nat基本原理(介绍NAT的基本原理)

NAT全称是 NetworkAddressTranslation，网络地址转换。其是在是1994年提出的。当在专用网内部的一些主机本来已经分配到了本地IP地址（即仅在本专用网内使用的专用地址），但现在又想和因特网上的主机通信（并不需要加密）时，可使用NAT方法。NAT不仅能解决了lP地址不足的问题，而且还能够有效地避免来自网络外部的攻击，隐藏并保护网络内部的计算机。1.宽带分享：这是NAT主机的最大功能。2.安全防护：NAT之内的PC联机到Internet上面时，他所显示的IP是NAT主机的公共IP，所以Client端的PC当然就具有一定程度的安全了，外界在进行portscan（端口扫描）的时候，就侦测不到源Client端的PC。NAT工作原理借助于NAT，私有（保留）地址的"内部"网络通过路由器发送数据包时，私有地址被转换成合法的IP地址，一个局域网只需使用少量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。 NAT将自动修改IP报文的源IP地址和目的IP地址，Ip地址校验则在NAT处理过程中自动完成。有些应用程序将源IP地址嵌入到IP报文的数据部分中，所以还需要同时对报文的数据部分进行修改，以匹配IP头中已经修改过的源IP地址。否则，在报文数据部分嵌入IP地址的应用程序就不能正常工作。
内网的数据到达网关时，被网关用NAT转换为公网IP。内网的数据分组是以网关的身份去访问internet，而网关区别内网的数据分组使用了端口，每个数据分组使用一个端口。 在外网的主机看来，数据都是从内网的网关发送过来的，不同的是他们的端口。而这些端口是映射到内网主机上的。

IP地址耗尽促成了CIDR的开发，但CIDR开发的主要目的是为了有效的使用现有的internet地址。而同时根据RFC 1631(IPNetworkAddressTranslator)开发的NAT却可以在多重的internet子网中使用相同的IP，用来减少注册IP地址的使用。NAT路由技术使得一个私有网络可以通过internet注册IP连接到外部世界，位于inside网络和outside网络中的NAT路由器在发送数据包之前，负责把内部IP翻译成外部合法地址。内部网络的主机不可能同时于外部网络通信，所以只有一部分内部地址需要翻译。NAT的翻译可以采取静态翻译(statictranslation)和动态翻译(dynamictranslation)两种。静态翻译将内部地址和外部地址一对一对应。当NAT需要确认哪个地址需要翻译，翻译时采用哪个地址pool时，就使用了动态翻译。采用portmultiplexing技术，或改变外出数据的源port技术可以将多个内部IP地址影射到同一个外部地址，这就是PAT(portaddresstranslator)。当影射一个外部IP到内部地址时，可以利用TCP的loaddistribution技术。使用这个特征时，内部主机基于round-robin机制，将外部进来的新连接定向到不同的主机上去。注意:load distributiong只有在影射外部地址到内部的时候才有效。

以下是回答，希望能帮助你！ 还请及时采纳谢谢！原理：a，内部地址翻译（Translation inside local addresses)：这是比较通用的一种方法，将内部IP一对一的翻译成外部地址。在内部主机连接到外部网络时，当第一个数据包到达NAT路由器时，router检查它的NAT表，因为是NAT是静态配置的，故可以查询出来（simply entry），然后router将数据包的内部局部IP（源地址）更换成内部全局地址，再转发出去。外部主机接受到数据包用接受到的内部全局地址来响应，NAT接受到外部回来的数据包，再根据NAT表把地址翻译成内部局部IP，转发过去。b，内部全局地址复用（overloading inside glogal addresses）使用地址和端口pair将多个内部地址影射到比较少的外部地址。这也是所谓的PAT。和内部地址翻译一样，NAT router同样也负责查表和翻译内部IP地址，唯一的区别就是由于使用了overloading，router将复用同样的内部全局IP地址，并存储足够的信息以区分它和其他地址，这样查询出来的是extended entry。NAT router和外部主机的通讯采用翻译过的内部全局地址，故同一般的通信没有差别，router到内部主机通讯时，同样要查NAT表。c，TCP负载重分配（TCP load distributing）和以上两种操作不同，这是NAT由外到内的翻译，所以那种以为WEB server一定要放置到NAT外部的说法是错误的。工作原理：外部主机向虚拟主机（定义为内部全局地址）通讯，NAT router接受外部主机的请求并依据NAT表建立与内部主机的连接，把内部全局地址（目的地址）翻译成内部局部地址，并转发数据包到内部主机，内部主机接受包并作出响应。NAT router再使用内部局部地址和端口查询数据表，根据查询到的外部地址和端口做出响应。此时，如果同一主机再做第二个连接，NAT router将根据NAT表将建立与另一虚拟主机的连接，并转发数据。d，处理重叠网络。这种方法主要用于两个intranet的互连，同样给我们处理两个重叠网络提供了方法。它的实现要求DNS server的支持（用于区别两个不同的主机）。1，主机A要求向主机C建立连接，先象DNS server做地址查询。2，NAT router截获DNS的响应，如果地址有重叠，将翻译返回的地址。它将创建一个simply entry把重叠的外部全局地址（目的地址）翻译成外部局部地址。3，路由器转发DNS响应到主机A，它已经把主机C的地址（外部全局地址）翻译成外部局部地址。4，当路由器接受到主机C的数据包时，它将建立内部局部、全局，外部全局、局部地址间的转换，主机A将由内部局部地址（源地址）翻译成内部全局地址，主机C将由外部全局地址（目的地址）翻译成外部局部地址。 5，主机C接受数据包并继续通讯。

