NAT路由器原理及应用中的注意事项

本文主要给大家详细的介绍了对于路由器NAT的设置原理和应用中注意的事项，那么我们该如何操作呢？具体要那些步骤呢？下面的文章将给予我们详细的讲解  。

IP地址耗尽促成了CIDR的开发，但CIDR开发的主要目的是为了有效的使用现有的internet地址  。而同时根据RFC 1631(IP Network Address Translator)开发的NAT却可以在多重的internet子网中使用相同的IP，用来减少注册IP地址的使用  。

NAT的翻译可以采取静态翻译(static translation)和动态翻译(dynamic translation)两种  。静态翻译将内部地址和外部地址一对一对应  。当NAT需要确认哪个地址需要翻译，翻译时采用哪个地址pool时，就使用了动态翻译  。采用portmultiplexing技术，或改变外出数据的源port技术可以将多个内部IP地址影射到同一个外部地址，这就是PAT(port address translator)  。当影射一个外部IP到内部地址时，可以利用TCP的load distribution技术  。使用这个特征时，内部主机基于round-robin机制，将外部进来的新连接定向到不同的主机上去  。注意：load distributiong只有在影射外部地址到内部的时候才有效  。

NAT使用的几种情况：

a，连接到internet，但却没有足够的合法地址分配给内部主机  。

b，更改到一个需要重新分配地址的ISP  。

c，有相同的IP地址的两个internat合并  。

d，想支持负载均衡(主机)  。

采用NAT后，一个最主要的改变就是你失去了端对端IP的traceability，也就是说，从此你不能再经过NAT使用ping和traceroute，其次就是曾经的一些IP对IP的程序不再可以正常运行，潜在的不易被观察到的缺点就是增加了网络延时  。NAT可以支持大部分IP协议，但有几个协议需要注意，首先tftp，rlogin,rsh,rcp和ip multicast都被NAT支持，其次就是bootp，snmp和NAT路由器更新全部给拒绝了  。NAT的几个相关概念：

Inside Local IP address: 指定于内部网络的主机地址，全局唯一，但为私有地址  。

Inside Global IP address: 代表一个或更多内部IP到外部世界的合法IP  。

Outside Global IP address: 外部网络主机的合法IP  。

Outside Local IP address: 外部网络的主机地址，看起来是内部网络的，私有地址  。

Simple Translation Entry: 影射IP到另一个地址的Entry  。

Extended Translation Entry:影射IP地址和端口到另一个pair的Entry  。

a，内部地址翻译(Translation inside local addresses)：

这是比较通用的一种方法，将内部IP一对一的翻译成外部地址  。

在内部主机连接到外部网络时，当第一个数据包到达NAT路由器时，router检查它的NAT表，因为是NAT是静态配置的，故可以查询出来(simply entry)，然后router将数据包的内部局部IP(源地址)更换成内部全局地址，再转发出去  。外部主机接受到数据包用接受到的内部全局地址来响应，NAT接受到外部回来的数据包，再根据NAT表把地址翻译成内部局部IP，转发过去  。

b，内部全局地址复用(overloading inside glogal addresses)

使用地址和端口pair将多个内部地址影射到比较少的外部地址  。这也是所谓的PAT  。和内部地址翻译一样，NAT router同样也负责查表和翻译内部IP地址，唯一的区别就是由于使用了overloading，router将复用同样的内部全局IP地址，并存储足够的信息以区分它和其他地址，这样查询出来的是extended entry  。NAT router和外部主机的通讯采用翻译过的内部全局地址，故同一般的通信没有差别，router到内部主机通讯时，同样要查NAT表  。

c，TCP负载重分配(TCP load distributing)

和以上两种操作不同，这是NAT由外到内的翻译，所以那种以为WEB server一定要放置到NAT外部的说法是错误的  。

工作原理：外部主机向虚拟主机(定义为内部全局地址)通讯，NAT router接受外部主机的请求并依据NAT表建立与内部主机的连接，把内部全局地址(目的地址)翻译成内部局部地址，并转发数据包到内部主机，内部主机接受包并作出响应  。NAT router再使用内部局部地址和端口查询数据表，根据查询到的外部地址和端口做出响应  。此时，如果同一主机再做第二个连接，NAT router将根据NAT表将建立与另一虚拟主机的连接，并转发数据  。

d，处理重叠网络  。

这种方法主要用于两个intranet的互连，同样给我们处理两个重叠网络提供了方法  。它的实现要求DNS server的支持(用于区别两个不同的主机)  。

1，主机A要求向主机C建立连接，先象DNS server做地址查询  。

2，NAT router截获DNS的响应，如果地址有重叠，将翻译返回的地址  。它将创建一个simply entry把重叠的外部全局地址(目的地址)翻译成外部局部地址  。

3，NAT路由器转发DNS响应到主机A，它已经把主机C的地址(外部全局地址)翻译成外部局部地址  。

4，当NAT路由器接受到主机C的数据包时，它将建立内部局部、全局，外部全局、局部地址间的转换，主机A将由内部局部地址(源地址)翻译成内部全局地址，主机C将由外部全局地址(目的地址)翻译成外部局部地址  。