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网络技术中的NAT地址转换技术，一分钟了解下

时间：2019-12-04 11:11:31 来源：作者：

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一、要求

1.在cisco1、2、3上完成基本的配置，根据拓扑

2.在cisco2上完成NAT的基本配置

3.理解静态NAT，动态NAT和PAT的原理

二、拓扑

三、配置步骤

设备从左到右分别为1-3

1、配置每个设备的名称和接口的ip地址

cisco1(config)#interface serial 0

cisco1(config-if)#ip address 192.168.12.1 255.255.255.0

cisco1(config-if)#ip address 192.168.12.2 255.255.255.0 secondary

注：配置辅助ip地址。

cisco1(config-if)#ip address 192.168.12.3 255.255.255.0 secondary

cisco1(config-if)#no sh

cisco2(config)#interface serial 0

cisco2(config-if)#ip address 192.168.12.254 255.255.255.0

cisco2(config-if)#no shutdown

cisco2(config-if)#clock rate 64000

cisco2(config)#interface serial 1

cisco2(config-if)#ip add 192.168.23.2 255.255.255.0

cisco2(config-if)#no shutdown

cisco2(config-if)#clock rate 64000

cisco2(config-if)#exit

cisco3(config)#interface serial 1

cisco3(config-if)#ip add 192.168.23.3 255.255.255.0

cisco3(config-if)#no shutdown

cisco3(config-if)#exit

2、在cisco2上完成静态NAT的配置。

cisco2(config)#ip nat inside source static 192.168.12.1 192.168.23.4

注：Inside关键字指定内部源本地ip地址转换成内部全局ip地址。当数据由内向外是转换是源地址。回应时转换的是目标地址。静态NAT转换一对一。内部局部地址：在内部网络使用的地址。内部全局地址：用来代替一个或多个本地地址的，对外的，向NIC注册过的地址。

cisco2(config)#interface serial 0

cisco2(config-if)#ip nat inside-----------指定了s0接口在内部。

cisco2(config-if)#int s 1

cisco2(config-if)#ip nat out--------------指定s1接口在外部。

cisco2(config-if)#end

cisco2#debug ip nat

IP NAT debugging is on

cisco1#ping 192.168.23.3

Type escape sequence to abort.

Sending 5, 100-byte ICMP Echos to 192.168.23.3, timeout is 2 seconds:

.....

Success rate is 0 percent (0/5)

注：用本地地址192.168.12.1 Ping 192.168.23.3,结果没有ping通，为什么？

cisco2#show ip nat translations

注：查看cisco2上是否有地址转换的NAT表。

cisco1(config)#ip route 192.168.23.0 255.255.255.0 serial 0

cisco1(config)#end

注：为cisco1上加上去往cisco3的路由。

cisco1#ping 192.168.23.3

Type escape sequence to abort.

Sending 5, 100-byte ICMP Echos to 192.168.23.3, timeout is 2 seconds:

!!!!!

注：可以ping 通说明加上了路由可以让数据发出去也能回来。

Success rate is 100 percent (5/5), round-trip min/avg/max = 68/74/88 ms

cisco1#ping---------------使用扩展ping。

Protocol [ip]:

Target IP address: 192.168.23.3

Repeat count [5]: 50----------发送50数据包。

Datagram size [100]:

Timeout in seconds [2]:

Extended commands [n]: ----------------这里不使用扩展的命令，直接回车。表示使用主ip地址192.168.12.1来ping192.168.23.3。

Sweep range of sizes [n]:

Type escape sequence to abort.

Sending 50, 100-byte ICMP Echos to 192.168.23.3, timeout is 2 seconds:

!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!

