自拍偷在线精品自拍偷,亚洲欧美中文日韩v在线观看不卡

網(wǎng)絡(luò)地址轉(zhuǎn)換協(xié)議(NAT)及其應(yīng)用實(shí)例

作者：大木叉叉
網(wǎng)絡(luò) 網(wǎng)絡(luò)管理
當(dāng)在專用網(wǎng)內(nèi)部的一些主機(jī)本來已經(jīng)分配到了本地IP地址(即僅在本專用網(wǎng)內(nèi)使用的專用地址)，但現(xiàn)在又想和因特網(wǎng)上的主機(jī)通信(并不需要加密)時，可使用NAT方法。

1. NAT的含義

當(dāng)在專用網(wǎng)內(nèi)部的一些主機(jī)本來已經(jīng)分配到了本地IP地址(即僅在本專用網(wǎng)內(nèi)使用的專用地址)，但現(xiàn)在又想和因特網(wǎng)上的主機(jī)通信(并不需要加密)時，可使用NAT(Network Address Translation，網(wǎng)絡(luò)地址轉(zhuǎn)換)方法。

這種方法需要在專用網(wǎng)連接到因特網(wǎng)的路由器上安裝NAT軟件。裝有NAT軟件的路由器叫做NAT路由器，它至少有一個有效的外部全球IP地址。這樣，所有使用本地地址的主機(jī)在和外界通信時，都要在NAT路由器上將其本地地址轉(zhuǎn)換成全球IP地址，才能和因特網(wǎng)連接。

另外，這種通過使用少量的公有IP 地址代表較多的私有IP 地址的方式，將有助于減緩可用的IP地址空間的枯竭。

[[287151]]

2. NAT協(xié)議的作用

隱藏內(nèi)部客戶端的身份、隱蔽私有網(wǎng)絡(luò)設(shè)計以及使公共IP地址租用成本最低，這些功能都可以通過使用網(wǎng)絡(luò)地址轉(zhuǎn)換(NAT)方便地實(shí)現(xiàn)。NAT是一種將包頭中的內(nèi)部IP地址轉(zhuǎn)換為公共IP地址，從而在互聯(lián)網(wǎng)上進(jìn)行傳輸?shù)臋C(jī)制。

人們開發(fā)NAT是為了允許專用網(wǎng)絡(luò)使用任何IP地址集，并且不會與具有相同IP地址的公共互聯(lián)網(wǎng)主機(jī)發(fā)生沖突或抵觸。事實(shí)上，NAT將內(nèi)部客戶端的IP地址轉(zhuǎn)換為外部環(huán)境中的租用地址。

NAT提供了很多優(yōu)點(diǎn)，包括：

  • 能夠只使用一個(或幾個)租用的公共IP地址將整個網(wǎng)絡(luò)連接到互聯(lián)網(wǎng);
  • 終能夠在與互聯(lián)網(wǎng)通信的情況下， 將RCF1918中定義的私有IP地址用于私有網(wǎng)絡(luò);
  • NAT通過互聯(lián)網(wǎng)隱藏IP地址方案和網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu);
  • NAT還通過限制連接提供了保護(hù)，從而使只有來自于內(nèi)部受保護(hù)網(wǎng)絡(luò)的連接才被準(zhǔn)許從互聯(lián)網(wǎng)返回網(wǎng)絡(luò)。因此，大多數(shù)入侵攻擊會被自動擊退。

3. IP地址分類

IP被分為A、B、C、D、E五類，如表所示。其中D類子網(wǎng)被用于多播，E類子網(wǎng)被保留將來使用。IP地址由四段組成，每段一個字節(jié)八位。

(1) A類：(1.0.0.0-126.0.0.0)第一個字節(jié)為網(wǎng)絡(luò)號，后三個字節(jié)為主機(jī)號。該類IP地址的最前面為“0”，所以地址的網(wǎng)絡(luò)號取值于1~126之間。一般用于大型網(wǎng)絡(luò)。

默認(rèn)子網(wǎng)掩碼：255.0.0.0或 0xFF000000

其中私有地址范圍是：10.0.0.0～10.255.255.255

(2) B類：(128.0.0.0-191.255.0.0)前兩個字節(jié)為網(wǎng)絡(luò)號，后兩個字節(jié)為主機(jī)號。該類IP地址的最前面為“10”，所以地址的網(wǎng)絡(luò)號取值于128~191之間。一般用于中等規(guī)模網(wǎng)絡(luò)。

默認(rèn)子網(wǎng)掩碼：255.255.0.0或0xFFFF0000

其中私有地址范圍是：172.16.0.0～172.31.255.255

(3) C類：(192.0.0.0-223.255.255.0)前三個字節(jié)為網(wǎng)絡(luò)號，最后一個字節(jié)為主機(jī)號。該類IP地址的最前面為“110”，所以地址的網(wǎng)絡(luò)號取值于192~223之間。一般用于小型網(wǎng)絡(luò)。

