NAT（网络地址转换技术）
NAT（网络地址转换技术）
NAT概述
随着Internet的发展和网络应用的增多，有限的IPv4公有地址已经成为制约网络发展的瓶颈。为解决这个问题，NAT（Network Address Translation，网络地址转换）技术应需而生。
NAT技术主要用于实现内部网络的主机访问外部网络。一方面，NAT缓解了IPv4地址短缺的问题，另一方面NAT技术让外网无法直接与使用私有地址的内网进行通信，提升了内网的安全性。
NAT技术原理
NAT：对IP数据报文中的IP地址进行转换，是一种在现网中被广泛部署的技术，一般部署在网络出口设备，例如路由器或防火墙上。
NAT的典型应用场景：在私有网络内部（园区、家庭）使用私有地址，出口设备部署NAT，对于“从内到外”的流量，网络设备通过NAT将数据包的源地址进行转换（转换成特定的公有地址），而对于“从外到内的”流量，则对数据包的目的地址进行转换。
通过私有地址的使用结合NAT技术，可以有效节约公网IPv4地址。
NAT分类
静态NAT
静态NAT：每个私有地址都有一个与之对应并且固定的公有地址，即私有地址和公有地址之间的关系是一对一映射。
支持双向互访：私有地址访问Internet经过出口设备NAT转换时，会被转换成对应的公有地址。同时，外部网络访问内部网络时，其报文中携带的公有地址（目的地址）也会被NAT设备转换成对应的私有地址。
动态NAT
动态NAT：静态NAT严格地一对一进行地址映射，这就导致即便内网主机长时间离线或者不发送数据时，与之对应的公有地址也处于使用状态。为了避免地址浪费，动态NAT提出了地址池的概念：所有可用的公有地址组成地址池。
当内部主机访问外部网络时临时分配一个地址池中未使用的地址，并将该地址标记为"In Use"。当该主机不再访问外部网络时回收分配的地址，重新标记为"Not Use"。
NAPT
动态NAT选择地址池中的地址进行地址转换时不会转换端口号，即No-PAT（No-Port Address Translation，非端口地址转换），公有地址与私有地址还是1:1的映射关系，无法提高公有地址利用率。
NAPT（Network Address and Port Translation，网络地址端口转换）：从地址池中选择地址进行地址转换时不仅转换IP地址，同时也会对端口号进行转换，从而实现公有地址与私有地址的1:n映射，可以有效提高公有地址利用率。
Easy-IP
Easy IP：实现原理和NAPT相同，同时转换IP地址、传输层端口，区别在于Easy IP没有地址池的概念，使用接口地址作为NAT转换的公有地址。
Easy IP适用于不具备固定公网IP地址的场景：如通过DHCP、PPPoE拨号获取地址的私有网络出口，可以直接使用获取到的动态地址进行转换。
NAT Server
NAT Server：指定[公有地址:端口]与[私有地址:端口]的一对一映射关系，将内网服务器映射到公网，当私有网络中的服务器需要对公网提供服务时使用。
外网主机主动访问[公有地址:端口]实现对内网服务器的访问。
各类NAT的配置方法
静态NAT
如图，各个设备IP地址配置完成后，在出口路由器AR1上配置静态NAT，实现内网与外网互通。
AR1：
AR2：
先在出口路由器AR1上配置一条默认路由，然后在AR1的GE 0/0/1接口下配置静态NAT，将内网两个主机的IP一对一映射到公网200.1.1.0/24网段，最后在AR2上配置到200.1.1.0/24网段的回程路由。
配置完成后，查看连通性：
动态NAT
如图，各个设备IP地址配置完成后，在出口路由器AR1上配置动态NAT，实现内网与外网互通。
AR1：
AR2：
先在出口路由器AR1上配置一条默认路由，然后创建公网地址池200.1.1.1-200.1.1.10，创建acl匹配内网主机地址，最后在GE 0/0/1接口上将公网地址池和内网地址池进行绑定即可。切记AR2上要配置到200.1.1.0/24网段的回程路由。
配置完成后，查看连通性：
NAPT
NAPT就是对动态NAT的改进，即在原来公网地址池的基础上加上了端口映射，还是使用原来拓扑，配置方法同动态NAT一致，只是在进行公网地址池和内网地址池绑定时去掉no-pat。同时，公网地址池也可以只存在一个公网地址。
出口路由器AR1配置如下：
配置完成，查看连通性：
Easy-IP
Easy-IP与NAPT类似，可以通过一个公网地址的不同端口映射多个内网地址，只不过Easy-IP用的不是公网地址池，而是出口路由器的出接口地址。
Easy-IP配置方法非常简单，使用原来拓扑，只需要创建一个acl匹配内网的路由，然后在出接口进行绑定即可。
出口路由器AR1配置如下：
配置完成，查看连通性：
NAT Server
如图，在原来拓扑的基础上，在内网增加一台http服务器，为内外网提供http服务。
NAT Server与其他四个NAT不同，NAT Server是需要将目的地址映射到内网服务器上。
出口路由器配置如下：
可以看到，NAT Server只需要配置一条命令：nat server protocol tcp global 200.1.1.1 2345 inside 192.168.1.100 80，即将公网地址200.1.1.1的2345端口映射到内网地址192.168.1.100的80端口上，只要外网主机访问公网地址200.1.1.1的2345端口，就是要访问内网的http服务器。
配置完成后，查看连通性：
可以看到，外网客户端成功访问到了内网服务器。