Transcript 电子信息工程系邵杰

电子信息工程系
计算机网络—
网络地址转换NAT
（Network Address Translation）
知 识 回 顾
1、每台接入Internet的计算机都应有一个全球唯一的IP地址。
IP地址
唯一的标识一台的合法主机
概
述
身份证号码
唯一的标识一个合法公民
2、一个IP地址不能同时分配给多台主机，否则，会导致网络
中地址冲突。
？
问题：可用的IP地址有多少个？能满足需求吗？
电子信息工程系
邵杰
网络规模与IP地址分配
今 天
IP地址剩余不足10%，未来5年将耗尽
地址共享的起因
IP 地址应该设置多长？ 32位
共有 232个地址=4,294,967,296
1983年
问题：IP地址严重短缺！
100个节点，TCP/IP协议， Internet诞生
洛杉矶大学
1969年
美国，ARPAnet，4个节点
斯坦福研究所
圣巴巴拉大学
犹他州立大学
电子信息工程系
邵杰
问题的解决
网络地址共享技术：让多台主机共享一个IP地址。
相互矛盾
主题：网络地址转换NAT
（Network Address Translation ）
一个IP地址只能分配给一台主机
192.168.10.1
NAT设备
因特网
192.168.10.2
公有地址
（公网地址）
192.168.10.3
10.0.0.0/8
专用网络(内网，私网)
172.16.0.0/12
192.168.0.0/16
电子信息工程系
邵杰
转换
私网地址
公有地址
NAT的两种形式
2
1
静态
NAT
端口
NAT
Static NAT
Port NAT
结构拓扑
电子信息工程系
邵杰
工作原理
实际应用
一、静态NAT —重写IP地址
“一对一”
Ser1: 200.1.1.14
PC1: 192.168.10.1
路由器
130.5.6.7
专用网络
1、PC1
NAT要重写源地址
目的地址：200.1.1.14
源端地址：130.5.6.7
目的地址：200.1.1.14
PC1（回应请求，进入）
源端地址： 200.1.1.14
目的地址： 130.5.6.7
电子信息工程系
Web服务器
Ser1（发出请求,出去）
源端地址：192. 168.10.1
2、 Ser1
因特网
邵杰
NAT要重写目的地址
源端地址： 200.1.1.14
目的地址： 192. 168.10.1
地
址
转
换
表
静态NAT不能实现IP地址共享
PC1: 192.168.10.1
Ser1: 200.12.134.5
路由器
因特网
?
130.5.6.7
通信失败！
PC2: 192.168.10.2
专用网络
电子信息工程系
邵杰
带来的好处&应用
1、使用静态NAT技术后，NAT设备如门卫一般，把内部网络
隐藏起来，具有保护内部网络的作用。
2、NAT设备通常还带有防火墙的功能，防火墙本身的安全策
略能对内部主机，包括服务器作一些基本的保护，避免受
到攻击。
Web服务器: 200.1.2.3
因特网
图一
Web服务器: 192.168.10.1
NAT设备
因特网
130.5.6.7
图二
电子信息工程系
邵杰
二、端口NAT（NAPT）
NAPT: Network Address Port Translation
静态NAT :
IP地址
唯一的标识一台主机
NAPT:
IP地址+端口号
唯一的标识一台主机中的一个连接（进程）
1
PC1
2
10.0.0.1 :1500
10.0.0.1 :1501
200.1.2.3 :433
200.1.2.3 :25
1
2
3
200.1.2.3 :21
1
PC2
10.0.0.2 :1501
结论：主机和主机之间的通信，实际上是主机进程和主机进程之间的通信
电子信息工程系
邵杰
PC3
NAPT转换实例
专用网络(内网，私网)
Ser1: 200.12.134.5
PC1: 192.168.10.1:30000
130.5.6.7 :40001
因特网
130.5.6.7:40002
PC2: 192.168.10.2:30000
方向
域
旧的值
新的值
出去
源IP : 源端口
192.168.10.1:30000
130.5.6.7:40001
出去
源IP :源端口
192.168.10.2:30000
130.5.6.7:40002
进入
目的IP :目的端口
130.5.6.7:40001
192. 168.10.1：30000
进入
目的IP :目的端口
130.5.6.7:40002
192. 168.10.2：30000
结论：端口NAT能实现多个私网IP同时共享一个公网IP上网，能有效的解决IP
地址不够用的情况！
“多对一”
电子信息工程系
邵杰
总
结
公有地址
共享
私网IP ----- 公网IP
映射关系
实现
使用范围
静态NAT
不能
一对一
简单
普遍
端口NAT
能
多对一
复杂
十分广泛
不管是哪种形式的NAT技术，最基本的功能都是实现
网络地址转换
私有地址
电子信息工程系
邵杰
转换
公有地址
思 考 题
专用网络1
专用网络2
PC4: 10.10.10.1
PC1: 192.168.10.1
PC2: 192.168.10.2
NAT设备
NAT设备
PC5: 10.10.10.2
因特网
PC3: 192.168.10.3
电子信息工程系
PC6: 10.10.10.3
邵杰
电子信息工程系
邵杰
交流&互动
1、课堂目的要明确，引出问题很重要，要贴合实际、讲究方法，调动
学生的学习热情和求知的欲望。
2、课前准备要充分，课件内容要精致，少字多图，适当运用动画，并
熟悉把握幻灯片播放，讲解衔接流畅、熟练。
3、讲解中运用各种方式方法，以讲清楚讲透为原则，多用比喻和实物，
贴近生活，能让学生听懂并能记住。
4、内容要及时做小结，加强理解和记忆，疏通和回顾一节课的内容。
5、上新课前注意回顾旧的知识，并适当引出本节课的内容，做到新旧
结合，知识有连贯性。
6、适当留一些问题作为思考题，培养自学习惯，并为下次课做好准备。
电子信息工程系
邵杰