子網(wǎng)掩碼：255.255.255.0或 0xFFFFFF00

其中私有地址范圍是：192.168.0.0～192.168.255.255

(4) D類：是多播地址。該類IP地址的最前面為“1110”，所以地址的網(wǎng)絡(luò)號取值于224~239之間。一般用于多路廣播用戶。

(5) E類：是保留地址。該類IP地址的最前面為“1111”，所以地址的網(wǎng)絡(luò)號取值于240~255之間。

IP地址總個數(shù)為2^32=4 294 967 296，約為43億個。其中各類地址的占比如圖1所示。

IP各類地址占比

圖1. IP各類地址占比

4. NAT模式

從定義上看，NAT將一個內(nèi)部的IP地址映射為一個外部的IP地址。但是，端口地址轉(zhuǎn)換PAT將一個內(nèi)部的IP地址映射為一個外部IP地址和端口號的組合。因此，PAT理論上在單個外部租用IP地址上可以支持65536(2^16)個來自內(nèi)部客戶端的同時發(fā)生的通信。如果使用NAT，那么租用的公共IP地址數(shù)必須與期望同時發(fā)生的通信數(shù)相同;如果使用PAT，那 么可以租用較少的公共IP地址，內(nèi)部客戶端數(shù)量與外部租用IP地址數(shù)量的適當(dāng)比率為100:1。在很多硬件設(shè)備和軟件產(chǎn)品中都可以找到NAT，這些設(shè)備和產(chǎn)品包括防火墻、路由器、網(wǎng)關(guān)和代理。NAT只能用在IP網(wǎng)絡(luò)中，并且在OSI模型的網(wǎng)絡(luò)層(第3層)上工作。

所有的路由器和通信控制設(shè)備被配置為在默認(rèn)情況下不轉(zhuǎn)發(fā)來自或到達(dá)這些私有IP地址的通信。換句話說，私有IP地址在默認(rèn)情況下不進(jìn)行路由。因此，它們不能直接用于互聯(lián)網(wǎng)上的通信。然而，它們可以被輕松地用在私有網(wǎng)絡(luò)中，相應(yīng)的私有網(wǎng)絡(luò)可能沒有使用路由器，或者可能只對路由器的配置進(jìn)行了少許改動。通過允許從ISP處租用較少的公共IP地址，結(jié)合使用私有IP地址與NAT能夠大大減少連接互聯(lián)網(wǎng)的成本。

可以使用的NAT有兩種模式：靜態(tài)NAT和動態(tài)NAT：

  • 靜態(tài)NAT：將特定的內(nèi)部客戶端的IP地址永久地映射到特定的外部公共IP地址時，就會使用靜態(tài)模式的NAT;
  • 動態(tài)NAT：動態(tài)模式的NAT允許多個內(nèi)部客戶端使用較少的租用公共IP地址。因此，即使租用的公共IP地址較少，較大的內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)也仍然能夠訪問互聯(lián)網(wǎng)。這種模式使出現(xiàn)公共IP地址濫用的情況最少，并且將互聯(lián)網(wǎng)訪問成本降至最低。

在動態(tài)模式的NAT實(shí)現(xiàn)中，NAT系統(tǒng)維護(hù)了一個映射數(shù)據(jù)庫，從而使來自互聯(lián)網(wǎng)服務(wù)的所有響應(yīng)信息正確地路由至最初的內(nèi)部請求客戶端。NAT常常與代理服務(wù)器或代理防火墻相結(jié)合，從而提供額外的互聯(lián)網(wǎng)訪問和內(nèi)容緩存功能。

因為NAT更改了數(shù)據(jù)包頭，而IPSec依賴數(shù)據(jù)包頭來阻止安全違規(guī)，所以NAT并不直接與 IPSec相容。不過，某些版本的NAT代理被設(shè)計為在NAT上支持IPSec。IPSec是一種基于標(biāo)準(zhǔn)的機(jī)制，這種機(jī)制為點(diǎn)對點(diǎn)TCP/IP通信提供了加密保護(hù)。

5. NAT應(yīng)用實(shí)例

下面我們采用仿真軟件Cisco Packet Tracer來演示實(shí)際的網(wǎng)絡(luò)部署，軟件的下載地址及仿真的工程文件下載地址如下：

鏈接：https://pan.baidu.com/s/1DLJVuXu5kRmpgCCr7Czfpg

提取碼：w5og

網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)和IP地址配置如圖2.所示，內(nèi)網(wǎng)地址為192.168.1.*, 外網(wǎng)服務(wù)器的地址配置為2.2.2.2

