網(wǎng)絡地址轉換(NAT,Network Address Translation)屬接入廣域網(wǎng)(WAN)技術,是一種將私有(保留)地址轉化為合法IP地址的轉換技術,它被廣泛應用于各種類型Internet接入方式和各種類型的網(wǎng)絡中。原因很簡單，NAT不僅完美地解決了lP地址不足的問題，而且還能夠有效地避免來自網(wǎng)絡外部的攻擊，隱藏并保護網(wǎng)絡內(nèi)部的計算機。
雖然NAT可以借助于某些代理服務器來實現(xiàn)，但考慮到運算成本和網(wǎng)絡性能，很多時候都是在路由器上來實現(xiàn)的。
隨著接入Internet的計算機數(shù)量的不斷猛增，IP地址資源也就愈加顯得捉襟見肘。事實上，除了中國教育和科研計算機網(wǎng)(CERNET)外，一般用戶幾乎申請不到整段的C類IP地址。在其他ISP那里，即使是擁有幾百臺計算機的大型局域網(wǎng)用戶，當他們申請IP地址時，所分配的地址也不過只有幾個或十幾個IP地址。顯然，這樣少的IP地址根本無法滿足網(wǎng)絡用戶的需求，于是也就產(chǎn)生了NAT技術。
l.NAT簡介
借助于NAT，私有(保留)地址的"內(nèi)部"網(wǎng)絡通過路由器發(fā)送數(shù)據(jù)包時，私有地址被轉換成合法的IP地址，一個局域網(wǎng)只需使用少量IP地址(甚至是1個)即可實現(xiàn)私有地址網(wǎng)絡內(nèi)所有計算機與Internet的通信需求。
NAT將自動修改IP報文的源IP地址和目的IP地址，Ip地址校驗則在NAT處理過程中自動完成。有些應用程序將源IP地址嵌入到IP報文的數(shù)據(jù)部分中，所以還需要同時對報文進行修改，以匹配IP頭中已經(jīng)修改過的源IP地址。否則，在報文數(shù)據(jù)都分別嵌入IP地址的應用程序就不能正常工作。
2.NAT實現(xiàn)方式
NAT的實現(xiàn)方式有三種，即靜態(tài)轉換Static Nat、動態(tài)轉換Dynamic Nat和 端口多路復用OverLoad。
靜態(tài)轉換是指將內(nèi)部網(wǎng)絡的私有IP地址轉換為公有IP地址，IP地址對是一對一的，是一成不變的，某個私有IP地址只轉換為某個公有IP地址。借助于靜態(tài)轉換，可以實現(xiàn)外部網(wǎng)絡對內(nèi)部網(wǎng)絡中某些特定設備(如服務器)的訪問。
動態(tài)轉換是指將內(nèi)部網(wǎng)絡的私有IP地址轉換為公用IP地址時，IP地址對是不確定的，而是隨機的，所有被授權訪問上Internet的私有IP地址可隨機轉換為任何指定的合法IP地址。也就是說，只要指定哪些內(nèi)部地址可以進行轉換，以及用哪些合法地址作為外部地址時，就可以進行動態(tài)轉換。動態(tài)轉換可以使用多個合法外部地址集。當ISP提供的合法IP地址略少于網(wǎng)絡內(nèi)部的計算機數(shù)量時�？梢圆捎脛討B(tài)轉換的方式。
端口多路復用(Port address Translation,PAT)是指改變外出數(shù)據(jù)包的源端口并進行端口轉換，即端口地址轉換(PAT，Port Address Translation).采用端口多路復用方式。內(nèi)部網(wǎng)絡的所有主機均可共享一個合法外部IP地址實現(xiàn)對Internet的訪問，從而可以最大限度地節(jié)約IP地址資源。同時，又可隱藏網(wǎng)絡內(nèi)部的所有主機，有效避免來自internet的攻擊。因此，目前網(wǎng)絡中應用最多的就是端口多路復用方式。
3.網(wǎng)絡地址轉換(NAT)的實現(xiàn)
在配置網(wǎng)絡地址轉換的過程之前，首先必須搞清楚內(nèi)部接口和外部接口，以及在哪個外部接口上啟用NAT。通常情況下，連接到用戶內(nèi)部網(wǎng)絡的接口是NAT內(nèi)部接口，而連接到外部網(wǎng)絡(如Internet)的接口是NAT外部接口。
1).靜態(tài)地址轉換的實現(xiàn)
假設內(nèi)部局域網(wǎng)使用的lP地址段為192.168.0.1~192.168.0.254，路由器局域網(wǎng)端(即默認網(wǎng)關)的IP地址為192.168.0.1，子網(wǎng)掩碼為255.255.255.0。網(wǎng)絡分配的合法IP地址范圍為61.159.62.128~61.159.62.135，路由器在廣域網(wǎng)中的IP地址為61.159.62.129，子網(wǎng)掩碼為255.255.255.248可用于轉換的IP地址范圍為61.159.62.130~61.159.62.134。要求將內(nèi)部網(wǎng)址192.168.0.2~192.168.0.6分別轉換為合法IP地址61.159.62.130~61.159.62.134。
