浅析NAT技术的原理

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随着接入Internet的计算机数量的不断猛增,IP地址资源也就愈加显得捉襟见肘。事实上,除了中国教育和科研计算机网(CERNET)外,一般用户几乎申请不到整段的C类IP地址。在其他ISP那里,即使是拥有几百台计算机的大型局域网用户,当他们申请IP地址时,所分配的地址也不过只有几个或十几个IP地址。显然,这样少的IP地址根本无法满足网络用户的需求,于是也就产生了NAT技术。

NAT技术简介

随着网络的发展,网络地址转换(NAT,Network Address Translation)在网络建设中正发挥着不可替代的作用。从本质上来说,NAT的出现是为了缓解lP地址不足的问题;而在实际应用中,NAT还具备一些衍生功能,诸如隐藏并保护网络内部的计算机,以避免来自网络外部的攻击、方便内部网络地址规划,等等。

NAT技术的基本原理。

随着接入Internet的计算机数量的不断猛增,IP地址资源也就显得愈加紧张。在实际应用中,一般用户几乎申请不到整段的C类和B类IP地址。当我们的企业向ISP申请IP地址时,所分配的地址也不过只有几个或十几个IP地址。显然,这样少的IP地址根本无法满足网络用户的需求。为了缓解供给和需求不可调和的矛盾,使用NAT技术便成为了企业和ISP的必然选择。

企业使用NAT时,一般认为应当使用RFC1918规定的三段私有地址部署企业内部网络。当企业内部设备试图以私有地址为源,向外部网络(Internet)发送数据包的时候,NAT可以对IP包头进行修改,先前的源IP地址-私有地址被转换成合法的公有IP地址(前提是,该共有IP地址应当是企业已经从ISP申请到的合法公网IP),这样,对于一个局域网来说,无需对内部网络的私有地址分配做大的修改,就可以满足内网设备和外网通信的需求。

由于设备的源IP地址被NAT替换成了公网IP地址,设备对于外网用户来说就显得“不透明”,达到了保证设备安全性的目的。在这种情况下,内部私有地址和外部公有地址是一一对应的。甚至,我们只需使用少量公网IP地址(甚至是1个)即可实现私有地址网络内所有计算机与Internet的通信需求。

企业实现NAT的常用方式

在企业网络中,NAT的实现方式有三种,即静态转换NAT、动态转换NAT 以及 端口多路复用(PAT)。

1.静态转换

静态转换是指将内部网络的私有IP地址转换为公有IP地址,IP地址对是一对一的,是一成不变的,某个私有IP地址只转换为某个公有IP地址。私有地址和公有地址的对应关系由管理员手工指定。借助于静态转换,可以实现外部网络对内部网络中某些特定设备(如服务器)的访问,并使该设备在外部用户看来变得“不透明”。

2.动态转换

动态转换是指将内部网络的私有IP地址转换为公用IP地址时,IP地址对并不是一一对应的,而是随机的。所有被管理员授权访问外网的私有IP地址可随机转换为任何指定的公有IP地址。也就是说,只要指定哪些内部地址可以进行转换,以及用哪些合法地址作为外部地址时,就可以进行动态转换。每个地址的租用时间都有限制。这样,当ISP提供的合法IP地址略少于网络内部的计算机数量时,可以采用动态转换的方式。

3.端口多路复用(Port address Translation,PAT)

通过使用端口多路复用,可以达到一个公网地址对应多个私有地址的一对多转换。在这种工作方式下,内部网络的所有主机均可共享一个合法外部IP地址实现对Internet的访问,来自不同内部主机的流量用不同的随机端口进行标示,从而可以最大限度地节约IP地址资源。同时,又可隐藏网络内部的所有主机,有效避免来自internet的攻击。因此,目前网络中应用最多的就是端口多路复用方式。

NAT的基本概念和原理我们就向大家介绍完了,希望大家已经掌握了,在以后的文章中,我们还会继续向大家介绍:浅析NAT技术的实现

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责任编辑:佚名 来源: cisco.ccxx.net
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