原理：a，内部地址翻译（Translation inside local addresses)：这是比较通用的一种方法，将内部IP一对一的翻译成外部地址。在内部主机连接到外部网络时，当第一个数据包到达NAT路由器时，router检查它的NAT表，因为是NAT是静态配置的，故可以查询出来（simply entry），然后router将数据包的内部局部IP（源地址）更换成内部全局地址，再转发出去。外部主机接受到数据包用接受到的内部全局地址来响应，NAT接受到外部回来的数据包，再根据NAT表把地址翻译成内部局部IP，转发过去。b，内部全局地址复用（overloading inside glogal addresses）使用地址和端口pair将多个内部地址影射到比较少的外部地址。这也是所谓的PAT。和内部地址翻译一样，NAT router同样也负责查表和翻译内部IP地址，唯一的区别就是由于使用了overloading，router将复用同样的内部全局IP地址，并存储足够的信息以区分它和其他地址，这样查询出来的是extended entry。NAT router和外部主机的通讯采用翻译过的内部全局地址，故同一般的通信没有差别，router到内部主机通讯时，同样要查NAT表。c，TCP负载重分配（TCP load distributing）和以上两种操作不同，这是NAT由外到内的翻译，所以那种以为WEB server一定要放置到NAT外部的说法是错误的。工作原理：外部主机向虚拟主机（定义为内部全局地址）通讯，NAT router接受外部主机的请求并依据NAT表建立与内部主机的连接，把内部全局地址（目的地址）翻译成内部局部地址，并转发数据包到内部主机，内部主机接受包并作出响应。NAT router再使用内部局部地址和端口查询数据表，根据查询到的外部地址和端口做出响应。此时，如果同一主机再做第二个连接，NAT router将根据NAT表将建立与另一虚拟主机的连接，并转发数据。d，处理重叠网络。这种方法主要用于两个intranet的互连，同样给我们处理两个重叠网络提供了方法。它的实现要求DNS server的支持（用于区别两个不同的主机）。1，主机A要求向主机C建立连接，先象DNS server做地址查询。2，NAT router截获DNS的响应，如果地址有重叠，将翻译返回的地址。它将创建一个simply entry把重叠的外部全局地址（目的地址）翻译成外部局部地址。3，路由器转发DNS响应到主机A，它已经把主机C的地址（外部全局地址）翻译成外部局部地址。4，当路由器接受到主机C的数据包时，它将建立内部局部、全局，外部全局、局部地址间的转换，主机A将由内部局部地址（源地址）翻译成内部全局地址，主机C将由外部全局地址（目的地址）翻译成外部局部地址。5，主机C接受数据包并继续通讯。

NAT概述：网络地址转换（Network Address Translation, NAT）通过将内部网络的的私有IP 地址翻译成唯一的公网IP地址，使内部的网络可以连接到互联网等外部网络上NAT的优点§ 节省公有合法IP地址§ 处理地址交叉§ 增强灵活性§ 安全性（隐藏内部网络的细节，避免来自外部网络的攻击）NAT的缺点§ 延迟增大§ 配置和维护的复杂性§ 不支持某些应用NAT的类型：静态转换（Static Translation）动态装换（Dynamic Translation）端口多路复用（Port Address Translation ）NAT的基本原理：改变IP包头，使目的地址、源地址或两个地址在包头中被不同地址替换NAT的术语：内部局部IP地址（inside local address）：在内部网络中分配给主机的私有ip地址，也就是说，在内部的所有私有地址内部全局IP地址（inside global IP address ）：一个合法的IP地址，它对外代表一个或者多个内部局部IP地址，也就是说，在内部的私有地址通向外部的一个网关，即分配给内部私有地址的公有地址，能代替内部的私有地址外部全局IP地址（outside global IP address）：由其所有者给外部网络上的主机分配的IP地址，也就是说，在外部的所有私有地址外部局部IP地址(outside local IP address)：外部主机表现在内部网络的IP地址，也就是说，在外部的主机分配的一个能代替所有私有的地址NAT的个作原理：以下图来讲原理：NAT工作原理拓扑图首先，我们要清楚，在局域网内部的私有地址是不能访问外网的，必须通过转换成公有地址才可以访问Internet，以上所图，是两个公司之间的Inter网络互相交流，下面来谈谈它的工作原理192.168.1.0网络的PC1想要访问192.168.10.0网络的User11.PC1向RA（网关）发送请求，告诉自己的私有IP地址和MAC地址，并且要求自己要到达192.168.10.0网络的User1主机2.RA收到请求后，把PC1的源IP地址进行转换，变成内部全局地址，即公有地址202.16.58.1，并且为PC1制定一个随机产生的端口号（来识别某台主机），发送到Inter网3.Inter网络收到了内部全局IP地址的请求，之间进行路由选择，被RB接收，RB通过查看RA发送过来的内部全局IP地址和端口号等信息，直接发送给192.168.10.0网络的网关4.网关路由器RB收到了信息，根据对方发过来的目标主机信息，把数据传输给192.168.10.0网络的User1主机5.根据ICMP协议，user1主机需要回应，对数据进行相应的处理，把数据封装后发送给网关6.网关把user1的私有IP地址转换成外部局部IP地址，即公有地址202.16.58.2，通过这个公有地址，转发到路由器RA7.RA收到数据包，查看自己缓存里的对应的主机和端口，并对192.168.1.0网络的PC1进行转发思考