網路地址轉換NAT

NAT的作用：
增加IPv4的地址數量，解決私網地址不能上網的問題。

NAT的概念：
通過將內部網路的私網IP地址翻譯成全球唯一的公網IP地址。

原理

原理：

就是將內部本地轉換為內部全域性的地址，即將私網地址轉換為公網地址去上網。

NAT術語：
內部本地(區域性) 在內部網路中分配給主機使用的私有ip地址
內部全域性 該地址通常是從全球統一可定址的地址空間中分配的，一般由網際網路服務同上（ISP）提供
外部全域性 外部網路上的主機分配的ip地址。該地址也是從全球統一可定址的地址空間中分配的
外部本地(區域性) 外部主機表現在內部網路的ip地址
簡單轉換條目 將一個ip地址對映到另一個ip地址的轉換條目
擴充套件轉換條目 對映ip地址和埠到另一對ip地址和埠的條目

NAT的優點：
1、節省公網地址
2、增強靈活性、安全性
3、處理重疊的地址

缺點：
1、延遲增大
2、配置和維護的複雜性
3、不支援某些應用

NAT的實現方式：（分類）
1、靜態轉換（Static translation）靜態NAT
2、動態轉換（Dynamic translation）動態NAT
3、埠地址轉換（Port Address Translation，PAT）

一、靜態轉換
將內部網路的私有ip地址轉換為公用合法的ip地址，ip地址的對應關係是一對一的，而且是不變的。

主要用在內部網路中有對外提供服務的伺服器

缺點：需要獨佔寶貴的合法ip地址。
如果某個合法ip地址已經被NAT靜態地址轉換定義，即該合法ip地址當前沒有被使用，也不能被用作其它的地址轉換。

二、動態NAT
將內部網路的私有地址轉換為公網地址進行一對一的轉換。但是，是從公網地址池中選擇一個未使用的地址對內部私有地址進行轉換。

優點：隨機的
缺點：不節約、不固定的。

三、埠地址轉換
也被稱為複用地址轉換（PAT）
也是一種動態的地址轉換。

工作過程：路由器改變外出資料包的源ip地址和源埠，並進行埠轉換，即採用埠多路複用方式，通過這種轉換，可以使多個內部私有ip地址同時與同一個公網ip地址進行轉換並對外部網路進行訪問。

一個公網地址對應多個私網地址。

優點：
1、節約公網ip地址
2、隱藏內部的所有主機，避免******。

理想狀況下，一個單一的IP地址可以使用的埠數為4000個。

四、NAT配置
1、靜態NAT配置步驟：
（1）先設定外部埠的ip地址
（2）再設定內部埠的ip地址
（3）在全域性配置模式下：
ip nat inside source static 內部本地ip地址 內部全域性ip地址 [extended]
注：extended（可選）表示允許同一個內部區域性地址對映到多個內部全域性地址。

例子：ip nat inside source static 192.168.100.2 61.159.62.130
將內部區域性地址192.168.100.2轉換為內部全域性地址61.159.62.130
ip nat inside source static 192.168.10.10 202.10.168.130
（4）在內部和外部埠上啟用NAT
將埠設定為內部埠或者外部埠
int f0/0
ip nat outside ##將當前埠設定為外部埠
exit
int f1/1
ip nat inside ##將當前埠設定為內部埠
exit
（4）配置路由。

2、NAT埠對映
（1）先給所有的埠設定ip地址
（2）在全域性配置模式下配置埠對映，配置命令如下：
ip nat inside source static tcp/udp 私網地址 埠號 公網地址 埠
意義：將TCP或UDP協議中私網地址需要轉換的埠轉換成公網地址的埠號。

例子：ip nat inside source static tcp 192.168.10.10 80 192.168.20.20 8080
將Web伺服器192.168.10.10的80埠轉換成192.168.20.20的8080埠。

注：NAT埠對映還可以將不同伺服器的不同服務（埠）對映到同一公網地址的不同埠，給人的感覺就是通過同一個地址訪問了所有的伺服器。

3、動態NAT
（1）先設定路由的所有埠的ip地址
（2）在全域性配置模式下，定義內部網路中允許訪問外部網路的ACL
（3）在全域性配置模式下，定義合法ip地址池
配置命令如下：
ip nat pool 地址池名稱 起始地址 終止地址 netmask 子網掩碼 type rotary
（4）實現網地址轉換，配置命令如下：
ip nat inside source list ACL列表號 pool 地址池名稱 overload(反覆用)
意義：將ACL列表中的地址轉換為地址池名稱中定義的地址
例子：
ip nat inside source list 1 pool test0
將ACL1中的區域性地址轉換為test0地址池定義的全域性地址
注：如果有多個地址池的話，也可以一一新增，以增加合法地址池的數量範圍。
ip nat inside source list 1 pool test1
ip nat inside source list 1 pool test2
以此類推。
（5）在內部和外部埠上啟用NAT
（6）配置路由

4、PAT
（1）使用外部全域性地址
①先配置所有埠的ip地址
②配置內部訪問列表
③定義合法的ip地址池，命令如下：
ip nat pool 地址池名稱 起始地址 終止地址 network 子網掩碼
④設定複用動態ip地址轉換：
ip nat inside source list ACL列表號 pool 地址池名稱 [overload]
⑤在內部和外部埠上啟用NAT
⑥配置路由

（2）複用路由器外部介面地址
①先配置所有埠
②定義內部訪問列表
③設定複用動態ip地址轉換，命令如下：
ip nat inside source list ACL1 interface 埠編號 overload
意義：以埠複用方式，將ACL1中的私有地址轉化為路由器外部介面的合法ip地址。
④在外部和內部埠上啟用NAT
⑤配置預設路由。

show ip nat translations [verbose] 檢視NAT轉換條目,verbose顯示更多資訊，包括一個動態條目的儲存時間
show ip nat statistics 檢視NAT的統計資訊
debug ip nat 跟蹤NAT的操作，顯示出每個轉換的資料包。