Terminal-Server#2-----------快速切换到cisco2上。来查看具体的转换过程。

[Resuming connection 2 to cisco2 ... ]

00:18:28: NAT*: s=192.168.12.1->192.168.23.4, d=192.168.23.3 [38]

00:18:28: NAT*: s=192.168.23.3, d=192.168.23.4->192.168.12.1 [38] 省略…

注：第一个条目是将源地址进行转化。那第二个条目是将目的地址进行转化。

cisco2#show ip nat translations

Pro Inside global Inside local Outside local Outside global

--- 192.168.23.4 192.168.12.1 --- ---

注：建立了NAT表，当有流量符合这个匹配规则时就会两个地址进行转换。

2、在cisco2上完成动态NAT的配置。

cisco2(config)#no ip nat inside source static 192.168.12.1 192.168.23.4------------将原来的静态NAT的条目删除。

若不能删除请执行命令：clear ip nat tran *

cisco2(config)#access-list 1 permit 192.168.12.0 0.0.0.255

注：通过使用用户访问控制列表来定义本地地址池。

cisco2(config)#ip nat pool cisco 192.168.34.1 192.168.34.2 p 24

注：通过使用用户访问控制列表来定义本地地址池。

cisco2(config)#ip nat inside source list 1 pool cisco

注：定义公有地址池，命名为cisco。地址的范围是192.168.34.1到192.168.34.2，子网掩码用前缀表示24。也可以使用关键字network+具体的网段。

3、用192.168.12.1 ping 192.168.23.3

cisco1#ping 192.168.23.3

Type escape sequence to abort.

Sending 5, 100-byte ICMP Echos to 192.168.23.3, timeout is 2 seconds:

.....

Success rate is 0 percent (0/5)

注：当数据包到达cisco2时会将192.168.12.1转化成192.168.34.1，这时cisco3会收到这个数据包，因为目的地址没变。但cisco3给cisco1回应时，将以192.168.34.1为目的地址，这是在cisco3上没有相关的路由条目。

cisco3(config)#ip route 192.168.34.0 255.255.255.0 s 1

注：在cisco3上配置去往cisco1上公有地址的路由。

cisco1#ping

Protocol [ip]:

Target IP address: 192.168.23.3

Repeat count [5]: 50

Sending 50, 100-byte ICMP Echos to 192.168.23.3, timeout is 2 seconds:

!!!!!!!!!!!!!!! ------------------Ping通说明路由添加正确。

Terminal-Server#2

[Resuming connection 2 to cisco2 ... ]

01:16:55: NAT*: s=192.168.12.1->192.168.34.1, d=192.168.23.3 [134]

01:16:55: NAT*: s=192.168.23.3, d=192.168.34.1->192.168.12.1 [134]

省略…

cisco2#show ip nat tr

Pro Inside global Inside local Outside local Outside global

--- 192.168.34.1 192.168.12.1 --- ---

4、用192.168.12.2 ping 192.168.23.3

cisco1#ping

Protocol [ip]:

Target IP address: 192.168.23.3

Repeat count [5]: 20

Datagram size [100]:

Timeout in seconds [2]:

Extended commands [n]: y

Source address or interface: 192.168.12.2

Sending 20, 100-byte ICMP Echos to 192.168.23.3, timeout is 2 seconds:

Packet sent with a source address of 192.168.12.2

!!!!!!!!!!

注：要求使用扩展的命令。可以选择详细的参数。比如这里可以使用辅助的ip地址。使用cisco1接口s0的辅助ip地址来作为源地址。

Terminal-Server#2

[Resuming connection 2 to cisco2 ... ]

01:35:02: NAT*: s=192.168.12.2->192.168.34.2, d=192.168.23.3 [22]

01:35:02: NAT*: s=192.168.23.3, d=192.168.34.2->192.168.12.2 [22]

省略…

注：源地址192.168.12.2转换成192.168.34.2。很明显调用了第2个公有地址。

cisco2#show ip nat tr

Pro Inside global Inside local Outside local Outside global

--- 192.168.34.1 192.168.12.1 --- ---

--- 192.168.34.2 192.168.12.3 --- ---

5、用192.168.12.3 ping 192.168.23.3

cisco1#ping

Protocol [ip]:

Target IP address: 192.168.23.3

Repeat count [5]: 20

Extended commands [n]: y

Source address or interface: 192.168.12.3-------------用第3个私有地址来ping192.168.23.3。

Sending 20, 100-byte ICMP Echos to 192.168.23.3, timeout is 2 seconds:

Packet sent with a source address of 192.168.12.3

U.U.U.U.U.--------------结果不能ping通到目的。

Terminal-Server>2

[Resuming connection 2 to cisco2 ... ]

00:22:02: NAT: translation failed (A), dropping packet s=192.168.12.3 d=192.168.23.3

00:22:02: NAT: translation failed (A), dropping packet s=192.168.12.3 d=192.168.23.3

