NAT

一、NAT概述

NAT，全称Network Address Translation，即网络地址转换。
作用：NAT就是进行内外网地址的转换。

二、为什么学习NAT？

1.IPv4地址严重不够用

x.x.x.x
x=0-255 如192.168.1.1
0.0.0.0 — 255.255.255.255
IPv6地址绝对够用：号称世界上每一粒沙尘都可以有IP地址。

2.ISO组织将IPv4地址进行了分类

1）私有IP地址
要求：私有IP地址只能在内网使用，禁止出现在公网上，且可以重复利用。
私有IP地址范围：
10.0.0.0/8
172.16.0.0 – 172.31.0.0 /16
192.168.0.0/16
2）公网IP地址
除私有IP外，全是公网IP地址。
要求：公网IP地址只能出现在公网
结果：如果某内网需要联网（上网），则必须购买公网IP地址。

3. 内网转换外网地址

内网需要上网时，网关需要进行内外网地址转换，也就是NAT技术。

三、NAT类型

1）静态NAT：1对1静态转换，手工配置；
2）动态NAT：多对一，但不能同时。动态生成转换条目，动态删除转换条目，默认24小时；
3）PAT：实现同时多对一上网，端口地址转换。

四、NAT的配置

1.模拟互联网

模拟互联网的一个功能：不允许转发私有地址的数据。
方法：禁止在公网路由器上配置指向私网的路由。

2.PAT命令

网关路由器上配置PAT：

1）指定PAT内网端口

int f0/0
ip nat inside 
exit

2）指定PAT外网端口

int f0/1
ip nat outside 
exit

3）定义PAT的内部地址池：（匹配哪些内网的PC允许做地址转换）

conf t
access-list 1 permit 192.168.1.0 0.0.0.255

如添加内部地址池内容：
access-list 1 permit 192.168.2.0 0.0.0.255
access-list 1 permit 192.168.3.0 0.0.0.255

3）定义PAT的内部地址池：（匹配哪些内网的PC允许做地址转换）

conf t
access-list 1 permit 192.168.1.0 0.0.0.255

当添加内部地址池内容后，一定要再做PAT动态映射：

conf t
access-list 1 permit 192.168.2.0 0.0.0.255
access-list 1 permit 192.168.3.0 0.0.0.255
access-list 1 permit 172.16.1.0 0.0.0.255
access-list 1 permit 172.16.2.0 0.0.0.255

4）做PAT动态映射

conf t
ip nat inside source list 1 int f0/1 overload

3.配置静态映射

作用：静态映射的目的是将内网的服务器对外发布。也可以理解为将私网服务器映射到公网上。
命令：

conf t
ip nat inside source static tcp 192.168.1.100 80 100.1.1.1 80

注释：将192.168.1.100的web服务发布到100.1.1.1的80上去，这样，网友可以访问100.1.1.1即可。
端口号范围：0-65535共65536个。0和65535不能使用。

NAT配置实验

要求：

1.配置好IP地址（所有的）
2.配置好路由（禁止公网路由器配置私网路由），此时互联网模拟完毕！
3.验证员工是否可以上网！结果是上不了网！
4.配置PAT
5.再次验证，员工竟然神奇的可以同时上网了！
6.加2台服务器，要求都发布web服务，并要求在外网的PC上可以访问这2个web服务器
在这里插入图片描述

一、连线

按实验拓扑图连接设备，不同设备之间用直通线连接，路由器与电脑、路由器之间用交叉线连接。连接好后拓扑图为：
在这里插入图片描述

二、配置所有PC的IP及网关

1.PC0

第一台PC配置如下：
在这里插入图片描述
2.PC1

第二台PC配置如下：
在这里插入图片描述
3.PC2

PC配置如下：
在这里插入图片描述

三、给路由器配IP

1.R0

给R0配直连路由，如下：
在这里插入图片描述

给R0配置通往公网的默认路由，下一跳地址指向运营商，如下：

2.R1

给R1配直连路由，如下：
在这里插入图片描述

给R1配置去公网200.1.1.0的静态路由，如下：

3.R2

给R2配直连路由，如下：
在这里插入图片描述

给R2配置去100.1.1.0的静态路由，如下：

四、配置外网服务器（PC3设置为服务器）

PC3配置如下：
在这里插入图片描述

五、验证员工能否上网

PC0pingPC3，如图：
在这里插入图片描述
PC1pingPC3，如图：

PC2pingPC3，如图：

综上，此时员工无法访问外网。

六、配置PAT

1.配置内网端口

将网关R0的f0/0配置为内网端口，如图：
在这里插入图片描述
2.配置外网端口

将R0的f0/1配置为外网端口，如图：
在这里插入图片描述
3.定义PAT的内部地址池

即匹配哪些内网的PC允许做地址转换。做地址池1，允许为公司的192.168.1.0网段做地址转换。
在这里插入图片描述
4.做PAT动态映射

将内部源地址池1与外网端口动态映射，如图：
在这里插入图片描述

七、再次验证员工能否上网

PC0pingPC3，如图：
在这里插入图片描述
PC1pingPC3，如图：

PC2pingPC3，如图：

当PC0、PC1、PC2同时使用ping -t 200.1.1.1与PC3通信时，仍然能ping通。如图:

综上，成功配置PAT后，此时内网员工可以同时访问外网。

八、配置web服务器baidu

1.baidu

baidu服务器的IP，如图：
在这里插入图片描述
启用HTTP服务，点击保存。

2.jd

jd服务器的IP，如图：
在这里插入图片描述
启用HTTP服务，点击保存。

九、配置静态映射（将内网web服务器与公网IP一对一映射）

把web服务器的私网地址映射到公网地址上去，然后把公网身份对外发布，即将192.168.1.100的web服务发布到100.1.1.1的80上去，这样，网友访问100.1.1.1即可。如图：
在这里插入图片描述
购买公网地址100.1.1.3，将192.168.1.200的web服务发布到100.1.1.3的80上去，如图：