第十章 局域网与Internet网互联.doc

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1、第十章局域网与Internet网互联在Internet发展早期，不管人们当时是否打算连接到Internet上，业界恳切请求他们申请全球惟一网络地址，这种想法是为了在专用网络连接到公共Internet是避免出现的问题但是，随着Internet不断以指数级速度增长，一个重要而急迫的问题出现了—地址空间迅速的枯竭，尽管即将出现的IPV6被视为解决长期发展的解决方案，但是在过去的几年中还提出了一些短期的解决方案，其中一项重要的技术就是NAT。NAT技术的出现使人们对IP地址枯竭的恐慌得到了达到大大的缓解，甚至

2、在一定程度上延缓了IPV6技术在网络中的发展和推广速度。10.1NAT技术的概念和用途在RFC1631中对NAT进行了描述。和无类别域间路由（CIDR）一样，NAT最初的目的也是通过容许较少的公用IP地址代表多数的专有IP地址来减缓IP地址空间枯竭的速度。在RFC3022中描述的IP地址转换操作扩展了RFC1631介绍的地址转换和包括了一类的网络地址和TCP/UDP端口转换。下面借助图10-1来介绍NAT简单的功能和该技术中需要掌握的概念。图10-1图10-1描述了NAT技术在网络中的简单实现。PCI

3、具有一个私有地址192.168.1.100，这个地址在互联网上是不被传输的，当PCI要访问远程主机PC2的时候，数据包要通过一个运行NAT技术的路由器。路由器把PCI私有地址转换成一个可以在互联网上传输的公有地址202.1.2.3。然后把数据包转发出去。当PC2应答PC1时，PC2数据包中的目标地址是202.1.2.3，当通过路由器接收到PC2的目标地址是202.1.2.3的数据包时,路由器会把数据包的目的地址转换成PC1的私有地址,完成PC1和PC2的通信。在上面的例子中，对于PC1来讲，本身是不知

4、道202.1.2.3这个公有地址的；对于PC2来讲，认为是与202.1.2.3这个地址的主机进行通信，并不知道PC1的真实地址。所以NAT技术对于网络的终端用户是透明的。下面的例子描述了NAT技术的双向性,如图10-2所示。图10-2NAT技术的双向性在上面的例子中，PC1的地址被转换成202.1.2.3，PC2的地址被转换成203.4.5.6。PC1认为PC2的地址是203.4.5.6，所以发往的数据包的目标地址是203.4.5.6，PC2认为PC1的地址是202.1.2.3，所以应答的数据包的目标

5、地址是202.1.2.3。其实和真实的地址分别是192.168.1.100和192.168.2.50.NAT技术把地址分成两大部分，即内部地址和外部地址。内部地址分为内部本地(IL,InsideLocal)地址和内部全局(IG,InsideGlobal)地址，外部地址分为外部本地(OL,OutsideLocal)地址和外部全局(OG,OutsieGlobal)地址。这四个概念清楚的阐明了代表相同主机的不同地址在NAT技术中所处的位置。注意在这里，四个概念是相对于网络中某一台主机来讲的，因为主机处于在不

6、同的网络中NAT可以解释为不同的地址。下面来解释这四个概念。内部本地地址（IL）分配给网络内部设备的IP地址，这个地址可能是非法的未向相关机构注册的IP地址，也可能是合法的私有网络地址。内部全局地址（IG）合法的地址，是由网络信息中心(NIC)或者服务提供商提供的可在互联网传输的地址，在外部网络代表一个或多个内部本地地址。外部本地地址（OL）外部网络的主机在内部网络中表现的IP地址，该地址不一定是合法的地址，也可能是内部可路由地址。外部全局地址（OG）外部网络分配给外部主机的IP地址，该地址是合法的全

7、局可路由地址。在上面的例子中以PCI为例，192.168.1.100是内部本地地址，202.1.2.3是内部全局地址203.4.5.6是外部本地地址，192.16.2.50是外部全局地址。10.2NAT技术的应用在本教材中我们重点讨论NAT技术中最常见的两种实现的模式：静态NAT和动态NAT。静态NAT是建立内部本地地址和内部全局地址的一对一的永久映射。当外部网络需要通过固定的全局地址访问内部主机时，静态就明显十分重要。动态是建立内部本地地址和内部全局地址池的临时对应关系，如果经过一段时间，内部本地地

8、址没有向外的请求或者数据流，该对应关系被删除。图10-3反映了内部源地址NAT的整个过程。图10-3NAT网络地址转换过程当内部网络一台主机访问外部网络时，详细过程描述如下，(1)内部主机192.168.12.2发起一个到外部主机168.168.12.1的连接。(2)当路由器收到以192.168.12.2为源地址的第一个数据包时，引起路由器检查映射表①该地址有配置静态映射，就执行第三步②如果没有静态映射，就进行动态映射，路由器就从内部全局地址池中选择一个