第一步，設置外部端口。
interface serial 0
ip address 61.159.62.129 255.255.255.248
ip nat outside
第二步，設置內(nèi)部端口。
interface ethernet 0
ip address 192.168.0.1 255.255.255.0
ip nat inside
第三步，在內(nèi)部本地與內(nèi)部合法地址之間建立靜態(tài)地址轉換。
ip nat inside source static 內(nèi)部本地地址內(nèi)部合法地址。
示例：
ip nat inside source static 192.168.0.2 61.159.62.130 //將內(nèi)部網(wǎng)絡地址192.168.0.2轉換為合法IP地址61.159.62.130
ip nat inside source static 192.168.0.3 61.159.62.131 //將內(nèi)部網(wǎng)絡地址192.168.0.3轉換為合法IP地址61.159.62.131
ip nat inside source static 192.168.0.4 61.159.62.132 //將內(nèi)部網(wǎng)絡地址192.168.0.4轉換為合法IP地址61.159.62.132
ip nat inside source static 192.168.0.5 61.159.62.133 //將內(nèi)部網(wǎng)絡地址192.168.0.5轉換為合法IP地址61.159.62.133
ip nat inside source static 192.168.0.6 61.159.62.134 //將內(nèi)部網(wǎng)絡地址192.168.0.6轉換為合法IP地址61.159.62.134
至此，靜態(tài)地址轉換配置完畢。
2).動態(tài)地址轉換的實現(xiàn)
假設內(nèi)部網(wǎng)絡使用的IP地址段為172.16.100.1~172.16.100.254,路由器局域網(wǎng)端口（即默認網(wǎng)關）的IP地址為172.16.100.1,子網(wǎng)掩碼為255.255.255.0。網(wǎng)絡分配的合法IP地址范圍為61.159.62.128~61.159.62.191，路由器在廣域網(wǎng)中的IP地址為61.159.62.129,子網(wǎng)掩碼為255.255.255.192,可用于轉換的IP地址范圍為61.159.62.130~61.159.62.190。要求將內(nèi)部網(wǎng)址172.16.100.1~172.16.100.254動態(tài)轉換為合法IP地址61.159.62.130~61.159.62.190。
第一步，設置外部端口。
設置外部端口命令的語法如下：
ip nat outside
示例：
interface serial 0 //進入串行端口serial 0
ip address 61.159.62.129 255.255.255.248//將其IP地址指定為61.159.62.129,子網(wǎng)掩碼為255.255.255.248
ip nat outside //將串行口serial 0設置為外網(wǎng)端口
注意，可以定義多個外部端口。
第二步，設置內(nèi)部端口。
設置內(nèi)部接口命令的語法如下：
ip nat inside
示例：
interface ethernet 0 //進入以太網(wǎng)端口Ethernet 0
ip address 172.16.100.1 255.255.255.0 // 將其IP地址指定為172.16.100.1,子網(wǎng)掩碼為255.255.255.0
ip nat inside //將Ethernet 0 設置為內(nèi)網(wǎng)端口。
注意，可以定義多個內(nèi)部端口。
第三步，定義合法IP地址池。
定義合法IP地址池命令的語法如下：
ip nat pool 地址池名稱 起始IP地址 終止IP地址 子網(wǎng)掩碼
其中，地址池名字可以任意設定。
示例：
ip nat pool net 61.159.62.130 61.159.62.190 netmask 255.255.255.192 //指明地址緩沖池的名稱為net,IP地址范圍為61.159.62.130~61.159.62.190,子網(wǎng)掩碼為255.255.255.192。需要注意的是，即使掩碼為255.255.255.0，也會由起始IP地址和終止IP地址對IP地址池進行限制。
或ip nat pool test 61.159.62.130 61.159.62.190 prefix-length 26