圖2. 網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浼暗刂?/p>

為了便于說明，我們首先明確四類地址的范圍來定義企業(yè)內(nèi)部、外部：

  • 內(nèi)部本地地址：企業(yè)內(nèi)部的私有地址
  • 內(nèi)部全局地址：私有地址轉(zhuǎn)換成為的公有地址
  • 外部全局地址：internet上的公有地址
  • 外部本地地址：internet上的公有地址轉(zhuǎn)換成為的企業(yè)內(nèi)部私有地址

(1) 配置IP地址

配置路由器R1的地址，f0/0的地址為192.168.1.200，255.255.255.0，f0/1的地址為 12.1.1.1 255.255.255.0。配置命令如下：

  1. R1>en 
  2. R1#conf t 
  3. Enter configuration commands, one perline.  End with CNTL/Z. 
  4. R1(config)#int f0/0 
  5. R1(config-if)#ip add 192.168.1.200 255.255.255.0 
  6. R1(config-if)#no sh 
  7. R1(config-if)# 
  8. R1(config-if)#int f0/1 
  9. R1(config-if)#ip add 12.1.1.1 255.255.255.0 
  10. R1(config-if)#no sh 

配置路由器R2的地址，f0/0的地址為12.1.1.2 255.255.255.0，f0/1的地址為2.2.2.200 255.255.255.0。

  1. R2>en 
  2. R2#conf t 
  3. Enter configuration commands, one perline.  End with CNTL/Z. 
  4. R2(config)#int f0/0 
  5. R2(config-if)#ip add 12.1.1.2 255.255.255.0 
  6. R2(config-if)#no sh 
  7. R2(config-if)# 
  8. R2(config-if)#int f0/1 
  9. R2(config-if)#ip add 2.2.2.200 255.255.255.0 
  10. R2(config-if)#no sh 

配置結(jié)果如圖3所示，

圖3. IP配置結(jié)果

配置路由器R1，配置內(nèi)容是接口f0/0連接的是企業(yè)內(nèi)部私有地址，f0/1連接的是internet上的公有地址。配置命令如下：

  1. R1>en 
  2. R1#conf t 
  3. Enter configuration commands, one perline.  End with CNTL/Z. 
  4. R1(config)#int f0/0 
  5. R1(config-if)#ip nat inside 
  6. R1(config-if)#exit 
  7. R1(config)#int f0/1 
  8. R1(config-if)#ip nat outside 
  9. R1(config-if)#exit 

(2) 創(chuàng)建NAT轉(zhuǎn)換表

a. 靜態(tài)NAT

  1. R1(config)#ip nat inside source static ? 
  2.  A.B.C.D  Inside local IP address 
  3.  tcp      Transmission ControlProtocol 
  4.   udp      User Datagram Protocol 
  5. R1(config)#ip nat inside source static192.168.1.1 ? 
  6.  A.B.C.D  Inside global IP address 
  7. R1(config)#ip nat inside source static192.168.1.1 12.1.1.11 
  8. R1(config)#ip nat inside source static192.168.1.2 12.1.1.12 
  9. R1(config)#end 
  10. R1# 
  11. %SYS-5-CONFIG_I: Configured from console byconsole 
  12.  
  13. R1#show ip nat tr 
  14. R1#show ip nat translations 
  15. Pro Inside global     Insidelocal       Outside local      Outside global 
  16. --- 12.1.1.11         192.168.1.1        ---                --- 
  17. --- 12.1.1.12         192.168.1.2    

靜態(tài)NAT特點(diǎn)：一對一的對應(yīng)關(guān)系，可以由外界主動訪問內(nèi)部做地址轉(zhuǎn)換

b. 動態(tài)NAT

第一步：刪除已建立的靜態(tài)NAT

  1. R1#conf t 
  2. Enter configuration commands, one perline.  End with CNTL/Z. 
  3. R1(config)#no ip nat inside source static192.168.1.2 12.1.1.12 
  4. R1(config)#no ip nat inside source static192.168.1.1 12.1.1.11 
  5. R1(config)#end 
  6. R1# 
  7. %SYS-5-CONFIG_I: Configured from console byconsole 
  8. R1#show ip nat translations 

第二步：匹配需要轉(zhuǎn)換的數(shù)據(jù)包;

  1. R1(config)#access-list 1 permit 192.168.1.00.0.0.255 

第三步：定義轉(zhuǎn)換成為的地址池;

  1. R1(config)#ip nat pool BB 12.1.1.1112.1.1.12 netmask 255.255.255.0 

第四步：關(guān)聯(lián)數(shù)據(jù)包和地址池;

