项目六、使用NAT和PAT扩展

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1、项目六、使用NAT和PAT扩展网络教学目标：NAT是目前网络中最为常用的一种技术，通过在内网使用私有地址并利用NAT访问Internet来解决当前IP地址短缺的问题。具体来将NAT主要包括以下几方面的知识：（1）NAT的功能和作用；（2）NAT的类型；（3）静态NAT及其使用；（4）动态NAT及其使用（5）PAT及其使用；（6）查看和诊断NAT配置。为了学习上述知识，下面通过一个来自实际工作中的任务的完成来进行学习上述知识。任务12：动态NAT的配置及应用12.1工作任务你受聘于一家网络公司做网络工程师，恰好公司有一个客户提出网络建设

2、，该客户现建有单位内部局域网联网微机100台，需要接入互联网，公司向ISP申请了一条专线，ISP分配给企业218.12.226.0／29网段，共有从218.12.226.1到218.12.226.6这6个公用地址，并且ISP从中拿出218.12.226.1这个地址作为局端的连接地址，通过配置实现公司接入互联网。12.2相关知识作为网络工程师，需要了解本工作任务所涉及的以下几方面知识：NAT技术的功能和作用；NAT的转换方式；静态NAT的配置；PoolNat的配置；PortNat的配置。12.2.1NAT技术的产生原理随着Interne

3、t的网络以爆炸性的速度膨胀，IP地址短缺及路由规模越来越大已成为一个相当严重的问题。所谓的地址转换，即NAT（NetworkAddressTranslation）功能，就是指在一个组织网络内部，根据需要可以随意自定义的IP地址（不需要经过申请）即假的IP地址。简单地说，NAT就是通过某种方式将内部保留地址翻译成外部合法的全局地址。如果想连接Internet，但不想让网络内的所有计算机都拥有一个真正的InternetIP地址。12.2.2NAT的功能与作用源地址私转公私有地址图12.1在路由器上使用NAT技术实现的功能Internet公

4、有地址目的地址公转私私有地址公有地址网络地址转换（NAT）技术是一个IETF（InternetEngineeringTaskForce，Internet工程工作组）标准。如图12.1所示表示了在路由器上使用NAT技术所实现的功能。如图12.1所示，设置NAT功能的路由器至少要有一个Inside（内部）端口及至少一个Outside（外部）端口。当内部网络上的一台主机访问因特网上的一台主机时，内部网络主机所发出的数据包的源IP地址是私有地址，这个数据包到达路由器后，路由器使用事先设置好的公用地址替换掉私有地址，这样这个数据包的源IP地址就

5、变成了因特网上唯一的公用地址了，然后此数据包被发送到因特网上的目的主机处。源地址私转公私有地址图12.1在路由器上使用NAT技术实现的功能Internet公有地址目的地址公转私私有地址公有地址12.2.3NAT技术的术语1.NAT表当内部网络有多台主机访问因特网上的多个目的主机的时侯，路由器必须记住内部网络的哪一台主机访问因特网上的哪一台主机，以防止在地址转换时将不同的连接混淆，所以路由器会为NAT的众多连接建立一个表，即NAT表，如图12.2所示。由图12.2可以看出，NAT在做地址转换时，依靠在NAT表中记录内部私有地址和外部公有

6、地址的映射关系来保存地址转换的依据。当执行NAT操作时，路由器在做某一数据连接操作时只需要查询该表，就可以得知应该如何转换地址，而不会发生数据连接的混淆。NAT表中每一个连接条目，都有一个计时器。当有数据在这两台主机之间传递时,数据包不断刷新NAT表中的相应条目,则该条目将处于不断被激活的状态,该条目不会被NAT表清除。但是，如果两台主机长时间没有数据交互，则在计时器倒数到零时，NAT表将把这一条目清除。2.内部地址和全局地址如图12.2所示，我们看到在NAT表中有四种地址，它们分别是：Insidelocaladdress（内部本地地

7、址）、insideglobaladdress（内部全局地址）、outsidelocaladdress（外部本地地址）、outsideglobaladdress（外部全局地址）。如图12.3所示表示了这些地址之间的关系，在图12.3中，我们可以看到，网络被分成内部网络和外部网络两部分。Inside:表示内部网络，这些网络的地址需要被转换。在内部网络，每台主机都分配一个内部IP地址，但与外部网络通讯时，又表现为另外一个地址。Outside:是指内部网络需要连接的网络，一般指互联网，也可以是另外一个机构的网络。图12.3内部地址和外部地址L

8、ocal图12.3内部地址和外部地址InternetGlobalInsideOutside主机位置IP地址的逻辑位置Local图12.3内部地址和外部地址InternetGlobalInsideOutside主机位置IP