注意，如果有多個合法IP地址范圍，可以分別添加。例如，如果還有一段合法IP地址范圍為"211.82.216.1~211.82.216.254"，那么，可以再通過下述命令將其添加至緩沖池中。
ip nat pool cernet 211.82.216.1 211.82.216.254 netmask 255.255.255.0
或
ip nat pool test 211.82.216.1 211.82.216.254 prefix-length 24
第四步，定義內(nèi)部網(wǎng)絡中允許訪問Internet的訪問列表。
定義內(nèi)部訪問列表命令的語法如下：
access-list 標號 permit 源地址 通配符（其中，標號為1~99之間的整數(shù)）
access-list 1 permit 172.16.100.0 0.0.0.255 //允許訪問Internet的網(wǎng)段為172.16.100.0~172.16.100.255，反掩碼為0.0.0.255。需要注意的是，在這里采用的是反掩碼，而非子網(wǎng)掩碼。反掩碼與反掩碼的關系為：反掩碼+子網(wǎng)掩碼=255.255.255.255。例如，子網(wǎng)掩碼為255.255.0.0，則反掩碼為0.0.255.255；子網(wǎng)掩碼為255.0.0.0,則反掩碼為0.255.255.255;子網(wǎng)掩碼為255.252.0.0,則反掩碼為0.3.255.255;子網(wǎng)掩碼為255.255.255.192，剛反掩碼為 0.0.0.63。
另外，如果想將多個IP地址段轉換為合法IP地址，可以添加多個訪問列表。例如，當欲將172.16.98.0~172.16.98.255和172.16.99.0~172.16.99.255轉換為合法IP地址時，應當添加下述命令：
access-list2 permit 172.16.98.0~0.0.0.255
access-list2 permit 172.16.99.0~0.0.0.255
第五步，實現(xiàn)網(wǎng)絡地址轉換。
在全局設置模式下，將由access-list指定的內(nèi)部本地地址與指定的內(nèi)部合法地址池進行地址轉換。命令語法如下：
ip nat inside source list 訪問列表標號 pool 內(nèi)部合法地址池名字
示例：
ip nat inside source list 1 pool chinanet
如果有多個內(nèi)部訪問列表，可以一一添加，以實現(xiàn)網(wǎng)絡地址轉換，如
ip nat insde source list 2 pool chinanet
ip nat insde source list 2 pool chinanet
如果有多個地址池，也可以一一添加，以增加合法地址池范圍，如
ip nat insde source list 2 pool cernet
ip nat insde source list 2 pool cernet
ip nat insde source list 2 pool cernet
至此，動態(tài)地址轉換設置完畢。
3).端口復用動態(tài)地址轉換(PAT)
內(nèi)部網(wǎng)絡使用的IP地址段為10.100.100.1~10.100.100.254,路由器局域網(wǎng)端口（即默認網(wǎng)關）的IP地址為10.100.100.1，子網(wǎng)掩碼為255.255.255.0。網(wǎng)絡分配的合法IP地址范圍為202.99.160.0~202.99.160.3,路由器廣域網(wǎng)中的IP地址為202.99.160.1,子網(wǎng)掩碼為255.255.255.252，可用于轉換的IP地址為202.99.160.2。要求將內(nèi)部網(wǎng)址10.100.100.1~10.100.100.254 轉換為合法IP地址202.99.160.2。
第一步，設置外部端口。
interface serial 0
ip address 202.99.160.1 255.255.255.252
in nat outside
第二步，設置內(nèi)部端口。
interface ethernet 0
ip address 10.100.100.1 255.255.255.0
ip nat inside
第三步，定義合法IP地址池。
in nat pool onlyone 202.99.160.2 202.99.160.2 netmask 255.255.255.252
// 指明地址緩沖池的名稱為onlyone,IP地址范圍為202.99.160.2,子網(wǎng)掩碼為255.255.255.252。由于本例只有一個IP地址可用，所以，起始IP地址與終止IP地址均為202.99.160.2。如果有多個IP地址，則應當分別鍵入起止的IP直址。
