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HCIA-网络地址转换（NAT）

news 2025/7/7 5:54:31

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本篇笔记是根据B站上的视频教程整理而成，感谢UP主的精彩讲解！如果需要了解更多细节，可以参考以下视频：

https://www.bilibili.com/video/BV1rdT6zQEMg/?spm_id_from=333.788.videopod.episodes&vd_source=e539f90574cdb0bc2bc30a8b5cb3fc00&p=6https://www.bilibili.com/video/BV1rdT6zQEMg/?spm_id_from=333.788.videopod.episodes&vd_source=e539f90574cdb0bc2bc30a8b5cb3fc00&p=6https://www.bilibili.com/video/BV1rdT6zQEMg/?spm_id_from=333.788.videopod.episodes&vd_source=e539f90574cdb0bc2bc30a8b5cb3fc00&p=6https://www.bilibili.com/video/BV1rdT6zQEMg/?spm_id_from=333.788.videopod.episodes&vd_source=e539f90574cdb0bc2bc30a8b5cb3fc00&p=6https://www.bilibili.com/video/BV1rdT6zQEMg/?spm_id_from=333.788.videopod.episodes&vd_source=e539f90574cdb0bc2bc30a8b5cb3fc00&p=6

一、NAT概述

1、私网IP地址

公网地址：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：

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

2、NAT技术原理

NAT（网络地址转换）通常部署在网络出口设备，如路由器或防火墙上，对IP数据报文中的IP地址进行转换。这是一种在现有网络中广泛部署的技术

NAT的典型应用场景：在私有网络内部（如园区、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将数据包的源地址转换成特定的公有地址；对于“从外到内的流量”，则对数据包的目的地址进行转换

通过私有地址的使用结合NAT技术，可以有效节约公网IPv4地址

二、静态NAT

1、静态NAT原理

静态NAT：每个私有地址与一个固定的公有地址对应，实现一对一映射。支持双向互访：私有地址访问Internet时，出口设备通过NAT转换为公有地址；外部网络访问内部网络时，NAT设备将公有地址转换成对应的私有地址

2、静态NAT配置介绍

 --1.接口视图下配置静态NAT:[Huawei-GigabitEthernet0/0/0]nat static global { global-address} inside {host-address}--2.系统视图下配置静态NAT:[Huawei]nat static global {global-address} inside {host-address}--在接口下使用nat static功能[Huawei-GigabitEthernet0/0/0]nat static enable

3、静态NAT配置示例

 [R1]interface GigabitEthernet0/0/1[R1-GigabitEthernet0/0/1]ip address 122.1.2.1 24[R1-GigabitEthernet0/0/1]nat static global 122.1.2.1 inside 192.168.1.1[R1-GigabitEthernet0/0/1]nat static global 122.1.2.2 inside 192.168.1.2[R1-GigabitEthernet0/0/1]nat static global 122.1.2.3 inside 192.168.1.3

三、动态NAT

1、动态NAT原理

动态NAT：为了避免静态NAT中一对一映射导致的地址浪费，动态NAT引入了地址池的概念。所有可用的公有地址构成一个地址池。内部主机访问外部网络时，从地址池中临时分配一个未使用的地址，并标记为“in use”。当主机停止访问外部网络时，所分配的地址被回收，并标记回“Not Use”。这种方法有效提高了公有地址的利用率

2、动态NAT配置介绍

 --创建地址池[Huawei]nat address-group /group-index /start-address /end-address  --地址编号、起始地址、结束地址--配置地址转换的ACL规则[Huawei]acl /number[Huawei-acl-basic-number]rule permit source /source-address /source-wildcard--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 ]         --关联acl与地址池进行动态转换，no-pat参数指定不进行端口转换

3、动态NAT配置示例

 [R1]nat address-group 1 122.1.2.1 122.1.2.3[R1]acl 2000[R1-acl-basic-2000]rule 5 permit source 192.168.1.0 0.0.0.255[R1-acl-basic-2000]quit[R1]interface g0/0/1[R1-GigabitEthernet0/0/1]nat outbound 2000 address-group 1 no-pat

四、NAPT、Easy-IP

1、NAPT原理

动态NAT使用地址池中的地址进行转换，不改变端口号，即N0-PAT（No-Port Address Translation），依旧保持公有地址与私有地址的1:1映射关系，无法提高公有地址利用率。

NAPT（Network Address and Port Translation）则在转换IP地址的同时转换端口号，实现公有地址与私有地址的1:n映射，有效提高公有地址利用率

2、NAPT配置示例

拓扑图：同上述动态NAT示例

 [R1]nat address-group 1 122.1.2.1 122.1.2.3[R1]acl 2000[R1-acl-basic-2000]rule 5 permit source 192.168.1.0 0.0.0.255[R1-acl-basic-2000]quit[R1]interface g0/0/1[R1-GigabitEthernet0/0/1]nat outbound 2000 address-group

3、Easy IP（使用最多的）

实现原理与NAPT相同，同时转换IP地址和传输层端口。区别在于EasyIP不使用地址池，而是直接使用接口地址作为转换后的公有地址

适用于没有固定公网IP地址的场景，如通过DHCP或PPPoE拨号获取动态地址的私有网络出口，可以直接用获取到的动态地址进行转换

4、Easy IP配置示例

 [R1]acl 2000[R1-acl-basic-2000]rule 5 permit source 192.168.1.0 0.0.0.255[R1-acl-basic-2000]quit[R1]interface GigabitEthernet0/0/1[R1-GigabitEthernet0/0/1]nat outbound 2000

五、NAT Server

1、NAT Server使用场景

实现内网服务器到公网的一对一映射，适用于私有网络中的服务器需要对公网提供服务的情况。
通过指定[公有地址:端口]与[私有地址:端口]的映射关系，外网主机可以通过访问[公有地址:端口]来实现对内网服务器的访问。

2、NAT Server配置示例

在R1上配置NAT Server将内网服务器192.168.1.10的8080端口映射到公有地址122.1.2.1的80端口

 [R1]interface GigabitEthernet0/0/1[R1-GigabitEthernet0/0/1]ip address 122.1.2.1 24[R1-GigabitEthernet0/0/1]nat server protocal tcp global 122.1.2.1 www inside 192.168.1.10 8080