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网络端口地址转换NAPT配置

PPPerryPan2022-02-20学习笔记路由交换

例

  • 目标

    • 理解NAT网络地址转换的原理及功能；
    • 掌握NAPT的配置，实现局域网访问互联网；

  • 背景

    • 你是某公司的网络管理员，公司办公网需要接入互联网，公司只向ISP申请了一条专线，该专线分配了一个公网IP地址，配置实现全公司的主机都能访问外网。

  • 原理

    • NAT将网络划分为内部网络和外部网络两部分，局域网主机利用NAT访问网络时，是将局域网内部的本地地址转换为全局地址（互联网合法的IP地址）后转发数据包；
    • NAT分为两种类型：NAT（网络地址转换）和 NAPT（网络端口地址转换IP地址对应一个全局地址）
      • NAPT：使用不同的端口来映射多个内网IP地址到一个指定的外网IP地址，多对一。
    • NAPT采用端口多路复用方式。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，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。

  • 步骤

    11.1

    • 新建packet tracer拓扑图（如图）
    • R1为公司出口路由器，其与ISP路由器之间通过V.35电缆串口连接，DCE端连接在R1上，配置其时钟频率64000；
    • 配置PC机、服务器及路由器接口IP地址；
    • 在各路由器上配置静态路由协议，让pc间能相互ping通；
    • 在R1上配置NAPT
    • 在R1上定义内外部网络接口
    • 验证主机之间的互通性

拓扑与设备IP配置

11.2

R0 IP配置

Router>en
Router#conf t
Enter configuration commands, one per line.  End with CNTL/Z.
Router(config)#host R0
R0(config)#int fa 0/0
R0(config-if)#ip add 192.168.1.1 255.255.255.0		!配置局域网内部默认网关
R0(config-if)#no shut

R0(config-if)#
%LINK-5-CHANGED: Interface FastEthernet0/0, changed state to up

%LINEPROTO-5-UPDOWN: Line protocol on Interface FastEthernet0/0, changed state to up

R0(config-if)#int s 2/0
R0(config-if)#ip add 200.1.1.1 255.255.255.0		!配置IP
R0(config-if)#no shut

%LINK-5-CHANGED: Interface Serial2/0, changed state to down
R0(config-if)#clock rate 64000						!配置时钟
R0(config-if)#

R1 IP配置

Router>en
Router#conf t
Enter configuration commands, one per line.  End with CNTL/Z.
Router(config)#host R1
R1(config)#int s 2/0
R1(config-if)#ip add 200.1.1.2 255.255.255.0		!配置局域网内部默认网关
R1(config-if)#no shut

R1(config-if)#
%LINK-5-CHANGED: Interface Serial2/0, changed state to up

%LINEPROTO-5-UPDOWN: Line protocol on Interface Serial2/0, changed state to up

R1(config-if)#int fa 0/0
R1(config-if)#ip add 200.1.2.1 255.255.255.0	!配置IP
R1(config-if)#no shut

R1(config-if)#
%LINK-5-CHANGED: Interface FastEthernet0/0, changed state to up

%LINEPROTO-5-UPDOWN: Line protocol on Interface FastEthernet0/0, changed state to up

静态路由配置

  • R0

    R0(config)#ip route 200.1.2.0 255.255.255.0 200.1.1.2

  • R1

    R1(config)#ip route 192.168.1.0 255.255.255.0 200.1.1.1
R1(config)#end
R1#
%SYS-5-CONFIG_I: Configured from console by console

R1#show ip rou
Codes: C - connected, S - static, I - IGRP, R - RIP, M - mobile, B - BGP
       D - EIGRP, EX - EIGRP external, O - OSPF, IA - OSPF inter area
       N1 - OSPF NSSA external type 1, N2 - OSPF NSSA external type 2
       E1 - OSPF external type 1, E2 - OSPF external type 2, E - EGP
       i - IS-IS, L1 - IS-IS level-1, L2 - IS-IS level-2, ia - IS-IS inter area
       * - candidate default, U - per-user static route, o - ODR
       P - periodic downloaded static route

Gateway of last resort is not set

S    192.168.1.0/24 [1/0] via 200.1.1.1
C    200.1.1.0/24 is directly connected, Serial2/0
C    200.1.2.0/24 is directly connected, FastEthernet0/0