第四步，定義內(nèi)部訪問列。
access-list 1 permit 10.100.100.0 0.0.0.255
允許訪問Internetr的網(wǎng)段為10.100.100.0~10.100.100.255，子網(wǎng)掩碼為255.255.255.0。需要注意的是，在這里子網(wǎng)掩碼的順序跟平常所寫的順序相反，即0.255.255.255。
第五步，設置復用動態(tài)地址轉換。
在全局設置模式下，設置在內(nèi)部的本地地址與內(nèi)部合法IP地址間建立復用動態(tài)地址轉換。命令語法如下：
ip nat inside source list訪問列表號pool內(nèi)部合法地址池名字overload
示例：
ip nat inside source list1 pool onlyone overload //以端口復用方式，將訪問列表1中的私有IP地址轉換為onlyone IP地址池中定義的合法IP地址。
注意:overload是復用動態(tài)地址轉換的關鍵詞
至此，端口復用動態(tài)地址轉換完成。
[編輯本段]NAT的不同類型
NAT設置可分為靜態(tài)地址轉換、動態(tài)地址轉換、復用動態(tài)地址轉換三種。
靜態(tài)地址轉換將內(nèi)部本地地址與內(nèi)部合法地址進行一對一的轉換，且需要指定和哪個合法地址進行轉換。靜態(tài)地址轉換經(jīng)常在一個固定的外部的IP地址訪問一內(nèi)部主機情況下使用。
動態(tài)地址轉換也是將內(nèi)部本地地址與內(nèi)部合法地址一對一的轉換，但是動態(tài)地址轉換是從內(nèi)部合法地址池中動態(tài)地選擇一個未使用的地址來對內(nèi)部本地地址進行轉換的。而一旦連接斷開，取出的全局IP地址將重新放入池中，以供其他的鏈接使用。動態(tài)轉換效率是非常高的，因為一個注冊過的IP地址可以讓多個不同的端站點使用多次。
復用動態(tài)地址轉換首先是一種動態(tài)地址轉換，但是它可以允許多個內(nèi)部本地地址公用一個內(nèi)部合法地址。對只申請到少量IP地址但卻經(jīng)常同時有多個用戶上外部網(wǎng)絡的情況，這種轉換極為有用。
PAT（port address translation）將多個內(nèi)部地址映射為一個公網(wǎng)地址，但以不同的協(xié)議端口號與不同的內(nèi)部地址相對應。
[編輯本段]網(wǎng)絡地址轉換(NAT)-實例
示例一：全部采用端口復用地址轉換
當ISP分配的IP地址數(shù)量很少，網(wǎng)絡又沒有其他特殊需求，即無需為Internet提供網(wǎng)絡服務時，可采用端口利用地址轉換方式，使網(wǎng)絡內(nèi)的計算機采用同一IP地址訪問Internet，在節(jié)約IP地址資源的同時，又可有效保護網(wǎng)絡內(nèi)部的計算機。
網(wǎng)絡環(huán)境為：
局域網(wǎng)采用10Mb/s光纖，以城域網(wǎng)方式接入Internet，如圖4-2-2所示。路由器選用擁有2個10/100 Mb/s自適應端口的Cisco 2611。內(nèi)部網(wǎng)絡使用的IP地址段為192.168.100.1~192.101.254，局域網(wǎng)端口Ethernet 0的IP地址為192.168.100.1,子網(wǎng)掩碼為255.255.0.0。網(wǎng)絡分配的合法IP地址范圍為202.99.160.128~202.99.160.131,連接ISP的端口Ethernet 1的IP地址為202.99.160.129,子網(wǎng)掩碼為255.255.255.252�？捎糜谵D換的IP地址為202.99.160.130。要求網(wǎng)絡內(nèi)部的所有計算機均可訪問Internet。
案例分析：
既然只有一個可用的合法IP地址，同時處于局域網(wǎng)的服務器又只為局域網(wǎng)提供服務，而不允許Internet中的主機對其訪問，因此完全可以采用端口復用地址轉換方式實現(xiàn)NAT，使得網(wǎng)絡內(nèi)的所有計算機均可獨立訪問Internet。
配置清單：
interface fastethernet0/0
ip address 192.168.100.1 255.255.0.0 //定義本地端口IP地址
duplex auto
speed auto
ip nat inside // 定義為本地端口
!
interface fastethernet0/1
ip address 202.99.160.129 255.255.255.252
duplex auto
speed auto
ip nat outside
!