省略…

注：从调试的信息中可以查找出不能ping通的原因。是因为地址转换的失败而丢包。

cisco2#show ip nat tr--通过显示NAT表也可以发现没有192.168.12..3的条目。

Pro Inside global Inside local Outside local Outside global

--- 192.168.34.1 192.168.12.1 --- ---

--- 192.168.34.2 192.168.12.2 --- ---

解决的方法： 1、清除NAT表中的条目，将公有地址池中的公有地址释放出来。

2、将NAT超时时间改小，让被转换的目标地址能在短时间内得到释放。请大家自己研究

cisco2#clear ip nat tr *

cisco2#show ip nat tr

Terminal-Server>1

[Resuming connection 1 to r4 ... ]

cisco1#ping

Protocol [ip]:

Target IP address: 192.168.23.3

Extended commands [n]: y

Source address or interface: 192.168.12.3

Sending 5, 100-byte ICMP Echos to 192.168.23.3, timeout is 2 seconds:

Packet sent with a source address of 192.168.12.3

!!!!!-------又可以ping通对端。

Terminal-Server>2

[Resuming connection 2 to cisco2 ... ]

00:46:21: NAT: s=192.168.12.3->192.168.34.2, d=192.168.23.3 [55]

00:46:21: NAT*: s=192.168.23.3, d=192.168.34.2->192.168.12.3 [55]

省略…

注：调试所显示的转换过程。

cisco2#sh ip nat tr

Pro Inside global Inside local Outside local Outside global

--- 192.168.34.2 192.168.12.3 --- ---

注：NAT表中有了转换的条目。

6、配置PAT

cisco2(config)#no ip nat pool cisco 192.168.34.1 192.168.34.2 prefix-length 24

cisco2(config)#ip nat pool cisco 192.168.34.1 192.168.34.1 prefix-length 24

cisco2(config)#no ip nat inside source list 1 pool cisco

cisco2(config)#ip nat inside source list 1 pool cisco overload

7、在cisco1用192.168.12.1上ping 192.168.23.3

cisco1#ping 192.168.23.3

Type escape sequence to abort.

Sending 5, 100-byte ICMP Echos to 192.168.23.3, timeout is 2 seconds:

!!!!!

Success rate is 100 percent (5/5), round-trip min/avg/max = 68/71/80 ms

Terminal-Server>2

[Resuming connection 2 to cisco2 ... ]

01:01:55: NAT*: s=192.168.12.1->192.168.34.1, d=192.168.23.3 [74]

01:01:55: NAT*: s=192.168.23.3, d=192.168.34.1->192.168.12.1 [74]

省略…

cisco2#sh ip nat tr

Pro Inside global Inside local Outside local Outside global

Icmp 192.168.34.1:6 192.168.12.1:6 192.168.23.3:6 192.168.23.3:6

注：由于发送的ping包，所以显示转换的是icmp协议。随机产生端口号6。

cisco2#

01:02:55: NAT: expiring 192.168.34.1 (192.168.12.1) icmp 6 (6)

注：约1分钟的时间释放地址转换的空间。

cisco2# sh ip nat translations----查找NAT，表中没有任何的转换条目。

cisco2#

8、在cisco1用192.168.12.2上ping 192.168.23.3

cisco1#ping

Protocol [ip]:

Target IP address: 192.168.23.3

Extended commands [n]: y

Source address or interface: 192.168.12.2

Type escape sequence to abort.

Sending 5, 100-byte ICMP Echos to 192.168.23.3, timeout is 2 seconds:

Packet sent with a source address of 192.168.12.2

!!!!!

Terminal-Server>2

[Resuming connection 2 to r5 ... ]

01:03:37: NAT: s=192.168.12.2->192.168.34.1, d=192.168.23.3 [75]

01:03:37: NAT*: s=192.168.23.3, d=192.168.34.1->192.168.12.2 [75]

省略…

cisco2#sh ip nat tr

Pro Inside global Inside local Outside local Outside global

icmp 192.168.34.1:7 192.168.12.2:7 192.168.23.3:7 192.168.23.3:7

注：端口号已改为7。

cisco2#

01:04:37: NAT: expiring 192.168.34.1 (192.168.12.2) icmp 7 (7)

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