  • 尝试在 PC0 ping Server 0：可ping通（Web浏览器也可通过IP直接访问Server0）

    C:\>ipconfig

FastEthernet0 Connection:(default port)

   Connection-specific DNS Suffix..: 
   Link-local IPv6 Address.........: FE80::20A:F3FF:FE90:D747
   IPv6 Address....................: ::
   IPv4 Address....................: 192.168.1.2
   Subnet Mask.....................: 255.255.255.0
   Default Gateway.................: ::
                                     192.168.1.1

Bluetooth Connection:

   Connection-specific DNS Suffix..: 
   Link-local IPv6 Address.........: ::
   IPv6 Address....................: ::
   IPv4 Address....................: 0.0.0.0
   Subnet Mask.....................: 0.0.0.0
   Default Gateway.................: ::
                                     0.0.0.0

C:\>ping 200.1.2.2

Pinging 200.1.2.2 with 32 bytes of data:

Request timed out.
Reply from 200.1.2.2: bytes=32 time=1ms TTL=126
Reply from 200.1.2.2: bytes=32 time=1ms TTL=126
Reply from 200.1.2.2: bytes=32 time=1ms TTL=126

Ping statistics for 200.1.2.2:
    Packets: Sent = 4, Received = 3, Lost = 1 (25% loss),
Approximate round trip times in milli-seconds:
    Minimum = 1ms, Maximum = 1ms, Average = 1ms

R0 NAPT配置

  • 配置路由IP地址及路由策略（已完成）

  • 访问控制列表

    • 允许哪些网段出去（可做基本，可做高级）
    R0(config)#access-list ?
  <1-99>     IP standard access list
  <100-199>  IP extended access list
R0(config)#access-list 1 ?
  deny    Specify packets to reject
  permit  Specify packets to forward
  remark  Access list entry comment
R0(config)#access-list 1 p
R0(config)#access-list 1 permit ?
  A.B.C.D  Address to match
  any      Any source host
  host     A single host address
R0(config)#access-list 1 permit 192.168.1.0 0.0.0.255

  • 做地址池

    R0(config)# ip nat ?
  inside   Inside address translation
  outside  Outside address translation
  pool     Define pool of addresses
R0(config)# ip nat pool ?
  WORD  Pool name
R0(config)# ip nat pool name1 ?		
  A.B.C.D  Start IP address			!公有地址始
R0(config)# ip nat pool name1 200.1.1.3 ?
  A.B.C.D  End IP address			!公有地址末
R0(config)# ip nat pool name1 200.1.1.3 200.1.1.3 netmask 255.255.255.0

  • 发布出口路由的内部和外部网络(ip nat inside/outside)

    R0(config)#int fa 0/0
R0(config-if)#ip nat inside
R0(config-if)#int s 2/0
R0(config-if)#ip nat outside
R0(config-if)#exit

  • 将访问控制列表映射到地址池

    R0(config)#ip nat ?
  inside   Inside address translation
  outside  Outside address translation
  pool     Define pool of addresses
R0(config)#ip nat inside ?
  source  Source address translation
R0(config)#ip nat inside source ?
  list    Specify access list describing local addresses
  static  Specify static local->global mapping
R0(config)#ip nat inside source list ?
  <1-199>  Access list number for local addresses
  WORD     Access list name for local addresses
R0(config)#ip nat inside source list 1 ?
  interface  Specify interface for global address
  pool       Name pool of global addresses
R0(config)#ip nat inside source list 1 pool name1 ?
  overload  Overload an address translation		!NAPT选项，多(内IP)对一(公网IP)
  <cr>											!NAT选项，一对一/多对多选项(排队获取)？
R0(config)#ip nat inside source list 1 pool name1 
R0(config)#ip nat inside source list 1 pool name1 overload 
R0(config)#end
R0#
%SYS-5-CONFIG_I: Configured from console by console


R0#show ip nat translations 					!注：此时查不到任何记录

测试

  • 在 PC0 ，PC1 上用浏览器访问 Server0 (200.1.2.2)，然后到R0上查看

    • 可查到地址映射信息
    R0#show ip nat translations 
Pro  Inside global     Inside local       Outside local      Outside global
tcp 200.1.1.3:1024     192.168.1.2:1025   200.1.2.2:80       200.1.2.2:80
tcp 200.1.1.3:1025     192.168.1.3:1025   200.1.2.2:80       200.1.2.2:80
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Last Updated 2025/5/25 15:00:04
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