eNSP模拟实验-路由器配置NAT网络地址转换

Posted 2023-03-09

参考技术A     在以往的实践中，笔者在centos中使用防火墙iptables来配置NAT网络地址转换。VirtualBox中也可以配置NAT网络地址转换。但是最近接触到的云服务器，有私网IP地址和公网IP地址，公网IP提供外部通信，私网IP可以使用云上的各种服务。对于大型的网络来说，通过路由器来进行地址转换可能更加高效。于是笔者在华为的书籍上找了例子来进行配置实践。

     IPV6可用解决地址短缺的问题，但是无法立刻替换现在成熟且广泛应用的IPV4。网络地址转换（NAT）可以延长IPV4的寿命。NAT是将IP数据报文中的头IP地址转换成另一个IP地址的过程，主要用于内部网络(私有IP地址)访问外部网络(共有IP地址)。NAT有三种类型：静态NAT、动态地址NAT以及网路地址端口转换NAT。

    NAT转换设备维护着地址转换表，所有经过NAT转换设备并且需要地址转换的报文，都会通过该表做地址转换。NAT转换设备处于内部和外部网络的连接处，常见的有路由器、防火墙。

    根据图示的信息搭建网络。

    在网关路由器AR1上配置访问外网的默认路由。

    ip route-static 0.0.0.0 0.0.0.0 202.169.10.2

    查看配置好的静态路由协议。

    由于内网使用的是私有IP地址，员工无法直接访问公网。现需要在网关路由器上配置NAT地址转换，将私网地址转换为公网地址。PC1自身能够访问外网，并且需要外网用户也能够直接访问他，分配一个公网IP地址202.169.10.5给PC1做静态NAT地址转换。在R1的G0/0/0接口使用nat static命令配置内部地址到外部地址的一对一转换。

    配置完成后在AR1上查看NAT静态配置信息。

      在PC1上ping命令测试与外网的连通性，可以看到静态NAT已经可以成功访问外网。

    在路由器的G0/0/0接口上抓包查看NAT地址转换，AR1成功把来自PC1的ICMP报文的源地址172.16.1.1转换成公网地址202.169.10.5 。

    在AR2上使用环回地址loopback0模拟外网访问PC1，测试成功。

        在PC1的E0/0/1接口上抓包观察，PC1的私网地址被转换成唯一的公网地址，外网用户也能访问PC1。且数据包在经过R1进入内网时，R1把目的IP地址转为公网地址202.169.10.5对应的私网地址172.16.1.1发给PC1。

    PC2 、PC3都需要访问外网，网段为172.17.1.0/24 。使用公网地址池202.169.10.50-202.169.10.60 为其做NAT转换.

    在AR1上使用nat address-group命令配置NAT地址池，设置起始地址202.169.10.50，终止地址202.169.10.60。

    nat  address-group 1  202.169.10.50   202.169.10.60  

    创建ACL2000。

    在AR1的G0/0/0接口下使用nat outbound 命令将acl200和地址池关联，使得地址池中规定的地址可以使用地址池进行进行地址转换。并在AR1上查看NAT outbound信息。

    在PC2上测试与外网的连通性成功。

    并在AR1的接口G0/0/0上抓包观察地址转换情况。来自PC2的ICMP数据包在AR1的G0/0/0接口上源地址172.17.1.2被替换成地址池中的第一个地址202.17.10.50 。

        由于PC众多，采用多对多的NAT转换方式就必须增加公网IP地址池的地址数量。为了节约地址，需要配置多对一的Easy-IP转换方式实现访问外网的需求。Easy-IP是NAPT的一种方式，直接借用路由器的接口IP地址作为公网地址，将不同的内部地址映射到同一公网地址的不同端口上，实现多对一地址转换。

    在AR1的G0/0/0接口上删除NAT Outbound配置，并使用nat outbound命令配置Easy-IP特性，直接使用接口IP地址作为NA转换后的地址。

      [AR1]int g0/0/0

      [AR1-GigabitEthernet0/0/0]undo nat outbound  2000 address-group 1 no-pat

      [AR1-GigabitEthernet0/0/0]nat outbound 2000

        配置完成后，在PC2上使用UDP数据包发包工具发送udp数据包到公网地址202.169.20.1，配置好目的IP地址和UDP源、目的端口号后，输入字符串后发送。

    PC2的配置如下：

        在AR1上查看nat session的详细信息。可以看到，源地址172.17.1.2的UDP数据包被新源地址202.169.10.1和新源端口10241替换。AR1借用自身G0/0/0接口的公网地址为所有私网地址做NA转换，使用不同端口号区分不同私网数据。此方式不需要创建地址池，大大节省了地址空间。

    公司内server服务器提供ftp服务供外网用户访问，配置NAT server并使用公网IP地址202.169.10.6对外公布服务器地址 ，然后开启nat alg功能。对于封装在ip数据报文中应用层协议报文，正常的NAT转换会导致错误，在开启某应用协议的nat alg功能后，该应用协议报文可以正常进行nat转换，否则该应用协议不能正常工作。

    在AR1的G0/0/0接口使用nat server命令定义内部服务器的映射表，指定通信协议为tcp，配置服务器使用公网ip地址202.169.10.6 ，服务器内网地址为172.16.1.3，指定端口为21，该常用端口号可以直接使用关键字“ftp”代替。并在AR1上查看nat server信息。

        查看server配置成效，选择根目录并启动ftpserver 。

    设置服务器完成后，在AR2上模拟公网用户访问私网ftp服务器。