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NAT实验讲义

一. 实验目的
本实验的目的是通过配置静态地址传输，动态地址传输，让学员对NAT的工作原理有初步的认识，掌握NAT在路由器上的配置方法，对NAT在网络上的应用有更深的了解。

二. 实验原理
1． 什么是NAT？
NAT即Network Address Translation,它可以让那些使用私有地址的内部网络连接到Internet或其它IP网络上。NAT路由器在将内部网络的数据包发送到公用网络时，
在IP包的报头把私有地址转换成合法的IP地址。
2．在NAT实验中需要理解的术语：
1） 内部局部地址（Inside Local）：在内部网络中分配给主机的私有IP地址。
2） 内部全局地址（Inside Global）：一个合法的IP地址，它对外代表一个或多个内部局部IP地址。
3） 外部全局地址（Outside Global）：由其所有者给外部网络上的主机分配的IP地址。
4） 外部局部地址（Outside Local）：外部主机在内部网络中表现出来的IP地址。
3．NAT的优点和缺点：
NAT的优点:
(1) 对于那些家庭用户或者小型的商业机构来说，使用NAT可以更便宜，更有效率地接入Internet。
(2) 使用NAT可以缓解目前全球IP地址不足的问题。
(3) 在很多情况下，NAT能够满足安全性的需要。
(4) 使用NAT可以方便网络的管理，并大大提高了网络的适应性。
NAT的缺点:
(1) NAT会增加延迟,因为要转换每个数据包包头的IP地址,自然要增加延迟.
(2) NAT会使某些要使用内嵌地址的应用不能正常工作.

4．NAT的工作原理：
当内部网络中的一台主机想传输数据到外部网络时，它先将数据包传输到NAT路由器上，路由器检查数据包的报头，获取该数据包的源IP信息，并从它的NAT映射表中找出与该IP匹配的转换条目，用所选用的内部全局地址（全球唯一的IP地址）来替换内部局部地址，并转发数据包。
当外部网络对内部主机进行应答时，数据包被送到NAT路由器上，路由器接收到目的地址为内部全局地址的数据包后，它将用内部全局地址通过NAT映射表查找出内部局部地址，然后将数据包的目的地址替换成内部局部地址，并将数据包转发到内部主机。
5．NAT配置中的常用命令：
ip nat {inside|outside}：接口配置命令。以在至少一个内部和一个外部接口上启用NAT。
ip nat inside source static local-ip global-ip：全局配置命令。在对内部局部地址使用静态地址转换时，用该命令进行地址定义。
access-list access-list-number {permit|deny} local-ip-address：使用该命令为内部网络定义一个标准的IP访问控制列表。
ip nat pool pool-name start-ip end-ip netmask netmask [type rotary]：使用该命令为内部网络定义一个NAT地址池。
ip nat inside source list access-list-number pool pool-name [overload]：使用该命令定义访问控制列表与NAT内部全局地址池之间的映射。
ip nat outside source list access-list-number pool pool-name [overload]：使用该命令定义访问控制列表与NAT外部局部地址池之间的映射。
ip nat inside destination list access-list-number pool pool-name：使用该命令定义访问控制列表与终端NAT地址池之间的映射。
show ip nat translations：显示当前存在的NAT转换信息。
show ip nat statistics：查看NAT的统计信息。
show ip nat translations verbose：显示当前存在的NAT转换的详细信息。
debug ip nat：跟踪NAT操作，显示出每个被转换的数据包。
Clear ip nat translations *:删除NAT映射表中的所有内容.

三. 实验设备
Cisco路由器两部，带超级终端的PC机三台，Cisco集线器两台。

四. 实验步骤
（一） 静态NAT，单向动态NAT和PAT:

1、配置路由器端口的IP地址，并在RouterB和RouterC上配置到202.116.78.0网段的静态路由。
2、在RouterA上分别为RouterB和RouterC配置一条到达内部全局地址的静态路由。完成配置后使用show ip route，show interface，show running-configuration查看路由配置的正确性。
RouterA#config t
RouterA(config)#ip route 202.116.65.0 255.255.255.0 202.116.64.1
RouterA(config)#ip route 202.116.67.0 255.255.255.0 202.116.66.1
3、在RouterA的f0端口配置ACL过滤掉所有私有地址。
（1）静态NAT：
以RouterB为例
RouterB#config t
RouterB(config)# ip nat inside source static 10.0.1.2 202.116.65.1
RouterB(config)int f0
RouterB(config-if)#ip nat inside
RouterB(config-if)#int s0
RouterB(config-if)#ip nat outside
查看静态NAT的配置：
RouterB#show ip nat translations
RouterB#show ip nat statistics
RouterB#show ip nat translations verbose
RouterB#debug ip nat
检验静态NAT：
在Host_1上ping 202.116.65.1是否成功？
在Host_3上ping Host_1是否成功？
现在再由Host_1 ping 202.116.65.1是否成功？
为什么？
（2）动态NAT（先删除静态NAT的配置）：
以RouterB为例NAT
RouterB#config t
RouterB(config)# ip nat pool CISCO 202.116.65.1 202.116.65.254 netmask 255.255.255.0
RouterB(config)# access-list 1 permit 10.0.1.2 0.0.0.255
RouterB(config)#ip nat inside source list 1 pool CISCO
RouterB(config)#int f0
RouterB(config-if)#ip nat inside
RouterB(config-if)#int s0
RouterB(config-if)#ip nat outside
用（1）中的命令查看动态NAT的配置。
检验动态NAT。
（3）PAT（删除所有NAT配置，保留ACL的配置）：
以RouterB为例
RouterB(config)#int loop0
RouterB(config-if)#ip address 202.116.65.1 255.255.255.0
RouterB(config-if)#no shut
RouterB(config)#ip nat inside source list 1 interface loop0 overload
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