  1. R1(config)#ip nat inside source list 1 poolBB 
  2. R1#show ip nat translations 
  3. Pro Inside global     Insidelocal       Outside local      Outside global 
  4. icmp 12.1.1.11:10      192.168.1.1:10     2.2.2.2:10         2.2.2.2:10 
  5. icmp 12.1.1.11:11      192.168.1.1:11     2.2.2.2:11         2.2.2.2:11 
  6. icmp 12.1.1.11:12      192.168.1.1:12     2.2.2.2:12         2.2.2.2:12 
  7. icmp 12.1.1.11:9       192.168.1.1:9      2.2.2.2:9          2.2.2.2:9 

動態(tài)NAT特點(diǎn)：一對一的對應(yīng)，由客戶端觸發(fā)NAT，不能由外部主動訪問客戶端

c. PAT 地址復(fù)用

  1. R1(config)#ip nat inside source list 1 poolBB overload 
  2. R1#show ip nat translations 
  3. Pro Inside global     Insidelocal       Outside local      Outside global 
  4. icmp 12.1.1.11:13      192.168.1.1:13     2.2.2.2:13         2.2.2.2:13 
  5. icmp 12.1.1.11:14      192.168.1.1:14     2.2.2.2:14         2.2.2.2:14 
  6. icmp 12.1.1.11:15      192.168.1.1:15     2.2.2.2:15         2.2.2.2:15 
  7. icmp 12.1.1.11:16      192.168.1.1:16     2.2.2.2:16         2.2.2.2:16 

我們以靜態(tài)的NAT為例，驗證從PC1是否可以ping通Server

通過上圖可以看出，PC1到Server之間是通的。下面我們挨個的看一下整個發(fā)包測試的流程：

第一步：PC1發(fā)包，Src.IP=192.168.1.1, Dest.IP=2.2.2.2

第二步：交換機(jī)轉(zhuǎn)發(fā),按照MAC地址轉(zhuǎn)發(fā)

第三步：路由器R1的NAT轉(zhuǎn)換，地址由原來的：Src.IP=192.168.1.1, Dest.IP=2.2.2.2，變?yōu)榱? Src.IP=12.1.1.11, Dest.IP=2.2.2.2。其中192.168.1.1與12.1.1.11為NAT表定義的靜態(tài)地址轉(zhuǎn)換協(xié)議。

第四步：路由器路由轉(zhuǎn)發(fā) Src.IP=12.1.1.11, Dest.IP=2.2.2.2

第五步：Server接收包，并回復(fù)確認(rèn)，目的地址和源地址互換。Src.IP=2.2.2.2， Dest.IP=12.1.1.11。

第六步：路由器R2路由轉(zhuǎn)發(fā)，Src.IP=2.2.2.2， Dest.IP=12.1.1.11

第七步：路由器R1地址轉(zhuǎn)化，流程是第三步逆過程。

第八步：交換機(jī)轉(zhuǎn)發(fā)，根據(jù)MAC地址

第九步：PC機(jī)接收確認(rèn)，Src.IP=2.2.2.2, Dest.IP=192.168.1.1

責(zé)任編輯：趙寧寧 來源： 大木叉叉
網(wǎng)絡(luò)地址轉(zhuǎn)換協(xié)議NATIP
相關(guān)推薦

2009-09-24 11:21:03

2021-05-06 11:46:41

網(wǎng)絡(luò)地址轉(zhuǎn)換報文跟蹤系統(tǒng)運(yùn)維

2009-12-16 16:46:00

路由器NAT配置

2010-12-02 11:27:07

NAT網(wǎng)絡(luò)地址轉(zhuǎn)換

2011-03-14 16:01:44

路由器NAT

2009-12-22 13:44:42

路由器NAT

2011-04-07 17:01:40

NATLSN

2011-03-14 16:17:06

路由器NAT

2011-04-07 16:58:50

NATLSN

2015-03-12 09:05:22

NAT廣域網(wǎng)IP地址

2019-07-30 08:42:54

網(wǎng)絡(luò)訪問控制網(wǎng)絡(luò)地址轉(zhuǎn)換網(wǎng)絡(luò)

2010-09-09 14:14:22

2019-08-19 01:11:39

NAT網(wǎng)絡(luò)地址轉(zhuǎn)換內(nèi)網(wǎng)

2012-03-09 10:42:03

網(wǎng)絡(luò)地址轉(zhuǎn)換

2009-01-15 09:49:00

網(wǎng)絡(luò)地址切換

2010-06-01 13:50:35

IPv6協(xié)議

2016-10-27 09:37:10

Hadoop集群配置

2010-06-09 15:23:25

2009-12-16 16:19:23

Linux網(wǎng)絡(luò)地址配置

2020-06-11 09:04:09

NAT網(wǎng)絡(luò)IPv6
點(diǎn)贊
收藏

51CTO技術(shù)棧公眾號