ip nat pool onlyone 202.99.160.130 202.99.160.130 netmadk 255.255.255.252 //定義合法IP地址池，名稱為onlyone
access-list 1 permit 192.168.100.0 0.0.0.255 //定義本地訪問列表
access-list 1 permit 192.168.100.0 0.0.0.255
ip nat inside source list1 pool onlyone overload //采用端口復用動態(tài)地址轉換
示例二：動態(tài)地址+端口復用地址轉換
許多FTP網(wǎng)站考慮到服務器性能和Internet連接帶寬的占用問題，都限制同一IP地址的多個進程訪問。如果采用端口復地址轉換方式，則網(wǎng)絡內(nèi)的所以計算機都采用同一IP地址訪問Internet,那么，將因此而被禁止對該網(wǎng)站的訪問。所以，當提供的合法IP地址數(shù)量稍多時，可同時采用端口復用和動態(tài)地址轉換方式，從而既可保證所有用戶都能夠獲得訪問Internet的權力，同時，又不致、某些計算機因使用同一IP地址而被限制權限。需要注意的是，由于所有計算機都采用動態(tài)地址轉換方式，因此Internet中的所有計算機將無法實現(xiàn)對網(wǎng)絡內(nèi)部服務器的訪問。
網(wǎng)絡環(huán)境：
局域網(wǎng)以2Mb/s DNA專線接入Internet，路由器選用安裝了廣域網(wǎng)模塊的Cisco 2611,如圖4-2-2所示。內(nèi)部網(wǎng)絡使用的IP地址段為172.16.100.1~172.16.102.254,局域網(wǎng)端口Ethernet 0的IP地址為172.16.100.1,子網(wǎng)掩碼為255.255.0.0。網(wǎng)絡分配的合法IP地址范圍為202.99.160.128~202.99.160.129,子網(wǎng)掩碼為255.255.255.192,可用于轉換的IP地址范圍為202.99.160.130~202.99.160.190。要求網(wǎng)絡部分的部分計算機可以不受任何限制地訪問Internet，服務器無需提供Internet訪問服務。
案例分析：
既然要求網(wǎng)絡中的部分計算機可以不受任何限制地訪問Internet,同時，服務器無需提供Internet訪問服務，那么，只需采用動態(tài)地址轉換+端口復用地址轉換方式即可實現(xiàn)。部分有特殊需求的計算機采用動態(tài)地址轉換的NAT方式，其他計算機則采用端口復用地址轉換的NAT方式。因此，部分有特殊需求的計算機可采用內(nèi)部網(wǎng)址172.16.100.1~172.16.100.254，并動態(tài)轉換為合法地址202.99.160.130~202.99.160.189，其他計算機采用內(nèi)部網(wǎng)址172.16.101.1~172.16.102.254,全部轉換為202.99.160.190。
配置清單：
interface fastethernet0/1
ip address 10.100.100.1 255.255.255.0 //定義局域網(wǎng)端口IP地址
duplex auto
speed auto
ip nat inside //定義為局域端口
!
interface serial 0/0
ip address 202.99.160.129 255.255.255.192 //定義廣域網(wǎng)端口IP地址
!
duplex auto
speed auto
ip nat outside //定義為廣域端口
!
ip nat pool public 202.99.160.130 202.130.160.190 netmask 255.255.255.192 //定義合法IP地址池，名稱為public
ip nat pool super 202.99.160.130 202.130.160.189 netmask 255.255.255.192 //定義合法IP地址池，名稱為super
ip nat inside source list1 pool super //定義列表達1采用動態(tài)地址轉換
ip nat inside source list2 pool public overload? //定義列表2采用端口復用地址轉換
access-list1 permit 172.16.100.0 0.0.0.255 //定義本地訪問列表1
access-list2 permit 172.16.102.0 0.0.0.255 //定義本地訪問列表2
access-list2 permit 172.16.102.0 0.0.0.255
示例三：靜態(tài)地址轉換+端口復用地址轉換
其實在很多時候，網(wǎng)絡中的服務器既為網(wǎng)絡內(nèi)部的客戶提供網(wǎng)絡服務，又同時為Internet中的用戶提供訪問服務。因此，如果采用端口復用地址轉換或動態(tài)地址轉換，將由于無法確定服務器的IP地址，而導致Internet用戶無法實現(xiàn)對網(wǎng)絡內(nèi)部服務器的訪問。此時，就應當采用靜態(tài)地址轉換+端口復用地址轉換的NAT方式。也就是說，對服務器采用靜態(tài)地址轉換，以確保服務器擁有固定的合法IP地址。而對普通的客戶計算機則采用端口復用地址轉換，使所有用戶都享有訪問Internet的權力。
網(wǎng)絡環(huán)境為：
局域網(wǎng)采用10Mb/s光纖，以城域網(wǎng)方式接入Internet，如圖4-2-2所示。路由器選用擁有2個10/100 Mb/s自適應端口的Cisco 2611。內(nèi)部網(wǎng)絡使用的IP地址段為10.18.100.1~10.18.104.254,局域網(wǎng)端口Ethernet 0的IP地址為10.18.100.1,子網(wǎng)掩碼為255.255.0.0。網(wǎng)絡分配的合法IP地址范圍為211.82.220.80~211.82.220.87，連接ISP的端口Ethernet 1的IP地址為211.82.220.81,子網(wǎng)掩碼為255.255.255.248。要求網(wǎng)絡內(nèi)部的所有計算機均可訪問Internet，并且在Internet中提供Web、E-mail、FTP和Media等4種服務。
案例分析：
既然網(wǎng)絡內(nèi)的服務器要求能夠被Internet訪問到，那么，這部分主機必須擁有合法的IP地址，也就是說，服務器必須采用靜態(tài)地址轉換。其他計算機由于沒有任何限制，所以，可采用端口復用地址轉換的NAT方式。因此，服務器可采用內(nèi)網(wǎng)址10.18.100.1~10.18.100.254，并分別映射為一個合法的IP地址。其他計算機則采用內(nèi)部網(wǎng)址10.18.101.1~172.16.104.254,并全部轉換為一個合法的IP地址。
配置清單：
interface fastethernet0/0
ip address 10.18.100.1 255.255.0.0 //定義局域網(wǎng)口IP地址
duplex auto
speed auto
ip nat inside //定義局域網(wǎng)口
!
