也存在一些问题。
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信息工程分院赵怀明教师 2009年02月28日 年 月 日
第一部分： 第一部分：NAT概述 概述
三 、私有地址与公有地址之间的转换
私有地址是不会在Internet上看见的，使用私有地址 转换的主机是不能直接访问Internet的，同样的道理，在 Internet上也不可能访问到使用私有地址的主机，如果局 域网内的计算机要访问Internet，他就不应该采用私有地 址，而是公有地址----但公有IP地址资源是有限的，许多 局域网内的计算机不得不采用私有地址。解决这个矛盾的 方法就是网络地址转换 网络地址转换。 网络地址转换
第八章 网络地址转换
（理论课时长：6 （理论课时长：6节）
主讲教师：赵怀明 主讲教师：
江西工业职业技术学院
信息工程分院赵怀明教师 2009年02月28日 年 月 日
第八章： 第八章：网络地址转换
【教学目的】：通过本章的学习，让学生知道为什么 要进行地址转换、知道解决IP地址不足的四种措施、 知道私有地址和公有地址的分类；掌握网络地址转换 的基本原理，掌握网络地址转换的四种类型；掌握静 态网络地址转换的配置和应用；进一步领会动态地址 转换和端口地址转换的配置和应用。 【重点难点】 –重点：为什么要进行网络地址转换、静态网络地 址转换的原理和配置。 –难点：动态和端口地址转换的原理和配置
信息工程分院赵怀明教师 2009年02月28日 年 月 日
第一部分： 第一部分：NAT概述 概述
二 、私有地址和公有地址
（1）、私有地址是指内部网络（局域网内部）的主机地址， 是指与外部地址相独立的地址域。RFC 1918 为私有、内部使用 保留了A类、B类、C类地址范围各一个。按IANA的规定，私有网 络地址不会在因特网上被分配，而是在一个企业（局域网）内部 使用。各个企业可根据其身身需要来选择一个合适的网络地址。 不同的企业，他们的内部网络地址可以相同。 A类10.0.0.0 -- 10.255.255.255 B类172.16.0.0 -- 172.31.255.255 C类192.168.0.0 -- 192.168.255.255 （2）公有地址：是局域网的外部地址（在因特网上的全 球唯一的IP地址）
信息工程分院赵怀明教师 2009年02月28日 年 月 日
第一部分： 第一部分：NAT概述 概述
NAT地址转换的工作原理 五 、NAT地址转换的工作原理
NAT是一个IETF标准，它使得一个私有网络可以通过 Internet注册IP连接到外部世界，从而使一个使用私有地 址的网络中的主机可以以合法地址出现在Internet上，位 于Inside网络和Outside网络边界上的NAT路由器在发送数 据包之前，负责把内部私有IP地址翻译成内部全局合法IP 地址，反之亦然。它也可以应用到防火墙技术里，把个别 IP地址隐藏起来不被外部发现，使外界无法直接访问内部 网络，从而对内部网络设备起到保护的作用，同时，它还 帮助网络可以超越地址的限制，合理地安排网络中的公有 地址和私有IP地址的使用。
信息工程分院赵怀明教师 2009年02月28日 年 月 日
第八章： 第八章：网络地址转换
【教学内容】
– – – – – – – – – 为什么需要进行网络地址转换 解决IP不足的四大措施 公有地址和私有地址 网络地址转换的定义 网络地址转换原理 网络地址转换类型 静态地址转换的原理和配置 动态地址转换的原理和配置 端口地址转换的原理和配置
信息工程分院赵怀明教师 2009年02月28日 年 月 日
第一部分： 第一部分：NATபைடு நூலகம்述 概述
在使用NAT时，Internet上的主机表面上看起来是直接与NAT 设备通信，而非与专用网络中实际的主机通信。输入的数据包被 发送到NAT设备的IP地址上，并且NAT设备将目的包头地址由自己 的Internet地址变为真正的目的主机的专用网络地址。而结果是， 理论上一个全球唯一IP地址后面可以连接几百台、几千台乃至几 百万台拥有专用地址的主机。 Nat 在常用网络协议上对用户实现“透明”，支持的协议包 括HTTP、Gopher、Telnet、POP、SMTP、IMAP等。但是它存在某 些缺陷，比如，IP安全架构不能跨NAT设备使用，因为包含原始 IP 源地址的原始包头采用了数字签名。如果改变源地址的话， 数字签名将不再有效。
