NAT转换详解

在互联网的世界中,网络地址转换(NAT,Network Address Translation)是一个非常常见的概念。NAT起到了连接公司或家庭网络到互联网的作用,它的主要作用是把私有地址转换为公用地址,或者反过来。NAT转换可以有不同的类型,包括静态NAT、动态NAT、PAT等等,下面将对这些不同种类进行详细的介绍。

一、静态NAT

静态NAT是指将一个内部网络IP地址映射到互联网上的固定地址,如下面的代码:

ip nat inside
ip nat outside
ip nat inside source static 192.168.1.100 52.18.158.72

在上面的代码中,前两行表明了内部网络和外部网络的IP地址类型,第三行表明了将内部网络中的IP地址192.168.1.100转换为互联网上的地址52.18.158.72。也就是说,在静态NAT中,指定的内部IP地址总是映射到同一个外部IP地址,适用于需要长期连接的服务。

二、动态NAT

动态NAT是指将内部私有IP地址映射为互联网上的随机可用的公有IP地址。通常用在客户端网络上,一个IP地址可以映射到多个公有IP地址上,如下面的代码:

ip nat inside
ip nat outside
ip nat pool dynamicPool 192.168.1.10 192.168.1.200 prefix-length 24
ip nat inside source list tcp_list pool dynamicPool
ip access-list tcp_list permit tcp any any eq 80
ip access-list tcp_list permit tcp any any eq 443

在上面的代码中,前面两行和静态NAT是一样的,第三行使用了动态NAT池来设置公有IP地址,范围是192.168.1.10到192.168.1.200,prefix-length指定为24位,即子网掩码为255.255.255.0。第四行将tcp_list的列表映射到动态NAT池dynamicPool中,确定了使用动态NAT。第五、六行指明了允许的TCP端口号,也就是说,只有HTTP和HTTPS协议才会被映射到一个公有IP地址。

三、PAT(Port Address Translation)

PAT与NAT的区别在于,它是在端口层面上进行转换的。PAT既可以是静态的,也可以是动态的,其实现方式类似于动态NAT,如下面的代码所示:

ip nat inside
ip nat outside
ip nat inside source static tcp 192.168.1.100 80 52.18.158.72 8888
ip nat inside source list tcp_port_pool interface GigabitEthernet0/0 overload
ip access-list tcp_port_pool permit tcp any any eq 80
ip access-list tcp_port_pool permit tcp any any eq 443

在上面的代码中,第三行使用了静态PAT,将内部IP地址192.168.1.100的80端口映射到了52.18.158.72的8888端口。第四行实现了动态PAT池,使用了GigabitEthernet0/0接口,重载允许多个内部IP地址映射到同一个公有IP地址。第五、六行同样指明了允许HTTP和HTTPS协议连接到公有IP地址上。

四、总结

通过上面的讲解,我们了解了NAT转换的三个主要类型:静态NAT、动态NAT、PAT。静态NAT适用于长期连接的服务,动态NAT适用于客户端网络,PAT则是在端口层面上进行转换。在实际应用中,我们需要考虑到各种因素,包括连接数、连接时间等等,才能选择合适的转换类型。

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