NAT配置详解：从静态到动态转换

"PAT配置实例-12 NAT(network address translation)" 在计算机网络中，NAT（Network Address Translation）是一种用于转换IP地址的技术，它允许一个网络内的设备使用私有地址进行通信，同时通过共享少量的公网地址访问互联网。NAT的主要目的是解决公网IP地址的短缺问题，同时也提供了额外的安全性。 私有地址是指未被Internet Assigned Numbers Authority (IANA) 分配给公共互联网的IP地址，这些地址通常用于内部网络，包括A类的10.0.0.0/8、B类的172.16.0.0/12和C类的192.168.0.0/16。使用私有地址的企业或组织可以节省公网IP地址，因为私有地址无需向IP地址管理机构申请。 NAT操作主要在存根网络的边缘，也就是在连接内部网络和外部网络（如Internet）的边界路由器上执行。这个过程涉及到内部本地地址（Insidelocaladdress）的转换，即内部网络中的设备使用的私有地址，以及内部全局地址（Insideglobaladdress），这是由ISP或网络服务提供商提供的公有IP地址，用于外部网络通信。地址池（AddressPool）则是由ISP或网络管理员分配的一组可用于NAT转换的公网地址。 NAT主要分为两类： 1. 静态NAT：在这种模式下，内部主机的私有IP地址会一对一地映射到固定的公网IP地址。例如，内部网络中的PC1（10.1.1.1）会被永久映射到公网的200.200.200.1，PC2（10.1.1.2）则映射到200.200.200.2。这种方法简单且易于管理，但缺点是如果内部网络有很多主机，所需的公网地址数量会增加。 2. 动态NAT：动态NAT根据需要动态地分配公网地址，一个公网地址可以被多个内部主机轮流使用。这意味着当内部主机请求访问外部网络时，它会被临时分配一个未使用的公网IP地址。例如，当PC3和PC4试图访问互联网时，它们可能会使用同一个公网IP，但这个IP会在不同时间点分配给不同的内部主机，从而有效地利用了有限的公网地址资源。 NAT技术还有其他形式，比如端口地址转换（Port Address Translation, PAT），它在动态NAT的基础上进一步扩展，允许一个公网IP地址通过改变传输层的端口号来服务于多个内部主机。这对于缓解公网IP地址短缺问题特别有用，因为一个公网IP可以对应多个内部IP和端口号的组合。 配置NAT通常涉及以下步骤： 1. 配置公网IP地址，这可能是单个IP地址或者地址池。 2. 定义内部网络的IP地址范围。 3. 在边界路由器上启用NAT功能。 4. 指定NAT转换规则，包括内部地址和外部地址的映射关系。 在实际的网络环境中，NAT的配置需要根据网络规模、安全需求和可用的公网地址数量来调整。例如，在上述的某学院核心网络拓扑中，Cisco7206路由器可能就被用作执行NAT操作的边界设备，将内部的私有地址转换为公网地址，以便学院的各个部门能够访问互联网，同时保持内部网络的隐私。HSRP（热备份路由协议）可能被用来确保在主路由器故障时的网络连通性。