interface fastethernet0/1
ip address 211.82.220.81 255.255.255.248 //定義廣域網(wǎng)口IP地址
duplex auto
speed auto
ip nat outside //定義廣域網(wǎng)口
!
ip nat pool every 211.82.220.86 211.82.220.86 netmask 255.255.255.248 //定義合法IP地址池
access-list 1 permit 10.18.101.0 0.0.0.255 //定義本地訪問列表1
access-list 1 premit 10.18.102.0 0.0.0.255
access-list 1 premit 10.18.103.0 0.0.0.255
access-list 1 premit 10.18.104.0 0.0.0.255
ip nat inside source list1 pool every overload //定義列表達1采用端口復用地址轉換
ip nat inside source static 10.18.100.10 211.82.220.82 //定義靜態(tài)地址轉換
ip nat inside source static 10.18.100.11 211.82.220.83
ip nat inside source static 10.18.100.12 211.82.220.84
ip nat inside source static 10.18.100.13 211.82.220.85
示例四：TCP/UDP端口NAT映射
如果ISP提供的合法IP地址的數(shù)量較多，我們自然可以采用靜態(tài)地址轉換+端口復用動態(tài)地址轉換的方式得以完美實現(xiàn)。但如果ISP只提供4個IP地址，其中2個作為網(wǎng)絡號和廣播地址而不可使用，1個IP地址要用于路由器定義為默認網(wǎng)關， 那么將只剩下1個IP地址可用。當然我們也可以利用這個僅存的一個IP地址采用端口復用地址轉換技術，從而實現(xiàn)整個局域網(wǎng)的Internet接入。但是由于服務器也采用動態(tài)端口，因此，Internet中的計算機將無法訪問到網(wǎng)絡內(nèi)部的服務器。有沒有好的解決問題的方案呢？這就是TCP/UDP端口NAT映射。
我們知道，不同應用程序使用的TCP/UDP的端口是不同的，比如，Web服務使用50，F(xiàn)TP服務使用21，SMTP服務使用25，POP3服務使用110，等等。因此，可以將不同的TCP端口綁定至不同的內(nèi)部IP地址，從而只使用一個合法的IP地址，即可在允許內(nèi)部所有服務器被Internet訪問的同時，實現(xiàn)內(nèi)部所有主機對Internet訪問。
網(wǎng)絡環(huán)境：
局域網(wǎng)采用10Mb/s光纖，以城域網(wǎng)方式接入Internet，如圖4-2-5所示。路由器選用擁有2個10/100 Mb/s自適應端口的Cisco 2611。內(nèi)部網(wǎng)絡使用的IP地址段為192.168.1.1~192.168.1.254，局域網(wǎng)端口Ethernet 0的IP地址為192.168.1.1,子網(wǎng)掩碼為255.255.255.0。網(wǎng)絡分配的合法IP地址范圍為，211.82.220.128~211.82.220.131,連接ISP的端口Ethernet 1的IP地址為211.82.220.129,子網(wǎng)掩碼為255.225.255.252，可用于轉換的IP地址為211.82.220.130。要求網(wǎng)絡內(nèi)部的所有計算機均可訪問Internet。
案例分析：
既然只有一個可用的合法IP地址，當然只能采用端口復用方式實現(xiàn)NAT，不過，由于同時又要求網(wǎng)絡內(nèi)部的服務器可以被Internet訪問到，因此，必須使用PAT創(chuàng)建TCP/UDP端口的NAT映射。需要注意的是，也可以直接使用廣域端口創(chuàng)建TCP/UDP端口的NAT映射，也就是說，即使只有一個IP地址，也可以完美實現(xiàn)端口復用。由于合法IP地址位于路由器端口上，所以，不再需要定義NAT池，只簡單地使用inside source list語句即可。
需要注意的是，由于每種應用服務都有自己默認的端口，所以，這種NAT方式下，網(wǎng)絡內(nèi)部每種應用服務中只能各自有一臺服務器成為Internet中的主機，例如，只能有一臺Web服務器，一臺E-mail服務，一臺FTP服務器。盡管可以采用改變默認端口的方式創(chuàng)建多臺應用服務器，但這種服務器在訪問時比較困難，要求用戶必須先了解某種服務采用的新TCP端口。
配置清單：
interface fastethernet0/0
ip address 192.168.1.1 255.255.255.0//指定局域網(wǎng)口的IP地址
duplex auto
speed auto
ip nat inside //指定局域網(wǎng)接口
!
