NAT概述

技术背景

随着互联网用户的增多，IPv4的公有地址资源显得越发短缺。
同时IPv4公有地址资源存在地址分配不均的问题，这导致部分地区的IPv4可用公有地址严重不足。

NAT作用

一方面NAT缓解了IPv4地址短缺的问题，

另一方面NAT技术让外网无法直接与使用私有地址的内网进行通信，提升了内网的安全性。

私有IP地址

公有地址∶由专门的机构管理、分配，可以在Internet上直接通信的IP地址。
私有地址∶组织和个人可以任意使用，无法在Internet上直接通信，只能在内网使用的IP地址。

A、B、C类地址中各预留了一些地址专门作为私有IP地址(RFC1918 ) :

A类:10.0.0.0 ~10.255.255.255

B类:172.16.0.0~172.31.255.255

C类:192.168.0.0 ~192.168.255.255

NAT原理

NAT:对IP数据报文中的IP地址进行转换，是一种在现网中被广泛部署的技术，一般部署在网络出口设备，例如路由器或防火墙上。
NAT的典型应用场景︰在私有网络内部（园区、家庭）使用私有地址，出口设备部署NAT，对于“从内到外”的流量，网络设备通过NAT将数据包的源地址进行转换（转换成特定的公有地址)，而对于“从外到内的”流量，则对数据包的目的地址进行转换。

静态NAT

静态NAT原理

每个私有地址都有一个与之对应并且固定的公有地址，即私有地址和公有地址之间的关系是一对一映射。
支持双向互访︰私有地址访问Internet经过出口设备NAT转换时，会被转换成对应的公有地址。同时，外部网络访问内部网络时，其报文中携带的公有地址(目的地址)也会被NAT设备转换成对应的私有地址。

静态NAT配置

//方式一︰接口视图下配置静态NAT
[Huawei-GigabitEthernet0/0/0] nat static global { global-address} inside {host-address }global

//方式二︰系统视图下配置静态NAT
[Huawei] nat static global { global-address} inside {host-address }
//在接口下使能nat static功能。
[Huawei-GigabitEthernet0/0/0] nat static enable 

动态NAT

动态NAT原理

动态NAT∶静态NAT严格地一对一进行地址映射，这就导致即便内网主机长时间离线或者不发送数据时，与之对应的公有地址也处于使用状态。为了避免地址浪费，动态NAT提出了地址池的概念∶所有可用的公有地址组成地址池。

当内部主机访问外部网络时临时分配一个地址池中未使用的地址，并将该地址标记为“In Use”。当该主机不再访问外部网络时回收分配的地址，重新标记为“Not Use”。

动态NAT配置

// 1.创建地址池 
[Huawei] nat address-group group-index start-address end-address
// 2.配置地址转换的ACL规则
[Huawei] acl number 
[Huawei-acl-basic-number ] rule permit source source-address source-wildcard 
// 3.接口视图下配置带地址池的NAT Outbound 
[Huawei-GigabitEthernet0/0/0] nat outbound acl-number address-group group-index [ no-pat ]

NAPT和Easy-IP

NAPT原理

动态NAT选择地址池中的地址进行地址转换时不会转换端口号，即No-PAT ( No-Port Address Translation，非端口地址转换），公有地址与私有地址还是1:1的映射关系，无法提高公有地址利用率。

NAPT ( Network Address and Port Translation，网络地址端口转换）︰从地址池中选择地址进行地址转换时不仅转换IP地址，同时也会对端口号进行转换，从而实现公有地址与私有地址的1:n映射，可以有效提高公有地址利用率。

NAPT配置

// 1.创建地址池
[R1] nat address-group 1 122.1.2.1 122.1.2.1
//2.配置地址转换的ACL规则
[R1] acl 2000
[R1-acl-basic-2000] rule 5 permit source 192.168.1.0 0.0.0.255
[R1-acl-basic-2000] quit
//3.接口视图下配置带地址池的NAT Outbound
[R1] interface GigabitEthernet0/0/1
[R1-GigabitEthernet0/0/1] nat outbound 2000 address-group 1

Easy-IP

Easy IP∶实现原理和NAPT相同，同时转换IP地址、传输层端口，区别在于Easy IP没有地址池的概念，使用接口地址作为NAT转换的公有地址。
Easy IP适用于不具备固定公网IP地址的场景∶如通过DHCP、PPPoE拨号获取地址的私有网络出口，可以直接使用获取到的动态地址进行转换。

//1.配置地址转换的ACL规则
[R1] acl 2000
[R1-acl-basic-2000] rule 5 permit source 192.168.1.0 0.0.0.255[R1-acl-basic-2000] quit
//2.接口视图下配置NAT Outbound
[R1] interface GigabitEthernet0/0/1
[R1-GigabitEthernet0/0/1] nat outbound 2000

NAT Server

NAT Server:指定[公有地址:端口]与[私有地址:端口]的一对一映射关系，将内网服务器映射到公网，当私有网络中的服务器需要对公网提供服务时使用。
外网主机主动访问[公有地址:端口]实现对内网服务器的访问。

//接口视图下配置NAT Server
[R1] interface GigabitEthernetO/0/1
[R1-GigabitEthernet0/0/1] ip address 12.1.1.124
[R1-GigabitEthernet0/0/1] nat server protocol tcp global 12.1.1.2 80 inside 192.168.1.10 80