信息工程分院赵怀明教师 2009年02月28日 年 月 日
第二部分： 第二部分：NAT分类 分类
动态NAT 三 、动态NAT
动态地址NAT是在外部网络中定义了一系列的合法地址，采用动态 分配的方法映射到内部网络。动态地址转换也是将全局地址与内部合 法地址进行一对一的转换，但是动态地址转换是从内部合法地址池选 择一个未使用的内部全局合法地址对内部本地地址进行转换。 当一个局域网中有100台主机，而用户申请到了30个内部合法全球 地址，此时就可以采用动态NAT进行地址转换，使得局域网内的任意30 个用户均可以同时上网。但当内部同时上网的用户多于30个时，因为 NAT转换表中的内部合法全球地址已经被全部使用完毕，后面的用户将 不能访问外网，除非其他用户退出外网访问。
信息工程分院赵怀明教师 2009年02月28日 年 月 日
第二部分： 第二部分：NAT分类 分类
TCP负载平衡 由外向内的翻译） 负载平衡（ 五 、TCP负载平衡（由外向内的翻译）
以上所有操作是将多个内部地址映射到一个全球地址，从而让内 部多台主机能够利用一个合法的全球地址访问 Internet。和以上操作 不同，TCP负载均衡可以将一个全球地址映射到内部网络的多个地址， 从而实现在多台提供相同服务的主机间进行均衡会话。
信息工程分院赵怀明教师 2009年02月28日 年 月 日
第一部分： 第一部分：NAT概述 概述
解决IP IP地址不足的四种措施 一、解决IP地址不足的四种措施
（1）、VLSM（可变长子网掩码技术）：是一种产生不 同大小子网的网络分配机制。它将一个标准网络分成不同 大小的多个子网，从而使得一个标准网络内可以配置多个 不同长度的子网掩码。 （2）、CIDR（无类域间路由技术）：通过CIDR技术， 可以将多个连续的C类网络合并成一个超网，满足大型企业 对IP地址的需求（一般应用于路由器） （3）NAT（网络地址转换）：使众多的内部主机能使 用一个internet合法地址连接互联网。 （4）IPv6：是终极解决方案。
信息工程分院赵怀明教师 2009年02月28日 年 月 日
第一部分： 第一部分：NAT概述 概述
网络地址转换（NAT） 四 、网络地址转换（NAT）的定义
网络地址转换（Network Address Translation，NAT）是用 于将一个地址域（如企业内部网Intranet）映射到另一个地址域 （如国际互联网Internet）的标准方法。Nat允许一个机构专用 Intranet 中的主机透明地连接到公共域中的主机，无需内部主 机全部拥有注册的 Internet 地址。 NAT允许一个机构以一个地址出现在Internet上。 NAT可以应用到防火墙技术里，把个别IP地址隐藏起来不被 外界发现，使外界无法直接访问内部网络设备。 采用NAT技术，可以超越地址的限制，合理地安排网络中的 公有Internet 地址和私有IP地址的使用。
信息工程分院赵怀明教师 2009年02月28日 年 月 日
第二部分： 第二部分：NAT分类 分类
NAT有四种类型 有四种类型： 一、NAT有四种类型：
（1）静态NAT （2）动态NAT （3）端口地址转换 （4）TCP负载平衡
静态NAT 二 、静态NAT
在静态NAT配置中，内部网络中的每个主机都被永久映射成外部网 络中的某个合法地址（是ISP服务商提供的合法的全球IP地址）。静态 地址转换将内部本地地址与内部全局合法地址进行一对一的转换，且 需要指定和哪个合法地址进行转换。如果内部网络有E_MAIL服务器、 WWW服务器或FTP服务器等可以为外部用户提供的服务，这些服务器的 IP地址必须采用静态地址转换，以便外部用户可以使用这些服务。
信息工程分院赵怀明教师 2009年02月28日 年 月 日
第二部分： 第二部分：NAT分类 分类
