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局域网NAT工作步骤详解

网络世界中,NAT网络地址转换)扮演着举足轻重的角色,它让我们能够高效地利用有限的公网IP地址,让更多的设备能够连接到互联网。本文将带领大家深入了解NAT的原理及其工作过程,以及它在网络安全中的重要应用。
首先,我们来看看NAT的基本概念。NAT是一种将私有IP地址转换为公网ip地址的技术,使得内部网络的计算机能够与外部网络进行通信。简单来说,NAT就像是一个翻译官,将内部网络的私有IP地址翻译成外部网络的公网IP地址,使得内部网络的设备能够访问互联网资源。
那么,NAT是如何工作的呢?当内部网络的计算机需要访问外部网络时,它会将数据包发送给NAT设备。NAT设备会对数据包进行修改,将私有IP地址转换为公网IP地址,并将数据包发送到外部网络。当外部网络的数据包返回时,NAT设备会根据之前的记录,将公网IP地址转换回私有IP地址,并将数据包发送给内部网络的计算机。
实际应用中,NAT可以分为以下几种类型:
1. 静态NAT:将一个内部网络的私有IP地址永久地映射到一个公网IP地址。这种NAT方式适用于需要永久访问外部网络的内部设备。
2. 动态NAT:将内部网络的私有IP地址映射到一个公网IP地址池中的一个IP地址。当内部网络的设备需要访问外部网络时,NAT设备会从IP地址池中动态分配一个公网IP地址给该设备。这种NAT方式适用于内部设备数量较少,且不需要永久访问外部网络的场景。
3. 端口地址转换(PAT):在动态NAT的基础上,对端口进行映射,使得多个内部设备的私有IP地址可以共享一个公网IP地址。这种NAT方式适用于内部设备数量较多,且需要高效利用公网IP地址的场景。
NAT技术在网络安全方面也发挥着重要作用。它可以隐藏内部网络的拓扑结构,使得外部网络无法直接访问内部网络的设备,从而提高了内部网络的安全性。此外,NAT还可以进行数据包的过滤和记录,帮助管理员监控网络流量,及时发现并防范网络攻击
然而,NAT技术也存在一些局限性。例如,NAT会导致端到端的通信失败,因为NAT设备会修改数据包的源IP地址和端口号。为了解决这个问题,可以采用NAT穿透技术,使得内部网络的设备能够直接与外部网络进行通信。
总之,NAT技术是一种非常重要的网络技术,它在网络世界中的应用越来越广泛。掌握NAT的原理及其工作过程,对于网络工程师来说具有重要意义。希望通过本文的介绍,大家能够对NAT技术有一个更加清晰的认识。

(1)客户机将数据包发给运行NAT的计算机。

局域网NAT工作步骤详解

(2)NAT主机表示包的端口和私有IP地址在其自己的端口号和通用IP地址中,并将包发送到远程网络上的远程控制,并将跟踪信息存储在显示表中,向客户端发送响应消息。

(3)外部网络将信息发送回NAT主机。

(4)NAT主机是指在自己的端口和内部网络的私有IP地址中接收到的数据包的端口号和官方IP地址,并将其发送给客户。

借助于NAT,私有(保留)地址的"内部"网络通过路由器发送数据包时,私有地址被转换成合法的IP地址,一个局域网只需使用少量IP地址(甚至是1个)即可实现私有地址网络内所有计算机与Internet通信需求。

NAT将自动修改IP报文的源IP地址和目的IP地址,IP地址校验则在NAT处理过程中自动完成。有些应用程序将源IP地址嵌入到IP报文的数据部分中,所以还需要同时对报文的数据部分进行修改,以匹配IP头中已经修改过的源IP地址。否则,在报文数据部分嵌入IP地址的应用程序就不能正常工作。

Client(终端) 的 gateway (网关)设定为 NAT 主机,所以当要连上 Internet 的时候,该封包就会被送到 NAT 主机,这个时候的封包 Header 之 source IP 为 192.168.1.100 ;

②而透过这个 NAT 主机,它会将 client 的对外联机封包的 source IP ( 192.168.1.100 ) 伪装成 ppp0 ( 假设为拨接情况 )这个接口所具有的公共 IP ,因为是公共 IP 了,所以这个封包就可以连上 Internet 了,同时 NAT 主机并且会记忆这个联机的封包是由哪一个 ( 192.168.1.100 ) client 端传送来的;

③由 Internet 传送回来的封包,当然由 NAT主机来接收了,这个时候, NAT 主机会去查询原本记录的路由信息,并将目标 IP 由 ppp0 上面的公共 IP 改回原来的 192.168.1.100 ;

④最后则由 NAT 主机将该封包传送给原先发送封包的 Client。

DNAT:若包是被送往PREROUTING链的,并且匹配了规则,则执行DNAT或REDIRECT目标。为了使数据包得到正确路由,必须在路由之前进行DNAT。

路由:内核检查信息包的头信息,尤其是信息包的目的地。

处理本地进程产生的包:对nat表OUTPUT链中的规则实施规则检查,对匹配的包执行目标动作。

SNAT:若包是被送往POSTrouting链的,并且匹配了规则,则执行SNAT或MASQUERADE目标。系统在决定了数据包的路由之后才执行该链中的规则。

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