interface fastethernet0/1
ip address 211.82.220.129 255.255.255.248 //指定廣域網(wǎng)口的IP地址
access-list 1 permit 192.168.1.0 0.0.0.255
!
ip nat inside source list1 interface fastethernet0/1 overload //啟用端口復用地址轉換，并直接采用fastethernet0/1的IP地址。
ip nat inside source static tcp 192.168.1.11 80 202.99.160.129.80
ip nat inside source static tcp 192.168.1.12 21 202.99.160.129.21
ip nat inside source static tcp 192.168.1.13 25 202.99.160.129.25
ip nat inside source static tcp 192.168.1.13 110 202.99.160.129 110
示例五：利用地址轉換實現(xiàn)負載均衡
隨著訪問量的上升，當一臺服務器難以勝任時，就必須采用負載均衡技術，將大量的訪問合理地分配至多臺服務器上。當然，實現(xiàn)負載均衡的手段有許多種，比如可以采用服務器群集負載均衡、交換機負載均衡、DNS解析負載均衡等等。
其實除此以外，也可以通過地址轉換方式實現(xiàn)服務器的負載均衡。事實上，這些負載均衡的實現(xiàn)大多是采用輪詢方式實現(xiàn)的，使每臺服務器都擁有平等的被訪問機會。
網(wǎng)絡環(huán)境：
局域網(wǎng)以2Mb/s DDN專線拉入Internet,路由器選用安裝了廣域網(wǎng)模塊的Cisco 2611,如圖4-2-6所示。內(nèi)部網(wǎng)絡使用的IP地址段為10.1.1.1~10.1.3.254，局域網(wǎng)端口Ethernet 0的IP地址為10.1.1.1,子網(wǎng)掩碼為255.255.252.0。網(wǎng)絡分配的合法IP地址范圍為202.110.198.80~202.110.198.87,連接ISP的端口Ethernet 1的IP地址為202.110.198.81,子網(wǎng)掩碼為255.255.255.248。要求網(wǎng)絡內(nèi)部的所有計算機均可訪問Internet，并且在3臺Web服務器和2臺FTP服務器實現(xiàn)負載均衡。
案例分析：
既然要求網(wǎng)絡內(nèi)所有計算機都可以接入Internet,而合法IP地址又只有5個可用，當然可采用端口復用地址轉換方式。本來對服務器通過采用靜態(tài)地址轉換，賦予其合法IP地址即可。但是，由于服務器的訪問量太大（或者是服務器的性能太差），不得不使用多臺服務器作負載均衡，因此，必須將一個合法IP地址轉換成多相內(nèi)部IP地址，以輪詢方式減輕每臺服務器的訪問壓力。
配置文件：
interface fastethernet0/1
ip adderss 10.1.1.1 255.255.252.0 //定義局域網(wǎng)端口IP地址
duplex auto
speed auto
ip nat inside //定義為局域端口
!
interface serial 0/0
ip address 202.110.198.81 255.255.255.248 //定義廣域網(wǎng)端口IP地址
duplex auto
speed auto
ip nat outside //定義為廣域端口
!
access-list 1 permit 202.110.198.82 //定義輪詢地址列表1
access-list 2 permit 202.110.198.83 //定義輪詢地址列表2
access-list 3 permit 10.1.1.0 0.0.3.255 //定義本地訪問列表3
!