当外部主机对 11.11.11.12 地址请求WEB服务时，会 话将会在内部两台提供相同服务的WEB服务器 （192.168.1.2 、192.168.1.3）之间交替，从而可以更好 地为外网客户提供快速的服务。 NAT路由器接受外部主机的请求并依据NAT表建立与内 部主机的连接，把内部合法（目的地址，在此为： 11.11.11.12）翻译成内部局部地址，并转发数据包到内部 主机（可能将数据包转给 192.168.1.2 ，也有可能将数据 包转发给 192.168.1.3），内部主机接受包并做出响应。
信息工程分院赵怀明教师 2009年02月28日 年 月 日
第八章： 第八章：网络地址转换
【教学方法】 –教学方式：多媒体教学 –教学方法：案例分析+视频教学 通过对比分析让学生掌握静态地址转换、动态地址转 换和端口地址转换的不同和必要性。 利用视频教学资料，使学生在任何时间和地点能重温 教学内容，尽一步掌握静态地址转换、动态地址转换 和端口地址转换的配置和应用。 通过上机实验让学生在boson模拟器的支持下完成静态 网络地址转换的实际配置和应用。
信息工程分院赵怀明教师 2009年02月28日 年 月 日
第二部分： 第二部分：NAT分类 分类
端口地址转换（PAT）或复用动态NAT 四 、端口地址转换（PAT）或复用动态NAT
NAT路由器最强大的功能是它们能支持端口地址转换（Port Address Translation，PAT）或者说支持复用动态NAT，PAT能使多个 内部地址映射到同一个全球地址，所以PAT有时也被称为“多对一NAT”。 使用PAT可以让成千上万的私有地址使用一个全球地址访问Internet。 NAT设备通过映射TCP和UDP端口号来跟踪和记录不同的会话。 NAT复用可以大大减少全球IP地址消耗，但它的能力是有限的。因 为它的能力有限，所以PAT经常与一个到NAT地址池的动态映射一起使 用。这样NAT设备可以先用一对一的动态映射，直到可能的地址几乎被 耗尽，然后NAT将复用剩余的地址。在Cisco路由器上，NAT将首先复用 地址池中的第一个地址，直到达到能力极限，再复用第二个地址，并 且依次类推。
第一部分： 第一部分：NAT概述 概述
三 、私有地址与公有地址之间的转换
私有地址是不会在Internet上看见的，使用私有地址 转换的主机是不能直接访问Internet的，同样的道理，在 Internet上也不可能访问到使用私有地址的主机，如果局 域网内的计算机要访问Internet，他就不应该采用私有地 址，而是公有地址----但公有IP地址资源是有限的，许多 局域网内的计算机不得不采用私有地址。解决这个矛盾的 方法就是网络地址转换 网络地址转换。 网络地址转换
第八章 网络地址转换
（理论课时长：6 （理论课时长：6节）
主讲教师：赵怀明 主讲教师：
江西工业职业技术学院
信息工程分院赵怀明教师 2009年02月28日 年 月 日
第八章： 第八章：网络地址转换
【教学目的】：通过本章的学习，让学生知道为什么 要进行地址转换、知道解决IP地址不足的四种措施、 知道私有地址和公有地址的分类；掌握网络地址转换 的基本原理，掌握网络地址转换的四种类型；掌握静 态网络地址转换的配置和应用；进一步领会动态地址 转换和端口地址转换的配置和应用。 【重点难点】 –重点：为什么要进行网络地址转换、静态网络地 址转换的原理和配置。 –难点：动态和端口地址转换的原理和配置
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第一部分： 第一部分：NAT概述 概述
二 、私有地址和公有地址
（1）、私有地址是指内部网络（局域网内部）的主机地址， 是指与外部地址相独立的地址域。RFC 1918 为私有、内部使用 保留了A类、B类、C类地址范围各一个。按IANA的规定，私有网 络地址不会在因特网上被分配，而是在一个企业（局域网）内部 使用。各个企业可根据其身身需要来选择一个合适的网络地址。 不同的企业，他们的内部网络地址可以相同。 A类10.0.0.0 -- 10.255.255.255 B类172.16.0.0 -- 172.31.255.255 C类192.168.0.0 -- 192.168.255.255 （2）公有地址：是局域网的外部地址（在因特网上的全 球唯一的IP地址）
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第一部分： 第一部分：NAT概述 概述
