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華為Easy IP和NAT Server實現原理

6.1.3 Easy IP實現原理

Easy IP方式的實現原理與上節介紹的地址池NAPT轉換原理類似,可以算是NAPT的一種特例,不同的是Easy IP方式可以實現自動根據路由器上WAN介面的公網IP地址實現與私網IP地址之間的對映無需建立公網地址池)。

Easy IP主要應用於通過路由器WAN介面IP地址作為要被對映的公網IP地址的情形,特別適合小型區域網接入Internet的情況。這裡的小型區域網主要指中小型網咖、小型辦公室等環境,一般具有以下特點:內部主機較少、出介面通過撥號方式獲得臨時(或固定)公網IP地址以供內部主機訪問Internet。圖6-3描述Easy IP方式的實現原理,具體過程如下:


圖6-3 Easy IP實現原理示意圖

1)假設私網中的Host A主機要訪問公網的Server伺服器,首先向Router傳送一個請求報文(即Outbound方向),此時報文中的源地址是10.1.1.100,埠號1540

2Router在收到請求報文後自動利用公網側WAN介面臨時或者固定的公網IP地址:埠號162.10.2.8:5480),建立與內網側報文IP地址:源埠號間的Easy IP轉換表項(也包括正、反兩個方向),並依據正向Easy IP表項的查詢結果將報文轉換後向公網側傳送。此時轉換後的報文源地址和源埠號由原來的(10.1.1.100:1540)轉換成了(162.10.2.8:5480)。

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Server伺服器在收到請求報文後需要向Router傳送響應報文(即Inbound方向),此時只需要將收到的請求報文中的源IP地址、源埠號和目的IP地址、目的埠號對調即可,即此時的響應報文中的目的IP地址、目的埠號為(162.10.2.8:5480)。

4Router在收到公網側Server的迴應報文後,根據其目的IP地址:目的埠號查詢反向Easy IP表項,並依據查詢結果將報文轉換後向內網側傳送。即轉換後的報文中的目的IP地址為10.1.1.100,目的埠號為1540,與Host A傳送請求報文中的源IP地址和源埠完全一樣。

如果私網中的Host B也要訪問公網,則它所利用的公網IP地址與Host A

一樣,都是路由器WAN口的公網IP地址,但轉換時所用的埠號一定要與Host A轉換時所用的埠不一樣。

6.1.4 NAT Server實現原理

NAT Server用於外網使用者需要使用固定公網IP地址訪問內部伺服器的情形。它通過事先配置好的伺服器的“公網IP地址+埠號”與伺服器的“私網IP地址+埠號”間的靜態對映關係來實現。圖6-4描述了NAT Server的實現原理,具體過程如下(要先在Router上配置好靜態的NAT Server轉換對映表):

圖6-4  NAT Server實現原理示意圖

1Router在收到外網使用者發起的訪問請求報文後(即Inbound方向),根據該請求的目的IP地址:埠號查詢NAT Server轉換對映表,找出對應的私網IP地址:埠號,然後用查詢的結果直接替換報文的目的IP地址:埠號,最後向內網側傳送。如本示例中外網主機發送的請求報文中目的IP地址是209.102.1.68,埠號80,經Router轉換後的目的IP地址和埠號為(192.168.1.68:80)。

2)內網伺服器在收到由Router轉發的請求報文後,向Router傳送響應報文(即Outbound方向),此時報文中的源IP地址、埠號與目的IP地址、埠號與所收到的請求報文中的完全對調即可,即響應報文中的源IP地址和埠號為前面的(192.168.1.68:80)。

3Router在收到內網伺服器的迴應報文後,又會根據該響應報文中的IP地址:源埠號查詢NAT Server轉換表項,找出對應的公網IP地址:埠號,然後用查詢結果替換報文的IP地址:源埠號。如本示例中內網伺服器響應外網主機的報文的源IP地址和埠號是(192.168.1.68:80),經Router轉換後的源IP地址和埠號為(209.102.1.68:80)。

【經驗之談】從以上NAT Server實現原理可以看出,由外網向內網伺服器傳送的請求報文中轉換的僅是其目的IP地址和目的埠號(源IP地址和源埠號不變),即僅需關心目的IP地址和目的埠號;而從內網向外網傳送的響應報文中轉換的僅是其源IP地址和源埠號(目的IP地址和目的埠號不變),即僅需關心源IP地址和源埠號。兩個方向所轉換的IP地址和埠號是相反的。

再綜合前面介紹的6.1.1節和6.1.2節可以得出,NAT中凡是由內網向外網傳送的報文(不管是請求報文,還是響應報文),NAT路由器上轉換的都是源IP地址(或者同時包括源埠號),而凡是由外網向內網傳送的報文(也不管是請求報文,還是響應報文),NAT路由器上轉換的都是目的IP地址(或者同時包括源目的口號)。

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