ip nat pool websev 10.1.1.2 10.1.1.4 255.255.255.248 type rotary //定義Web服務器的IP地址池，Rotary關鍵字表示準備使用輪詢策略從NAT池中取出相應的IP地址用于轉換進來的IP報文，訪問202.110.198.82的請求將依次發(fā)送給web服務器：10.1.1.2、10.1.1.3和10.1.1.4
ip nat pool ftpsev 10.1.1.8 10.1.1.9 255.255.255.248 type rotary //定義ftp服務器的IP地址池。
ip nat pool normal 202.110.198.84 202.110.198.84 netmask 255.255.255.248 //定義合法IP地址池，名稱為normal
ip nat inside destination list 1 pool websev //inside destination list 語句定義與列表1相匹配的IP地址的報文將使用輪詢策略
ip nat inside destination list 2 pool ftpsev
[編輯本段]受到NAT影響的應用程序
一些高層協(xié)議（比如FTP，Quake，SIP）是在IP包的有效數(shù)據(jù)內(nèi)發(fā)送網(wǎng)絡層（第三層）信息的。比如，主動模式的FTP使用單獨的端口分別來控制命令傳輸和數(shù)據(jù)傳輸。當請求一個文件傳輸時，主機在發(fā)送請求的同時也通知對方自己想要在哪個端口接受數(shù)據(jù)。但是，如果主機是在一個簡單的NAT防火墻后發(fā)送的請求，那么由于端口的映射將會使對方接收到的信息無效。
一個應用層網(wǎng)關（Application Layer Gateway或ALG）可以修正這個問題。運行在NAT防火墻設備上的ALG軟件模塊可以更新任何由地址轉換而導致無效的信息。顯然，ALG需要明白它所要修正的上層協(xié)議，所以每個有這種問題的協(xié)議都需要有一個單獨的ALG。
但是，除FTP外的大多數(shù)傳統(tǒng)的客戶機－服務器協(xié)議不需要發(fā)送網(wǎng)絡層（第三層）信息，也就不需要ALG。
這個問題的另一個可能的解決方法是使用象STUN這樣的技術，但是這只針對建立在UDP上的高層協(xié)議，并且需要它內(nèi)建這種技術。這種技術對對稱NAT也是無效的。還有一種可能的方案是UPnP，但它需要和NAT設備配合起來使用。
[編輯本段]NAT的不同類型和NAT影響的應用程序
NAT的不同類型
Full cone NAT，亦即著名的一對一（one-to-one） NAT
一旦一個內(nèi)部地址（iAddr:port1）映射到外部地址（eAddr:port2）,所有發(fā)自iAddr:port1的包都經(jīng)由eAddr:port2向外發(fā)送。任意外部主機都能通過給eAddr:port2發(fā)包到達iAddr:port1
Address-Restricted cone NAT
一旦一個內(nèi)部地址（iAddr:port1）映射到外部地址（eAddr:port2）,所有發(fā)自iAddr:port1的包都經(jīng)由eAddr:port2向外發(fā)送。任意外部主機（hostAddr:any）都能通過給eAddr:port2發(fā)包到達iAddr:port1的前提是：iAddr:port1之前發(fā)送過包到hostAddr:any. "any"也就是說端口不受限制
Port-Restricted cone NAT
類似受限制錐形NAT（Restricted cone NAT），但是還有端口限制。
一旦一個內(nèi)部地址（iAddr:port1）映射到外部地址（eAddr:port2）,所有發(fā)自iAddr:port1的包都經(jīng)由eAddr:port2向外發(fā)送。一個外部主機（hostAddr:port3）能夠發(fā)包到達iAddr:port1的前提是：iAddr:port1之前發(fā)送過包到hostAddr:port3.
Symmetric NAT（對稱NAT）
每一個來自相同內(nèi)部IP與port的請求到一個特定目的地的IP地址和端口，映射到一個獨特的外部來源的IP地址和端口。
同一個內(nèi)部主機發(fā)出一個信息包到不同的目的端，不同的映射使用
外部主機收到了一封包從一個內(nèi)部主機可以送一封包回來
受到NAT影響的應用程序
一些高層協(xié)議（比如FTP，Quake，SIP,VPN）是在IP包的有效數(shù)據(jù)內(nèi)發(fā)送網(wǎng)絡層（第三層）信息的。比如，主動模式的FTP使用單獨的端口分別來控制命令傳輸和數(shù)據(jù)傳輸。當請求一個文件傳輸時，主機在發(fā)送請求的同時也通知對方自己想要在哪個端口接受數(shù)據(jù)。但是，如果主機是在一個簡單的NAT防火墻后發(fā)送的請求，那么由于端口的映射將會使對方接收到的信息無效。
一個應用層網(wǎng)關（Application Layer Gateway或ALG）可以修正這個問題。運行在NAT防火墻設備上的ALG軟件模塊可以更新任何由地址轉換而導致無效的信息。顯然，ALG需要明白它所要修正的上層協(xié)議，所以每個有這種問題的協(xié)議都需要有一個單獨的ALG。
但是，除FTP外的大多數(shù)傳統(tǒng)的客戶機－服務器協(xié)議不需要發(fā)送網(wǎng)絡層（第三層）信息，也就不需要ALG。
這個問題的另一個可能的解決方法是使用象STUN這樣的技術，但是這只針對建立在UDP上的高層協(xié)議，并且需要它內(nèi)建這種技術。這種技術對對稱NAT也是無效的。還有一種可能的方案是UPnP，但它需要和NAT設備配合起來使用[4]
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