防火墻·什么是NAT

    NAT英文全稱是“Network Address Translation”，中文意思是“網(wǎng)絡(luò)地址轉(zhuǎn)換”，它是一個(gè)IETF(Internet Engineering Task Force, Internet工程任務(wù)組)標(biāo)準(zhǔn)，允許一個(gè)整體機(jī)構(gòu)以一個(gè)公用IP（Internet Protocol）地址出現(xiàn)在Internet上。顧名思義，它是一種把內(nèi)部私有網(wǎng)絡(luò)地址（IP地址）翻譯成合法網(wǎng)絡(luò)IP地址的技術(shù)。如圖

    簡(jiǎn)單的說(shuō)，NAT就是在局域網(wǎng)內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)中使用內(nèi)部地址，而當(dāng)內(nèi)部節(jié)點(diǎn)要與外部網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行通訊時(shí)，就在網(wǎng)關(guān)（可以理解為出口，打個(gè)比方就像院子的門一樣）處，將內(nèi)部地址替換成公用地址，從而在外部公網(wǎng)（internet）上正常使用，NAT可以使多臺(tái)計(jì)算機(jī)共享Internet連接，這一功能很好地解決了公共IP地址緊缺的問(wèn)題。通過(guò)這種方法，您可以只申請(qǐng)一個(gè)合法IP地址，就把整個(gè)局域網(wǎng)中的計(jì)算機(jī)接入Internet中。這時(shí)，NAT屏蔽了內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)，所有內(nèi)部網(wǎng)計(jì)算機(jī)對(duì)于公共網(wǎng)絡(luò)來(lái)說(shuō)是不可見(jiàn)的，而內(nèi)部網(wǎng)計(jì)算機(jī)用戶通常不會(huì)意識(shí)到NAT的存在。如圖2所示。這里提到的內(nèi)部地址，是指在內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)中分配給節(jié)點(diǎn)的私有IP地址，這個(gè)地址只能在內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)中使用，不能被路由（一種網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，可以實(shí)現(xiàn)不同路徑轉(zhuǎn)發(fā)）。雖然內(nèi)部地址可以隨機(jī)挑選，但是通常使用的是下面的地址：10.0.0.0~10.255.255.255，172.16.0.0~172.16.255.255，192.168.0.0~192.168.255.255。NAT將這些無(wú)法在互聯(lián)網(wǎng)上使用的保留IP地址翻譯成可以在互聯(lián)網(wǎng)上使用的合法IP地址。而全局地址，是指合法的IP地址，它是由NIC（網(wǎng)絡(luò)信息中心）或者ISP(網(wǎng)絡(luò)服務(wù)提供商)分配的地址，對(duì)外代表一個(gè)或多個(gè)內(nèi)部局部地址，是全球統(tǒng)一的可尋址的地址。

    NAT功能通常被集成到路由器、防火墻、ISDN路由器或者單獨(dú)的NAT設(shè)備中。比如Cisco路由器中已經(jīng)加入這一功能，網(wǎng)絡(luò)管理員只需在路由器的IOS中設(shè)置NAT功能，就可以實(shí)現(xiàn)對(duì)內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)的屏蔽。再比如防火墻將WEB Server的內(nèi)部地址192.168.1.1映射為外部地址202.96.23.11，外部訪問(wèn)202.96.23.11地址實(shí)際上就是訪問(wèn)訪問(wèn)192.168.1.1。另外資金有限的小型企業(yè)來(lái)說(shuō)，現(xiàn)在通過(guò)軟件也可以實(shí)現(xiàn)這一功能。Windows 98 SE、Windows 2000 都包含了這一功能。

    NAT技術(shù)類型

    NAT有三種類型：靜態(tài)NAT(Static NAT)、動(dòng)態(tài)地址NAT(Pooled NAT)、網(wǎng)絡(luò)地址端口轉(zhuǎn)換NAPT（Port－Level NAT）。

    其中靜態(tài)NAT設(shè)置起來(lái)最為簡(jiǎn)單和最容易實(shí)現(xiàn)的一種，內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)中的每個(gè)主機(jī)都被永久映射成外部網(wǎng)絡(luò)中的某個(gè)合法的地址。而動(dòng)態(tài)地址NAT則是在外部網(wǎng)絡(luò)中定義了一系列的合法地址，采用動(dòng)態(tài)分配的方法映射到內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)。NAPT則是把內(nèi)部地址映射到外部網(wǎng)絡(luò)的一個(gè)IP地址的不同端口上。根據(jù)不同的需要，三種NAT方案各有利弊。

    動(dòng)態(tài)地址NAT只是轉(zhuǎn)換IP地址，它為每一個(gè)內(nèi)部的IP地址分配一個(gè)臨時(shí)的外部IP地址，主要應(yīng)用于撥號(hào)，對(duì)于頻繁的遠(yuǎn)程聯(lián)接也可以采用動(dòng)態(tài)NAT。當(dāng)遠(yuǎn)程用戶聯(lián)接上之后，動(dòng)態(tài)地址NAT就會(huì)分配給他一個(gè)IP地址，用戶斷開時(shí)，這個(gè)IP地址就會(huì)被釋放而留待以后使用。

    網(wǎng)絡(luò)地址端口轉(zhuǎn)換NAPT（Network Address Port Translation）是人們比較熟悉的一種轉(zhuǎn)換方式。NAPT普遍應(yīng)用于接入設(shè)備中，它可以將中小型的網(wǎng)絡(luò)隱藏在一個(gè)合法的IP地址后面。NAPT與動(dòng)態(tài)地址NAT不同，它將內(nèi)部連接映射到外部網(wǎng)絡(luò)中的一個(gè)單獨(dú)的IP地址上，同時(shí)在該地址上加上一個(gè)由NAT設(shè)備選定的TCP端口號(hào)。

    在Internet中使用NAPT時(shí)，所有不同的信息流看起來(lái)好像來(lái)源于同一個(gè)IP地址。這個(gè)優(yōu)點(diǎn)在小型辦公室內(nèi)非常實(shí)用，通過(guò)從ISP處申請(qǐng)的一個(gè)IP地址，將多個(gè)連接通過(guò)NAPT接入Internet。實(shí)際上，許多SOHO遠(yuǎn)程訪問(wèn)設(shè)備支持基于PPP的動(dòng)態(tài)IP地址。這樣，ISP甚至不需要支持NAPT，就可以做到多個(gè)內(nèi)部IP地址共用一個(gè)外部IP地址上Internet，雖然這樣會(huì)導(dǎo)致信道的一定擁塞，但考慮到節(jié)省的ISP上網(wǎng)費(fèi)用和易管理的特點(diǎn)，用NAPT還是很值得的。

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