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NAT有三种类型:静态NAT(Static NAT)、动态地址NAT(Pooled NAT)、网络地址端口转换NAPT(Port-Level NAT)。

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1.2.1静态NAT

通过手动设置,使 Internet 客户进行的通信能够映射到某个特定的私有 网络 地址和端口。如果想让连接在 Internet 上的计算机能够使用某个私有 网络 上的 服务器 (如网站 服务器 )以及应用 程序 (如游戏),那么静态映射是必需的。静态映射不会从 NAT 转换表中删除。

如果在 NAT 转换表中存在某个映射,那么 NAT 只是单向地从 Internet 向私有 网络 传送数据。这样,NAT 就为连接到私有 网络 部分的计算机提供了某种程度的保护。但是,如果考虑到 Internet 的安全性,NAT 就要配合全功能的防火墙一起使用。

对于以上网络拓扑图,当内网主机 10.1.1.1如果要与外网的主机201.0.0.11通信时,主机(IP:10.1.1.1)的数据包经过路由器时,路由器通过查找NAT table 将IP数据包的源IP地址(10.1.1.1)改成与之对应的全局IP地址(201.0.0.1),而目标IP地址201.0.0.11保持不变,这样,数据包就能到达201.0.0.11。而当主机HostB(IP:201.0.0.11) 响应的数据包到达与内网相连接的路由器时,路由器同样查找NAT table,将IP数据包的目的IP 地址改成10.1.1.1,这样内网主机就能接收到外网主机发过来的数据包。在静态NAT方式中, 内部的IP地址与公有IP地址是一种一一对应的映射关系 ,所以,采用这种方式的前提是,机构能够申请到足够多的全局IP地址。

1.2.2 动态NAT

动态地址NAT只是转换IP地址,它为每一个内部的IP地址分配一个临时的外部IP地址,主要应用于拨号,对于频繁的远程联接也可以采用动态NAT。当远程用户联接上之后,动态地址NAT就会分配给他一个IP地址,用户断开时,这个IP地址就会被释放而留待以后使用。

动态NAT方式适合于 当机构申请到的全局IP地址较少,而内部网络主机较多的情况。内网主机IP与全局IP地址是多对一的关系。 当数据包进出内网时,具有NAT功能的设备对IP数据包的处理与静态NAT的一样, 只是NAT table表中的记录是动态的,若内网主机在一定时间内没有和外部网络通信,有关它的IP地址映射关系将会被删除,并且会把该全局IP地址分配给新的IP数据包使用,形成新的NAT table映射记录。

1.2.3网络地址端口转换NAPT

网络地址端口转换NAPT(Network Address Port Translation)则是把内部地址映射到外部网络的一个IP地址的不同端口上。它可以将中小型的网络隐藏在一个合法的IP地址后面。NAPT与 动态地址NAT不同,它将内部连接映射到外部网络中的一个单独的IP地址上,同时在该地址上加上一个由NAT设备选定的端口号。

NAPT 是使用最普遍的一种转换方式 ,它又包含两种转换方式:SNAT和DNAT。

(1)源NAT(Source NAT,SNAT):修改数据包的源地址。源NAT改变第一个数据包的来源地址,它永远会在数据包发送到网络之前完成,数据包伪装就是一具SNAT的例子。

(2) 目的NAT(Destination NAT,DNAT):修改数据包的目的地址。Destination NAT刚好与SNAT相反,它是改变第一个数据包的目的地地址,如平衡负载、端口转发和透明代理就是

属于DNAT。

源NAT举例: 对于以上网络拓扑图,内网的主机数量比较多,但是该组织只有一个合法的IP地址,当内网主机(10.1.1.3)往外发送数据包时,则需要修改数据包的IP地址和TCP/UDP端口号,例如将

源IP:10.1.1.3

源port:1493

改成

源IP:201.0.0.1

源port:1492( 注意:源端口号可以与原来的一样也可以不一样 )

当外网主机(201.0.0.11)响应内网主机(10.1.1.3)时,应将:

目的IP:201.0.0.1

目的port:1492

改成

目的IP:10.1.1.3

目的port:1493

这样,通过修改IP地址和端口的方法就可以使内网中所有的主机都能访问外网,此类NAT适用于组织或机构内只有一个合法的IP地址的情况,也是动态NAT的一种特例。

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目的NAT 举例:这种方式适用于内网的某些服务器需要为外网提供某些服务的情况。 例如以上拓扑结构,内网服务器群(ip地址分别为:10.1.1.1,10.1.1.2,10.1.1.3等)需要为外网提供WEB 服务,当外网主机HostB访问内网时,所发送的数据包的目的IP地址为10.1.1.127,端口号为:80,当该数据包到达内网连接的路由器时,路由器查找NAT table,路由器通过修改目的IP地址和端口号,将外网的数据包平均发送到不同的主机上(10.1.1.1,10.1.1.2,10.1.1.3等),这样就实现了负载均衡。


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