Cisco设备上的NAT配置与原理

本文档介绍了网络地址转换（NAT）的基本概念、优缺点以及在Cisco设备上的具体配置方法，包括静态NAT、动态NAT和端口地址转换（PAT）。 NAT（网络地址转换）是一种网络技术，用于将内部网络（私有网络）中的本地IP地址转换为全球唯一可识别的全局IP地址，以便设备能够与外部网络（如Internet）进行通信。NAT的主要目标是解决IPv4地址空间的枯竭问题，并提高内部网络的安全性。 NAT的优点： 1. 节约地址：通过共享少量的全局IP地址，NAT可以服务于大量内部设备。 2. 增加连接灵活性：NAT使得内部网络结构的变化不会影响到外部连接。 3. 提升安全性：由于内部网络的IP地址对外部不可见，增加了网络的隐蔽性，降低了被攻击的风险。 NAT的缺点： 1. 延迟增加：NAT转换过程可能会导致通信延迟。 2. 排障复杂：当网络出现问题时，定位和解决问题可能更为困难。 3. 应用兼容性：某些依赖于固定IP或端口的应用可能无法正常工作。 NAT中有两种主要的地址类型： 1. 本地IPv4地址：仅在内部网络中使用，对外不可见。 2. 全局IPv4地址：可以在互联网上公开使用，对所有网络都可见。 NAT的三种类型： 1. 静态NAT：将一个内部IP地址永久映射到一个全局IP地址，不节省公网地址。 2. 动态NAT：同样是一对一的转换，但全局IP地址是从预先定义的地址池中动态分配的，也不节省公网地址。 3. 端口地址转换（PAT）：一对多的转换，多个内部IP地址可以共享一个全局IP地址，有效地节约了公网地址。 配置NAT时，需要进行以下步骤： - 对于静态NAT，使用`ip nat inside source static`命令进行配置，指定内部IP和全局IP。 - 动态NAT需要配置地址池、访问列表和`ip nat inside source list`命令，指定内部IP范围和地址池。 - PAT的配置与动态NAT类似，但需加上`overload`参数，表示多个内部IP可以映射到同一全局IP。 转换内部源地址的过程是NAT的核心，它通过上述配置规则，将内部网络的通信请求转换为适合外部网络的形式，从而实现内外网络之间的顺利通信。在Cisco设备上，这些配置通常在路由器接口上下文中进行，明确标识内部（inside）和外部（outside）接口，以定义NAT的工作边界。