NAT转换类型解析与应用指南
网络地址转换(NAT)是现代网络中实现内部私有网络与外部公共网络通信的核心技术,通过将私有IP地址转换为公有IP地址,NAT不仅解决了IP地址短缺问题,还增强了内部网络的安全隔离,在实际部署中,根据网络需求选择合适的NAT转换类型至关重要,常见的NAT转换类型包括静态NAT、动态NAT和端口地址转换(PAT),本文将详细解析这几种类型的原理、配置方法及应用场景。
NAT转换类型
NAT转换类型主要根据IP地址映射规则和公网IP资源的利用率划分,常见类型包括:
不同NAT类型的对比分析
| 转换类型 | 映射规则 | 公网IP使用效率 | 适用场景 |
|---|---|---|---|
| 静态NAT | 私有IP→固定公网IP | 低(需1:1映射) | 需固定外网访问的设备(如服务器) |
| 动态NAT | 私有IP→动态公网IP池 | 中(需控制公网IP数量) | 私网设备需访问外网,公网IP有限 |
| 私有IP+端口号→单一公网IP | 高(1个公网IP对应多私有IP) | 大多数企业/家庭网络(外网访问需求大) |
典型NAT类型配置详解
静态NAT(Static NAT)
定义 :将内部私有IP地址与外部公有IP地址建立永久的一对一映射关系,确保特定私网设备始终使用相同的公网IP地址。 原理 :当内网设备发起通信时,NAT设备将私有IP转换为对应的公网IP,返回数据时反向转换,适用于需要从外部固定访问的设备(如Web服务器、FTP服务器)。
配置示例(Cisco路由器) :
interface GigabitEthernet0/0 ip address 192.168.1.1 255.255.255.0!interface GigabitEthernet0/1 ip address 203.0.113.10 255.255.255.0!ip nat inside source static 192.168.1.100 203.0.113.10!access-list 1 permit 192.168.1.0 0.0.0.255!ip nat inside source list 1 interface GigabitEthernet0/1 overload!interface GigabitEthernet0/0 ip nat inside!interface GigabitEthernet0/1 ip nat outside
关键命令说明 :
动态NAT(DynAMIc NAT)
定义 :从预先配置的公网IP地址池中动态分配IP地址给内部私有IP地址,当内网设备发起通信时,NAT设备从IP池中选取未使用的公网IP进行映射。 原理 :内网设备访问外网时,NAT设备根据访问请求分配公网IP,返回数据时使用同一公网IP,适用于内网设备数量少于公网IP池数量的场景。
配置示例(Cisco路由器) :
interface GigabitEthernet0/0 ip address 192.168.1.1 255.255.255.0!interface GigabitEthernet0/1 ip address 203.0.113.10 255.255.255.0!ip nat inside source list 1 pool MyPool 203.0.113.11 203.0.113.20 netmask 255.255.255.0!access-list 1 permit 192.168.1.0 0.0.0.255!interface GigabitEthernet0/0 ip nat inside!interface GigabitEthernet0/1 ip nat outside
关键命令说明 :
PAT(端口地址转换)
定义 :通过为私有IP地址附加端口号,实现多个私有IP地址共享单个公网IP地址的转换方式,即“多对一”转换。 原理 :NAT设备为每个私有IP的通信会话分配唯一的端口号,将私有IP+端口号组合转换为单一公网IP+端口号,适用于公网IP资源紧张的场景,是目前最常用的NAT类型。
配置示例(Cisco路由器) :
interface GigabitEthernet0/0 ip address 192.168.1.1 255.255.255.0!interface GigabitEthernet0/1 ip address 203.0.113.10 255.255.255.0!access-list 1 permit 192.168.1.0 0.0.0.255!ip nat inside source list 1 interface GigabitEthernet0/1 overload!interface GigabitEthernet0/0 ip nat inside!interface GigabitEthernet0/1 ip nat outside
关键命令说明 :
配置最佳实践
常见问题与解答(FAQs)
NAT如何配置?
