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NAT（Network Address Translation，网络地址转换）是解决 IPv4 地址资源枯竭的关键技术，其核心作用是在私有网络（内部网络）与公共网络（外部网络）的边界设备上，对数据包的 IP 地址和端口信息进行转换，实现私有 IP 地址与公网 IP 地址的映射，从而让多个内部主机共享少量公网 IP 访问外部网络，或让外部网络访问内部特定服务。
一、NAT 核心原理概述
1. NAT 的核心作用
- 节省公网 IP 资源：通过端口复用（NAPT），多个内部主机可共享一个公网 IP。
- 隐藏内部网络结构：外部网络仅能看到 NAT 设备的公网 IP，无法直接获取内部主机的私有 IP，提升安全性。
- 灵活部署内部服务：通过端口映射（NAT Server），可将内部服务（如 Web、FTP）暴露给外部网络访问。
2. NAT 的主要类型及原理
华三设备支持的 NAT 类型与通用 NAT 分类一致，核心原理如下：
（1）静态 NAT（Static NAT）
- 原理：建立内部私有 IP 与公网 IP 的一对一永久映射（无端口参与）。即内部主机的私有 IP 固定对应一个公网 IP，双向通信时地址直接替换。
- 适用场景：需外部网络固定访问内部特定主机（如服务器），且内部主机需固定公网身份的场景。
（2）动态 NAT（Dynamic NAT）
- 原理：定义一个公网 IP 地址池，内部主机访问外部时，NAT 设备从地址池中动态分配公网 IP（一对一临时映射），会话结束后释放 IP 回地址池。
- 特点：内部主机数量可大于地址池容量（但同时在线主机数不能超过地址池大小），无端口复用，仅替换 IP。
- 适用场景：内部主机数较少，且需独立公网 IP 身份访问外部的场景。
（3）网络地址端口转换（NAPT，Network Address Port Translation）
- 原理：通过公网 IP + 端口的组合区分不同内部主机。即内部主机访问外部时，NAT 设备不仅替换源 IP 为指定公网 IP，还会替换源端口为唯一端口（端口范围通常为 1024-65535），并记录 “内部 IP: 端口→公网 IP: 端口” 的映射关系（NAT 表）。外部响应数据包通过公网 IP 和端口反向查询 NAT 表，转换为内部 IP 和端口。
- 特点：多个内部主机可共享一个公网 IP（通过端口区分），是最常用的 NAT 类型。
- 华三典型实现：Easy IP（基于接口公网 IP 的 NAPT）、地址池 NAPT（基于公网地址池的 NAPT）。
（4）NAT Server（端口映射 / 静态端口转换）
- 原理：将内部服务的 “私有 IP: 端口” 映射到公网 IP 的指定端口，外部主机访问公网 IP: 端口时，NAT 设备自动转换为内部 IP: 端口。
- 适用场景：向外部暴露内部服务（如 Web、邮件服务器），需指定协议（TCP/UDP）和端口。
3. NAT 的工作流程（以 NAPT 为例）
内部访问外部：
内部主机（如 192.168.1.10:1234）发送数据包到外部主机（如 203.0.113.1:80），数据包到达 NAT 设备。
NAT 设备查询配置规则（如 ACL 定义的内部网段），确认需转换后，从公网 IP（或地址池）中选择一个 IP（如 202.100.1.1），并分配一个唯一端口（如 5678），替换数据包的源 IP 和端口为 “202.100.1.1:5678”，同时在 NAT 表中记录映射关系：192.168.1.10:1234 → 202.100.1.1:5678。
转换后的数据包（源 IP:202.100.1.1:5678，目的 IP:203.0.113.1:80）被转发到外部网络。外部响应内部：
外部主机响应数据包（源 IP:203.0.113.1:80，目的 IP:202.100.1.1:5678）到达 NAT 设备。
NAT 设备查询 NAT 表，通过 “202.100.1.1:5678” 反向匹配到内部主机 “192.168.1.10:1234”，替换目的 IP 和端口为 “192.168.1.10:1234”，转发至内部主机。会话结束：
连接断开后，NAT 表项根据超时时间（如 TCP 默认 240 秒，UDP 默认 30 秒）自动删除，释放端口资源。
NAT实验
二，实验拓扑图
三、实验目的
1.按照图示配置 IP 地址
2.私网 A 通过 R1 接入到互联网，私网 B 通过 R3 接入到互联网
3.私网 A 内部存在 Vlan10 和 Vlan20，通过 R1 上单臂路由访问外部网络
4.私网 A 通过 NAPT 使 Vlan10 和 Vlan20 都能够使用 R1 的公网地址访问互联网
