计算机网络笔记24 网络地址转换NAT |
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专用IP地址专用网用隧道技术实现虚拟专用网
网络地址转换 NAT网络地址转换的过程网络地址与端口号转换NAPTNAPT地址转换表
• 由于 IP 地址的紧缺,一个机构能够申请到的IP地址数往往远小于本机构所拥有的主机数。
• 考虑到互联网并不很安全,一个机构内也并不需要把所有的主机接入到外部的互联网。
• 假定在一个机构内部的计算机通信也是采用 TCP/IP 协议,那么从原则上讲,对于这些仅在
机构内部使用的计算机就可以由本机构
自行分配其 IP 地址。
• 本地地址——仅在机构内部使用的 IP 地址,可以由本机构自行分配,而不需要向互联网的管理机构申请。 • 全球地址——全球唯一的 IP 地址,必须向互联网的管理机构申请。 • 问题:在内部使用的本地地址就有可能和互联网中某个 IP 地址重合,这样就会出现地址的二义性问题。 • 解决:RFC 1918 指明了一些专用地址(private address)。专用地址只能用作本地地址而不能用作全球地址。在互联网中的所有路由器,对目的地址是专用地址的数据报一律不进行转发。 专用IP地址三个专用 IP 地址块: (1) 10.0.0.0 到 10.255.255.255 A类,或记为10.0.0.0/8,它又称为 24 位块 (2) 172.16.0.0 到 172.31.255.255 B类,或记为172.16.0.0/12,它又称为 20 位块 (3) 192.168.0.0 到 192.168.255.255 C类,或记为192.168.0.0/16,它又称为 16 位块 专用网• 采用这样的专用 IP 地址的互连网络称为专用互联网或本地互联网,或更简单些,就叫做专用网。 • 因为这些专用地址仅在本机构内部使用。专用IP地址也叫做可重用地址(reusable address)。 • 利用公用的互联网作为本机构各专用网之间的通信载体,这样的专用网又称为虚拟专用网VPN (Virtual Private Network)。 • “专用网”是因为这种网络是为本机构的主机用于机构内部的通信,而不是用于和网络外非本机构的主机通信。 • “虚拟”表示“好像是”,但实际上并不是,因为现在并没有真正使用通信专线,而VPN只是在效果上和真正的专用网一样。 • 如果专用网不同网点之间的通信必须经过公用的互联网,但又有保密的要求,那么所有通过互联网传送的数据都必须加密。 • 一个机构要构建自己的 VPN 就必须为它的每一个场所购买专门的硬件和软件,并进行配置,使每一个场所的 VPN 系统都知道其他场所的地址。 用隧道技术实现虚拟专用网
• 远程接入 VPN (remote access VPN)可以满足外部流动员工访问公司网络的需求。 • 在外地工作的员工拨号接入互联网,而驻留在员工 PC 机中的 VPN 软件可在员工的 PC 机和公司的主机之间建立 VPN 隧道,因而外地员工与公司通信的内容是保密的,员工们感到好像就是使用公司内部的本地网络。 网络地址转换 NAT• 问题:在专用网上使用专用地址的主机如何与互联网上的主机通信(并不需要加密)? • 解决: – (1) 再申请一些全球 IP 地址。但这在很多情况下是不容易做到的。 – (2)采用网络地址转换 NAT。这是目 前使用得最多的方法。 • 网络地址转换 NAT (Network Address Translation) 方法于1994年提出。 • 需要在专用网连接到互联网的路由器上安装 NAT 软件。装有 NAT 软件的路由器叫做 NAT路由器,它至少有一个有效的外部全球IP地址。 • 所有使用本地地址的主机在和外界通信时,都要在 NAT 路由器上将其本地地址转换成全球 IP 地址,才能和互联网连接。 网络地址转换的过程
• 可以看出,在内部主机与外部主机通信时,在NAT路由器上发生了两次地址转换: – 离开专用网时:替换源地址,将内部地址替换为全球地址; – 进入专用网时:替换目的地址,将全球地址替换为内部地址; • 为了更加有效地利用 NAT 路由器上的全球IP地址,现在常用的 NAT 转换表把运输层的端口号也利用上。这样,就可以使多个拥有本地地址的主机,共用一个 NAT 路由器上的全球 IP 地址,因而可以同时和互联网上的不同主机进行通信。 • 使用端口号的 NAT 叫做网络地址与端口号转换NAPT (Network Address and Port Translation),而不使用端口号的 NAT 就叫做传统的 NAT (traditional NAT)。 NAPT地址转换表NAPT 地址转换表举例: |
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