NAT概述

NAT概述。

NAT英文全稱是“Network Address Translation”,中文意思是“網絡地址轉換”,它是一個IETF(Internet Engineering Task Force, Internet工程任務組)標準,允許一個整體機構以一個公用IP(Internet Protocol)地址出現在Internet上。顧名思義,它是一種把內部私有網絡地址(IP地址)翻譯成合法網絡IP地址的技術。

NAT不僅能解決了lP地址不足的問題,而且還能夠有效地避免來自網絡外部的***,隱藏並保護網絡內部的計算機。
1.寬帶分享:這是 NAT 主機的最大功能。
2.安全防護:NAT 之內的 PC 聯機到 Internet 上面時,他所顯示的 IP 是 NAT 主機的公共 IP,所以 Client 端的 PC 當然就具有一定程度的安全了,外界在進行 portscan(端口掃描) 的時候,就偵測不到源Client 端的 PC 。

NAT工作原理

藉助於NAT,私有(保留)地址的"內部"網絡通過路由器發送數據包時,私有地址被轉換成合法的IP地址,一個局域網只需使用少量IP地址(甚至是1個)即可實現私有地址網絡內所有計算機與Internet的通信需求。
NAT將自動修改IP報文的源IP地址和目的IP地址,Ip地址校驗則在NAT處理過程中自動完成。有些應用程序將源IP地址嵌入到IP報文的數據部分中,所以還需要同時對報文的數據部分進行修改,以匹配IP頭中已經修改過的源IP地址。否則,在報文數據部分嵌入IP地址的應用程序就不能正常工作。

Nat-工作流程1

①如圖這個 client(終端) 的 gateway (網關)設定爲 NAT 主機,所以當要連上 Internet 的時候,該封包就會被送到 NAT 主機,這個時候的封包 Header 之 source IP(源IP) 爲 192.168.1.100 ;NAT概述
②而透過這個 NAT 主機,它會將 client 的對外聯機封包的 source IP ( 192.168.1.100 ) 僞裝成 ppp0 ( 假設爲撥接情況 )這個接口所具有的公共 IP ,因爲是公共 IP 了,所以這個封包就可以連上 Internet 了,同時 NAT 主機並且會記憶這個聯機的封包是由哪一個 ( 192.168.1.100 ) client 端傳送來的;

Nat工作流程2

③由 Internet 傳送回來的封包,當然由 NAT主機來接收了,這個時候, NAT 主機會去查詢原本記錄的路由信息,並將目標 IP 由 ppp0 上面的公共 IP 改回原來的 192.168.1.100 ;NAT概述
④最後則由 NAT 主機將該封包傳送給原先發送封包的 Client [2] 。

NAT實現方式

NAT的實現方式有三種,即靜態轉換Static Nat、動態轉換Dynamic Nat和端口多路複用OverLoad。
靜態轉換是指將內部網絡的私有IP地址轉換爲公有IP地址,IP地址對是一對一的,是一成不變的,某個私有IP地址只轉換爲某個公有IP地址。藉助於靜態轉換,可以實現外部網絡對內部網絡中某些特定設備(如服務器)的訪問。
動態轉換是指將內部網絡的私有IP地址轉換爲公用IP地址時,IP地址是不確定的,是隨機的,所有被授權訪問上Internet的私有IP地址可隨機轉換爲任何指定的合法IP地址。也就是說,只要指定哪些內部地址可以進行轉換,以及用哪些合法地址作爲外部地址時,就可以進行動態轉換。動態轉換可以使用多個合法外部地址集。當ISP提供的合法IP地址略少於網絡內部的計算機數量時。可以採用動態轉換的方式。
端口多路複用(Port address Translation,PAT)是指改變外出數據包的源端口並進行端口轉換,即端口地址轉換(PAT,Port Address Translation).採用端口多路複用方式。內部網絡的所有主機均可共享一個合法外部IP地址實現對Internet的訪問,從而可以最大限度地節約IP地址資源。同時,又可隱藏網絡內部的所有主機,有效避免來自internet的***。因此,目前網絡中應用最多的就是端口多路複用方式。
ALG(Application Level Gateway),即應用程序級網關技術:傳統的NAT技術只對IP層和傳輸層頭部進行轉換處理,但是一些應用層協議,在協議數據報文中包含了地址信息。爲了使得這些應用也能透明地完成NAT轉換,NAT使用一種稱作ALG的技術,它能對這些應用程序在通信時所包含的地址信息也進行相應的NAT轉換。例如:對於FTP協議的PORT/PASV命令、DNS協議的 "A" 和 "PTR" queries命令和部分ICMP消息類型等都需要相應的ALG來支持。
如果協議數據報文中不包含地址信息,則很容易利用傳統的NAT技術來完成透明的地址轉換功能,通常我們使用的如下應用就可以直接利用傳統的NAT技術:HTTP、TELNET、FINGER、NTP、NFS、ARCHIE、RLOGIN、RSH、RCP等。

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