网络地址转换NAT

一、什么是NAT

NAT是一种用于网络地址转换的技术，主要功能是将私有IP地址转换为公共IP地址，从而在设备访问外部网络时共享单个公共IP地址。它解决了IPv4地址资源短缺的问题，同时也增强了网络的安全性。NAT全称为网络地址转换（Network Address Translation），最初是为了解决IPv4地址不足的问题而开发的。其通过将一个外部IP地址和端口映射到更大的内部IP地址集来实现IP地址的转换，使用流量表将流量从一个外部IP地址和端口号路由到与网络上的终结点关联的内部IP地址。NAT不仅能解决IP地址不足的问题，还能有效地避免来自网络外部的攻击，隐藏并保护网络内部的计算机。其主要功能包括宽带分享和安全防护。当内部设备连接到互联网时，NAT使它们显示为NAT主机的公共IP，从而提高了客户端设备的安全性。

二、NAT分类

NAT（网络地址转换）可以分为多种类型，主要包括静态NAT、动态NAT和端口多路复用（PAT），以及从实现技术角度分类的全锥NAT、限制性锥NAT、端口限制性锥NAT和对称NAT。具体如下：

按照地址分配方式分类
- 静态NAT：将内部网络的私有IP地址与一个固定的公有IP地址进行一对一映射。这种方法适用于需要长期稳定访问的外部设备，如对外提供服务的服务器。
- 动态NAT：将内部私有IP地址动态转换为公网地址池中的任何合法IP地址。这种转换是临时的，一旦连接断开，分配的公网地址将返回地址池供其他用户使用。
- 端口多路复用（PAT）：通过复用单个公网IP地址的不同端口来支持多个内网地址访问互联网。这种方法最大限度地节省了IP地址资源。
按照映射方式分类
- 全锥NAT：把所有来自相同内部IP地址和端口的请求映射到相同的外部IP地址和端口。任何一个外部主机都可以通过该映射发送数据包到该内部主机。
- 限制性锥NAT：与全锥NAT类似，但增加了限制条件，只有当内部主机先向外部主机发送数据包，该外部主机才能向该内部主机发送数据包。
- 端口限制性锥NAT：在限制性锥NAT的基础上进一步增加端口号的限制，即只有内部主机先向外部特定地址和端口发送数据包，该外部主机才能使用特定端口号向内部主机发送数据包。
- 对称NAT：为每个新的外部连接分配一个新的映射，即使同一内部主机使用相同的端口与不同外部地址通信，也会重新建立会话并分配不同的端口号或IP地址。

三、NAT配置

指定内网接口
#将F0/0指定为内网接口
Router(config)#int f0/0
Router(config-if)#ip nat inside
指定外网接口
#将F0/1指定为内网接口
Router(config)#int f0/1
Router(config-if)#ip nat outside

静态NAT配置

例#将内网地址192.168.100.3转换为61.159.62.131

Router(config)#ip nat inside source static 192.168.109.3 61.159.62.131

动态NAT配置

#intoout 地址池名字

Router(config)#ip nat pool intoout 202.96.122.90 202.96.122.100 netmask 255.255.255.0

Router(config)#access-list 1 permit 192.168.1.0 0.0.0.255

Router(config)#ip nat inside source list 1 pool intoout