Interface E0
IP address 10.1.1.3 255.255.255.0
ip nat insid
interface s0/0
ip address 200.1.1.249 255.255.255.252
ip nat outside
ip nat inside source list 1 interface s0/0 overload
Access-list 1 permit 10.1.1.2
Access-list 1 permit 10.1.1.1
进入路由器配置状态,给广域网端口S0设置一个IP地址为192.168.10.1
一、直接通过路由器访问INTERNET资源的配置 1. 总体思路和设备连接方法 一般情况下,单位内部的局域网都使用INTERNET上的保留地址: 10.0.0.0/8:10.0.0.0~10.255.255.255 172.16.0.0/12:172.16.0.0~172.31.255.255 192.168.0.0/16:192.168.0.0~192.168.255.255 在常规情况下,单位内部的工作站在直接利用路由对外访问时,会因工作站使用的是互联网上的保留地址,而被路由器过滤掉,从而导致无法访问互联网资源。 解决这一问题的办法是利用路由操作系统提供的NAT(Network Address Translation)地址转换功能,将内部网的私有地址转换成互联网上的合法地址,使得不具有合法IP地址的用户可以通过NAT访问到外部Internet。 这样做的好处是无需配备代理服务器,减少投资,还可以节约合法IP地址,并提高了内部网络的安全性。 NAT有两种类型:Single模式和global模式。 使用NAT的single模式,就像它的名字一样,可以将众多的本地局域网主机映射为一个Internet地址。 局域网内的所有主机对外部Internet网络而言,都被看做一个Internet用户。 本地局域网内的主机继续使用本地地址。 使用NAT的global模式,路由器的接口将众多的本地局域网主机映射为一定的Internet地址范围(IP地址池)。 当本地主机端口与Internet上的主机连接时,IP地址池中的某个IP地址被自动分配给该本地主机,连接中断后动态分配的IP地址将被释放,释放的IP地址可被其他本地主机使用。 下面以我单位的网络环境为例,将配置方法及过程列示出来,供大家参考。 我单位利用联通光缆(V.35)接入INTERNET的,路由器是CISCO2610,局域网采用的是INTEL550百兆交换机,联通向我们提供了下列四个IP地址: 211.90.137.25(255.255.255.252) 用于本地路由器的广域网端口 211.90.137.26(255.255.255.252) 用于对方(联通)的端口 211.90.139.41(255.255.255.252) 供自己支配 211.90.139.42(255.255.255.252) 供自己支配 2. 路由器的配置 (1) 网络连接示意图: 说明:校内所有的工作站都与交换机连接,路由器也通过以太口连接在内部交换机上,路由器上以太口使用内部私有地址,光纤的两端分别使用了联通分配的两个有效IP地址。 在这种连接方式下,只要在路由器内部设置NAT,便可以使得单位内部的所有工作站访问INTERNTE了,在每台工作站上只需设置网关指向路由器的以太口(192.168.0.3)即可上网,无需设代理,并节省了两个有效IP地址可供自己自由支配(如建立单位自已的WEB和E-MAIL服务器)。 但也存在缺点:不能享受代理服务器提供的CACHE服务来提高访问速度。 所以本配置方案适合工作站数量较少的单位,对于单位内部工作站数量较多的情况可以使用后面介绍的两种方法。 路由器上具体配置如下:1. 总体思路和设备连接方法 2)路由器的配置 en config t ip nat pool c2610 211.90.139.41 211.90.139.42 netmask 255.255.255.252 (定义一个地址池c2601,其内包含了两个空闲的合法IP地址,供NAT转换时使用) int e0/0 ip address 192.168.0.3 255.255.255.0 ip nat inside exit (设置以太口的IP地址,并设置其为连接内部网的端口) interface s0/0 ip address 211.90.137.25 255.255.255.252 ip nat outside exit (设置广域网端口的IP地址,并设置其为连接外部网的端口) ip route 0.0.0.0 0.0.0.0 211.90.137.26 (设置动态路由) access-list 2 permit 192.168.0.1 0.0.0.255 (建立访问控制列表) ! Dynamic NAT ! ip nat in
怎么用路由器上网!!!
