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路由器在網(wǎng)絡(luò)地址轉(zhuǎn)換中的應(yīng)用

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隨著互聯(lián)網(wǎng)以爆炸性的速度迅速膨脹，IP地址短缺及路由規(guī)模越來越大的問題日益凸顯出來 。為了解決這些問題，人們想出了多種解決方案 。其中網(wǎng)絡(luò)地址轉(zhuǎn)換(Network Address Translation，NAT)就是一種在當(dāng)前網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下比較有效的解決方法之一 。
NAT的三種應(yīng)用
所謂網(wǎng)絡(luò)地址轉(zhuǎn)換是指在一個(gè)企業(yè)網(wǎng)絡(luò)內(nèi)部，根據(jù)需要隨意自定義IP地址（不需要經(jīng)過申請(qǐng)），即內(nèi)部IP地址 。在本組織內(nèi)部，各計(jì)算機(jī)間通過內(nèi)部IP地址進(jìn)行通信 。當(dāng)組織內(nèi)部的計(jì)算機(jī)要與外部網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行通信時(shí)，具有NAT功能的設(shè)備（如路由器）負(fù)責(zé)將其內(nèi)部IP地址轉(zhuǎn)換為外部IP地址，即以該組織申請(qǐng)的合法IP地址進(jìn)行通信 。簡(jiǎn)而言之，NAT就是通過某種方式將IP地址進(jìn)行轉(zhuǎn)換 。在網(wǎng)絡(luò)中NAT有以下幾種應(yīng)用：
1. 連接Internet，但不想讓網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的所有計(jì)算機(jī)都擁有一個(gè)真正的Internet IP地址 。這時(shí)借助NAT可以將申請(qǐng)的合法IP地址統(tǒng)一治理，當(dāng)內(nèi)部的計(jì)算機(jī)需要和互聯(lián)網(wǎng)通信時(shí)，動(dòng)態(tài)或靜態(tài)地將內(nèi)部IP地址轉(zhuǎn)換為合法的IP地址 。
2. 假如不想讓外部網(wǎng)絡(luò)了解內(nèi)部的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，可以通過NAT將內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)與外部隔離開，外部用戶根本不知道內(nèi)部IP地址 。
3. 申請(qǐng)的合法IP地址很少，而內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)用戶很多 。此時(shí)，可以通過NAT實(shí)現(xiàn)多個(gè)用戶同時(shí)共用一個(gè)合法IP地址與外部網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行通信 。
通過路由器實(shí)現(xiàn)NAT，要求路由器至少要有一個(gè)Inside(內(nèi)部)端口和一個(gè)Outside(外部)端口 。內(nèi)部端口連接的網(wǎng)絡(luò)內(nèi)用戶使用私有IP地址，即內(nèi)部端口連接內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)，且內(nèi)部端口可以與任意一個(gè)中心交換機(jī)交換端口相聯(lián)(一般為RJ45口) 。外部端口連接的是外部網(wǎng)絡(luò)，如Internet 。外部端口也可以與電信提供的光纖(需轉(zhuǎn)換到RJ45接口)線路相聯(lián) 。
一般來講，NAT設(shè)置在內(nèi)部網(wǎng)與外部公用網(wǎng)連接處的路由器上 。當(dāng)IP數(shù)據(jù)包離開內(nèi)部網(wǎng)時(shí)，NAT負(fù)責(zé)將內(nèi)部IP地址轉(zhuǎn)換成合法IP地址 。當(dāng)IP數(shù)據(jù)包進(jìn)入內(nèi)部網(wǎng)時(shí)，NAT將合法IP目的地址轉(zhuǎn)換成內(nèi)部IP地址 。
這里要非凡注重，啟用NAT功能的路由器，一定不能將內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)路由信息廣播到外部 。
NAT轉(zhuǎn)換配置實(shí)例
NAT設(shè)置分為靜態(tài)地址轉(zhuǎn)換（Static NAT）、動(dòng)態(tài)地址轉(zhuǎn)換（Dynamic NAT）、復(fù)用（overloading）動(dòng)態(tài)地址轉(zhuǎn)換 。下面分別講述這幾種方式的配置方法:
1．靜態(tài)地址轉(zhuǎn)換配置 這里將內(nèi)部本地地址與內(nèi)部合法地址進(jìn)行一對(duì)一的轉(zhuǎn)換，且需要指定和哪個(gè)合法地址進(jìn)行轉(zhuǎn)換 。假如內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)有E-mail或FTP等可以為外部用戶提供服務(wù)的服務(wù)器，這些服務(wù)器的IP地址必須采用靜態(tài)地址轉(zhuǎn)換，以便外部用戶可以使用這些服務(wù) 。
實(shí)例中主機(jī)（10.1.1.2）連接到路由器以太網(wǎng)口（網(wǎng)關(guān)：10.1.1.1/24）上，路由器配置NAT，并將源IP地址10.1.1.2轉(zhuǎn)換為195.1.1.100 。如圖1所示:
以下是通過路由器的“Show Running”命令顯示的正在運(yùn)行的實(shí)時(shí)配置信息：
BITWAY：
hostname Router
!
interface FastEthernet0/0
ip address 10.1.1.1 255.255.255.0
ip nat inside //配置NAT內(nèi)部接口
!
interface Serial1/0
ip address 195.1.1.1 255.255.255.0
clock rate 64000
ip nat outside //配置NAT外部接口
!
ip nat enable
ip nat inside source static 10.1.1.2 195.1.1.100 //建立靜態(tài)地址轉(zhuǎn)換
ip route 0.0.0.0 0.0.0.0 Serial 1/0
end
2．動(dòng)態(tài)地址轉(zhuǎn)換配置 將本地地址與內(nèi)部合法地址進(jìn)行一對(duì)一轉(zhuǎn)換，但是是從內(nèi)部合法地址池中動(dòng)態(tài)地選擇一個(gè)未使用的地址對(duì)內(nèi)部本地地址進(jìn)行轉(zhuǎn)換 。
實(shí)例中多臺(tái)主機(jī)（10.1.1.x）通過交換設(shè)備連接到路由器以太網(wǎng)口（網(wǎng)關(guān)：10.1.1.1/24）上，路由器配置動(dòng)態(tài)NAT，指定轉(zhuǎn)換地址池Test范圍：195.1.1.3～195.1.1.10，并將源IP地址10.1.1.x轉(zhuǎn)換為地址池規(guī)定的地址 。如圖2所示：

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