NAT地址转换的工作原理 五 、NAT地址转换的工作原理
NAT是一个IETF标准，它使得一个私有网络可以通过 Internet注册IP连接到外部世界，从而使一个使用私有地 址的网络中的主机可以以合法地址出现在Internet上，位 于Inside网络和Outside网络边界上的NAT路由器在发送数 据包之前，负责把内部私有IP地址翻译成内部全局合法IP 地址，反之亦然。它也可以应用到防火墙技术里，把个别 IP地址隐藏起来不被外部发现，使外界无法直接访问内部 网络，从而对内部网络设备起到保护的作用，同时，它还 帮助网络可以超越地址的限制，合理地安排网络中的公有 地址和私有IP地址的使用。
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第八章： 第八章：网络地址转换
【教学内容】
– – – – – – – – – 为什么需要进行网络地址转换 解决IP不足的四大措施 公有地址和私有地址 网络地址转换的定义 网络地址转换原理 网络地址转换类型 静态地址转换的原理和配置 动态地址转换的原理和配置 端口地址转换的原理和配置
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第一部分： 第一部分：NATபைடு நூலகம்述 概述
在使用NAT时，Internet上的主机表面上看起来是直接与NAT 设备通信，而非与专用网络中实际的主机通信。输入的数据包被 发送到NAT设备的IP地址上，并且NAT设备将目的包头地址由自己 的Internet地址变为真正的目的主机的专用网络地址。而结果是， 理论上一个全球唯一IP地址后面可以连接几百台、几千台乃至几 百万台拥有专用地址的主机。 Nat 在常用网络协议上对用户实现“透明”，支持的协议包 括HTTP、Gopher、Telnet、POP、SMTP、IMAP等。但是它存在某 些缺陷，比如，IP安全架构不能跨NAT设备使用，因为包含原始 IP 源地址的原始包头采用了数字签名。如果改变源地址的话， 数字签名将不再有效。
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第二部分： 第二部分：NAT分类 分类
动态NAT 三 、动态NAT
动态地址NAT是在外部网络中定义了一系列的合法地址，采用动态 分配的方法映射到内部网络。动态地址转换也是将全局地址与内部合 法地址进行一对一的转换，但是动态地址转换是从内部合法地址池选 择一个未使用的内部全局合法地址对内部本地地址进行转换。 当一个局域网中有100台主机，而用户申请到了30个内部合法全球 地址，此时就可以采用动态NAT进行地址转换，使得局域网内的任意30 个用户均可以同时上网。但当内部同时上网的用户多于30个时，因为 NAT转换表中的内部合法全球地址已经被全部使用完毕，后面的用户将 不能访问外网，除非其他用户退出外网访问。
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第二部分： 第二部分：NAT分类 分类
TCP负载平衡 由外向内的翻译） 负载平衡（ 五 、TCP负载平衡（由外向内的翻译）
以上所有操作是将多个内部地址映射到一个全球地址，从而让内 部多台主机能够利用一个合法的全球地址访问 Internet。和以上操作 不同，TCP负载均衡可以将一个全球地址映射到内部网络的多个地址， 从而实现在多台提供相同服务的主机间进行均衡会话。
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第一部分： 第一部分：NAT概述 概述
解决IP IP地址不足的四种措施 一、解决IP地址不足的四种措施
（1）、VLSM（可变长子网掩码技术）：是一种产生不 同大小子网的网络分配机制。它将一个标准网络分成不同 大小的多个子网，从而使得一个标准网络内可以配置多个 不同长度的子网掩码。 （2）、CIDR（无类域间路由技术）：通过CIDR技术， 可以将多个连续的C类网络合并成一个超网，满足大型企业 对IP地址的需求（一般应用于路由器） （3）NAT（网络地址转换）：使众多的内部主机能使 用一个internet合法地址连接互联网。 （4）IPv6：是终极解决方案。