在硬件连接完成以后,我们需要有一台已经与宽带路由器的LAN口相连接的PC来进行具体的设置。 在设置之前,我们应该确认这台机器已经装有TCP/IP网络协议,笔者使用的机器是XP操作系统,其他操作系统平台的设置基本上都差不多,下面来看看我们需要在这台PC上进行如何的配置。 配置设置PC的TCP/IP选项:右键单击桌面的网上邻居图标,点击“属性”选项。 在弹出的窗口中选择本地连接,右键单击选择“属性”选项。 这时,在弹出的对话框中双击“Internet协议(TCP/IP)选项”。 在弹出的对话框中选择“使用下面的IP地址”选项,这时我们便可以设置这台PC的IP地址了。 宽带路由器的出厂IP地址一般都为192.168.0.1,所以我们在配置的时候需要将配置的PC设置和宽带路由器在同一个网段当中。 这里,我们将这台PC的IP地址设置为192.168.0.254,子网掩码255.255.255.0,默认网关为192.168.0.1。 通过以上的设置,我们就可以登陆的路由器进行具体的配置工作了,首先双击桌面的IE浏览器,在地址栏内输入192.168.0.1的IP地址。 首先双击桌面的IE浏览器,在地址栏内输入192.168.0.1的IP地址。 当输入回车以后,我们便可以看到这款路由器的配置界面了。 因为是第一次配置,在默认情况下不需要用户名的验证。 有些宽带路由器会需要用户名和验证,如D-Link的产品,默认用户名为Admin,默认密码为空,当遇到用户名和密码验证的产品,我们可以具体查看产品说明书中的用户名和密码相关的内容。 然后,我们单击“安装向导”选项,这时会进入路由器的配置向导界面。 这一页会显示一个配置向导的欢迎界面,我们可以直接单击下一步继续进行配置。 这时会有一个Internet接入的选项界面,在这个界面里我们可以根据自己使用的宽带线路进行具体的选择,目前,使用比较多的宽带接入线路有ADSL、CABLE MODEM和小区宽带三种,如果是CABLE MODEM线路,我们可以选择第一项,而ADSL和小区宽带线路我们可以选择第二项。 这里我们假设用户使用的是ADSL线路,选择第二项,单击下一步继续配置。 接下来还需要我们选择什么样的登陆方式来进行登陆,一般电信运营商都是使用的PPPoE拨号的方式来对用户进行管理,所以这里我们选择第一项,然后单击下一步。 点击下一步后会要求用户进行一些信息的填写,PPPoE拨号都会有一个用户的验证过程,我们需要将电信运营商提供的信息输入到对话框内。 单击下一步。 在填充完必要的信息后,路由器会让您选择IP地址类型,大部分用户都是使用电信运营商自动分配的IP地址,这里我们选择第一项完全这个配置。 注意:这里介绍了如何利用宽带路由器的配置向导来自动配置,建议大家手动配置宽带路由器应详细查看其产品的使用说明书。 2、设置PC共享上网:好了,能过上面这些对宽带路由器的设置,宽带路由器已经能为需要共享的PC提供NAT转换功能了,但这时我们的PC还不能上网,因为还需要在客户机器上进行一些TCP/IP选项的设置以后才能实现上网。 其实用户也可以开启宽带路由器的DHCP功能,这样就不需要在PC机上进行设置便可以自动获得IP地址及默认网关、DNS等信息。 但由于DCHP开启以后对于宽带路由器的性能会有很大的影响,所以这里我们建议大家使用这种静态分配IP地址的方法,来获得更高的性能。 首先,和刚才配置宽带路由器的机器一样,我们右键点击网上邻居的本地连接属性,打开对话框,选择TCP/IP选项,在TCP/IP选项中选择“Internet协议(TCP/IP)选项”在弹出的对话框中依次输入IP地址、默认网关、DNS这几个选项,在局域网中,我们的IP址一般使用的是私有C类IP地址,这里我们键入192.168.0.x,这里的x每台机器都应该是不同的,如192.168.0.2、192.168.0.3…子网掩码XP操作系统会根据你所输入的IP地址自动生成,建议用户不要随便修改。 这里还需要切记一点,一般我们的宽带路由器都被设置为192.168.0.1这个地址,所以我们的客户机就不能使用这个IP地址了,否则会因为IP地址冲突而造成所有的机器都不能共享上网的问题。 设置完PC的IP地址后,我们将默认网关设置为宽带路由器的IP地址192.168.0.1,我们的PC在进行上网的时候就会向宽带路由器发送连接请求了。 最后我们设置DNS服务器,这个选项根据地区的不同和线路供应商的不同,都会不同,这里我们输入202.100.96.68,用户可以根据自己的申请的宽带线路,来具体进行设置。 好了,通过这样的设置以后,局域网中的PC就可以通过宽带路由器进行共享上网了。 总结:通过以上的所有步骤,我们便可以使用宽带路由器共享上网了,宽带路由器中还有很多更高级的功能选项,如DHCP、安全等等,读者可以从IT168网站了解这些选项的具体应用方法,根据自己的实际需求来进行适当的配置。

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