5.私网 B 通过在 R3 上配置 EASY IP 访问互联网
6.私网 A 配置 NAT SERVER 把 FTPA 的 FTP 服务发布到公网，使 PCB 可以访问
四、实验步骤
步骤一：配置IP地址
R1：仅举例一个
[H3C]sysn R1
[R1]int g0/0
[R1-GigabitEthernet0/0]ip add 100.1.1.1 24
[R1-GigabitEthernet0/0]int g0/1
[R1-GigabitEthernet0/1]quit
步骤二：私网 A 内部单臂路由配置
[R1]int g0/0.1
[R1-GigabitEthernet0/0.1]vlan-type dot1q vid 10
[R1-GigabitEthernet0/0.1]ip add 192.168.1.254 24
[R1-GigabitEthernet0/0.1]int g0/0.2
[R1-GigabitEthernet0/0.2]vlan-type dot1q vid 20
[R1-GigabitEthernet0/0.2]ip add 192.168.2.254 24
[R1-GigabitEthernet0/0.2]quit
步骤三：私网 A 通过 NAPT 使 Vlan10 和 Vlan20 都能够使用 R1 的公网地址访问互联网
分析：根据需求得知，ACL 需要配置允许 192.168.1.0/24 和 192.168.2.0/24 网段；私网 A 只有 1 个公网地址可用，意味着创建的 NAT 地址池起始和结束地址就都是 100.1.1.1
1.R1 上创建基本 ACL，允许 192.168.1.0/24 和 192.168.2.0/24 网段
[R1]acl basic 2000
[R1-acl-ipv4-basic-2000]rule permit source 192.168.1.0 0.0.0.255
[R1-acl-ipv4-basic-2000]rule permit source 192.168.2.0 0.0.0.255
2.R1 上创建 NAT 地址池，设置公网地址
[R1]nat address-group 1
[R1-address-group-1]address 100.1.1.1 100.1.1.1
3.在 R1 的公网接口上配置 NAPT
[R1]interface g0/1
[R1-GigabitEthernet0/1]nat outbound 2000 address-group 1
步骤四：私网 B 通过在 R3 上配置 EASY IP 访问互联网
分析：根据需求得知，ACL 需要配置允许 192.168.1.0/24 网段；使用 EASY IP，就无需配置 NAT 地址池，直接在公网接口上配置即可，EASY IP 会自动识别公网接口的 IP 地址
1.R3 上创建基本 ACL，允许 192.168.1.0/24 网段
[R3]acl basic 2000
[R3-acl-ipv4-basic-2000]rule permit source 192.168.1.0 0.0.0.255
步骤 2：在 R3 的公网接口上配置 EASY IP
[R3]interface g0/0
[R3-GigabitEthernet0/0]nat outbound 2000
步骤五：私网 A 配置 NAT SERVER 把 FTPA 的 FTP 服务发布到公网，使 PCB 可以访问
分析：根据需求得知，需要发布 FTPA 的 FTP 服务，也就是把 R1 的公网地址的 20 和 21 端口映射到 FTPA 的私网地址
1.在FTP-A配置FTP服务：
[FTPA]ftp server enable
[FTPA]local-user maoqi class manage
New local user added.
[FTPA-luser-manage-maoqi]password simple 123456789a
[FTPA-luser-manage-maoqi]service-type ftp
[FTPA-luser-manage-maoqi]authorization-attribute user-role level-15
[FTPA-luser-manage-maoqi]quit
2.在 R1 的公网接口上配置 NAT SERVER，映射端口 20 和 21（ftp的端口号）
##配置NAT Server（TCP协议，公网IP:端口→内部IP:端口）
[R1-gabitEthernet0/1]nat server protocol tcp globalcurrent-interface 20 21 inside 192.168.1.1 20 21