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第一部分： 第一部分：NAT概述 概述
网络地址转换（NAT） 四 、网络地址转换（NAT）的定义
网络地址转换（Network Address Translation，NAT）是用 于将一个地址域（如企业内部网Intranet）映射到另一个地址域 （如国际互联网Internet）的标准方法。Nat允许一个机构专用 Intranet 中的主机透明地连接到公共域中的主机，无需内部主 机全部拥有注册的 Internet 地址。 NAT允许一个机构以一个地址出现在Internet上。 NAT可以应用到防火墙技术里，把个别IP地址隐藏起来不被 外界发现，使外界无法直接访问内部网络设备。 采用NAT技术，可以超越地址的限制，合理地安排网络中的 公有Internet 地址和私有IP地址的使用。
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第二部分： 第二部分：NAT分类 分类
NAT有四种类型 有四种类型： 一、NAT有四种类型：
（1）静态NAT （2）动态NAT （3）端口地址转换 （4）TCP负载平衡
静态NAT 二 、静态NAT
在静态NAT配置中，内部网络中的每个主机都被永久映射成外部网 络中的某个合法地址（是ISP服务商提供的合法的全球IP地址）。静态 地址转换将内部本地地址与内部全局合法地址进行一对一的转换，且 需要指定和哪个合法地址进行转换。如果内部网络有E_MAIL服务器、 WWW服务器或FTP服务器等可以为外部用户提供的服务，这些服务器的 IP地址必须采用静态地址转换，以便外部用户可以使用这些服务。
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第二部分： 第二部分：NAT分类 分类
当外部主机对 11.11.11.12 地址请求WEB服务时，会 话将会在内部两台提供相同服务的WEB服务器 （192.168.1.2 、192.168.1.3）之间交替，从而可以更好 地为外网客户提供快速的服务。 NAT路由器接受外部主机的请求并依据NAT表建立与内 部主机的连接，把内部合法（目的地址，在此为： 11.11.11.12）翻译成内部局部地址，并转发数据包到内部 主机（可能将数据包转给 192.168.1.2 ，也有可能将数据 包转发给 192.168.1.3），内部主机接受包并做出响应。
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第八章： 第八章：网络地址转换
【教学方法】 –教学方式：多媒体教学 –教学方法：案例分析+视频教学 通过对比分析让学生掌握静态地址转换、动态地址转 换和端口地址转换的不同和必要性。 利用视频教学资料，使学生在任何时间和地点能重温 教学内容，尽一步掌握静态地址转换、动态地址转换 和端口地址转换的配置和应用。 通过上机实验让学生在boson模拟器的支持下完成静态 网络地址转换的实际配置和应用。
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第二部分： 第二部分：NAT分类 分类
端口地址转换（PAT）或复用动态NAT 四 、端口地址转换（PAT）或复用动态NAT
NAT路由器最强大的功能是它们能支持端口地址转换（Port Address Translation，PAT）或者说支持复用动态NAT，PAT能使多个 内部地址映射到同一个全球地址，所以PAT有时也被称为“多对一NAT”。 使用PAT可以让成千上万的私有地址使用一个全球地址访问Internet。 NAT设备通过映射TCP和UDP端口号来跟踪和记录不同的会话。 NAT复用可以大大减少全球IP地址消耗，但它的能力是有限的。因 为它的能力有限，所以PAT经常与一个到NAT地址池的动态映射一起使 用。这样NAT设备可以先用一对一的动态映射，直到可能的地址几乎被 耗尽，然后NAT将复用剩余的地址。在Cisco路由器上，NAT将首先复用 地址池中的第一个地址，直到达到能力极限，再复用第二个地址，并 且依次类推。