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1、NAT
1.1 为什么要有NAT
1.2 NAT概述
1.3 私有IP地址
1.4 静态NAT/动态NAT
2、PAT
2.1 PAT概述
2.2 静态PAT/动态PAT 1、NAT
1.1 为什么要有NAT
我们都知道IP v4的地址由32位#xff08;4个字节#xff09;组成#xff0c;因此地址空间中只有4,294,967,296…目录
1、NAT
1.1 为什么要有NAT
1.2 NAT概述
1.3 私有IP地址
1.4 静态NAT/动态NAT
2、PAT
2.1 PAT概述
2.2 静态PAT/动态PAT 1、NAT
1.1 为什么要有NAT
我们都知道IP v4的地址由32位4个字节组成因此地址空间中只有4,294,967,2962个地址。不过一些地址是为特殊用途所保留的如专用网络约1800万个地址和多播地址约2.7亿个地址这减少了可在互联网上路由的地址数量。随着地址不断被分配给最终用户IPv4地址枯竭问题也在随之产生。由 IANA 管理的 IPv4 位址于 2011 年 1 月 31 日完全用尽。
所以为了缓解IP地址枯竭节省地址空间的需要出现了NAT即网络地址转换技术。
1.2 NAT概述
出于安全和节省地址空间的需要内部网络的终端只分配私有IP地址但私有IP地址无法与公网中的终端进行通信所以需要为内网终端分配一个公共网络可以识别的全球IP地址以实现内外网的通信。在通信过程中边界路由器连接内网和外网的路由器实现私有IP地址和全球IP地址的转换这就是NAT技术。 如图所示边界路由器R根据内外网的地址转换来实现终端A和终端B的通信。
我们通常将内部网络使用的地址叫做私有地址将外部网络使用的地址叫全球地址。 内部本地地址内部网络终端使用的本地地址内部全球地址内部网络终端使用的全球地址外部本地地址外部网络终端使用的本地地址外部全球地址外部网络终端使用的全球地址 1.3 私有IP地址
内部网络使用的私有地址和公共网络使用的全球地址不能重复 10.0.0.0/8即10.0.0.0~10.255.255.255 172.16.0.0/12即172.16.0.0~172.31.255.255 192.168.0.0/16 即192.168.0.0~192.168.255.255 为什么不同的内部网络可以使用相同的私有地址 因为内部网络使用的私有地址对外是透明的是不可见的两个使用相同私有地址空间的内部网络相互通信看到的也都是对方经过转换后的全球IP地址。 1.4 静态NAT/动态NAT
静态NAT是一对一的一个私有IP固定对应到一个公网IP上实现地址的转换直接写死动态NAT提出了地址池的概念将一个范围内可用的公网IP放进地址池中当内部主机访问外部网络时为其临时分配一个地址池中未使用的地址当该主机不再访问外部网络时回收分配的地址。因此内部网络的私有IP地址转换为公用IP地址时IP地址对是不确定的。当地址池中的IP地址已经被分配完之后内部终端想要与外部通信路由器会丢弃该数据包 动态NAT必须是内部网络终端发起会话请求只能实现单向会话
静态NAT可以实现双向会话
2、PAT
2.1 PAT概述
如果同时有多个内部网络终端想要访问Internet中的服务器而全球IP地址只有一个的情况下我们就使用PAT端口地址转换来实现让这些内部终端使用同一个IP地址用不同的端口号来区分。 边界路由器在用全球IP取代私有IP时必须用内部网络内唯一的源端口号取代IP分组的原始源端口号在地址转换表中记录将源IP地址、源端口号、全球地址、目的端口号绑定在一起。
当服务器的回应IP分组到达路由器时通过目的端口号查找转换表找到对应项再用源IP地址、源端口号替换目的IP地址、目的端口号将IP分组继续转发给内部网络。
说到底就是内部外部的IP地址及端口号的转换 不同的终端可能用相同的源端口号来标识终端内的进程所以边界路由器必须用内部网络内唯一的源端口号取代IP分组中的原始源端口号以此实现用源端口号唯一表示内部网络内终端的目的。 2.2 静态PAT/动态PAT
静态PAT需要手工配置建立地址转换表实现某个本地IP和内部网络内唯一端口号之间的映射直接写死动态PAT多个用户同时用一个地址时路由器用上层的TCP或UDP的端口等唯一标识某个地址。地址转换表中的每一项和某个会话绑定在一起在会话开始时创立转换项会话结束时删除该转换项。每一个会话用源和目的IP地址、源和目的端口号作唯一标识。 网上搜了很多资料说PAT是NAT的一部分就是当只有一个全球IP地址而内部网络中又有多个终端想要与外网通信时NAT也无法实现一对一分配IP地址所以使用PAT用端口号来进行进一步的区分。
