防火墙 NAT 地址转换配置
一、实验拓扑与地址规划
实验拓扑图
+-------------+ +------------+
| 内网客户端 | | 路由器 |
| (192.168.1.0/24) |------->| (192.168.22.1/24) |
+-----------+ +------------+
|
|
+-----+------+
| 出口防火墙 |
| (192.168.22.254) |
+-----+------+
|
|
+-----+------+
| 互联网 |
| (202.100.22.1/24) |
+----------------+ IP 地址规划表
| 序号 | 设备名称 | 接口 | IP 地址 | 子网掩码 |
| 1 | 出口防火墙 | GE0/0/0 | 192.168.1.254 | 255.255.255.0 |
| 2 | 出口防火墙 | GE0/0/1 | 202.100.22.254 | 255.255.255.0 |
| 3 | 出口防火墙 | GE0/0/2 | 192.168.22.254 | 255.255.255.0 |
| 4 | 互联网 | GE0/0/0 | 202.100.22.1 | 255.255.255.0 |
| 5 | 互联网 | GE0/0/1 | 61.128.222.254 | 255.255.255.254 |
二、实验步骤与配置
防火墙基本配置
（1）添加各接口的 IP 地址和子网掩码
[USG6000V1]int g1/0/0 [USG6000V1-GigabitEthernet1/0/0]ip address 192.168.1.254 255.255.255.0 [USG6000V1-GigabitEthernet1/0/0]quit [USG6000V1]int g1/0/1 [USG6000V1-GigabitEthernet1/0/1]ip address 202.100.22.254 255.255.255.0 [USG6000V1-GigabitEthernet1/0/1]quit [USG6000V1]int g1/0/2 [USG6000V1-GigabitEthernet1/0/2]ip address 192.168.22.254 255.255.255.0 [USG6000V1-GigabitEthernet1/0/2]quit
（2）配置安全区域和策略
[USG6000V1]firewall zone trust [USG6000V1-zone-trust]add interface g1/0/0 [USG6000V1-zone-trust]quit [USG6000V1]firewall zone untrust [USG6000V1-zone-untrust]add interface g1/0/1 [USG6000V1-zone-untrust]quit [USG6000V1]security-policy [USG6000V1-policy-security]rule name t2u [USG6000V1-policy-security-rule-t2u]source-zone trust [USG6000V1-policy-security-rule-t2u]destination-zone untrust [USG6000V1-policy-security-rule-t2u]action permit [USG6000V1-policy-security-rule-t2u]quit [USG6000V1-policy-security]rule name u2d [USG6000V1-policy-security-rule-u2d]source-zone untrust [USG6000V1-policy-security-rule-u2d]destination-zone dmz [USG6000V1-policy-security-rule-u2d]action permit [USG6000V1-policy-security-rule-u2d]quit
NAT 配置详解
（1）Easy IP NAT 配置
[USG6000V1]nat address-group nat1 [USG6000V1-address-group-nat1]mode easy-ip [USG6000V1-address-group-nat1]quit
（2）NAPT 配置
[USG6000V1]nat address-group nat2 [USG6000V1-address-group-nat2]mode pat [USG6000V1-address-group-nat2]section 202.100.22.2 202.100.22.10 [USG6000V1-address-group-nat2]quit
（3）NO-PAT NAT 配置
[USG6000V1]nat address-group nopat_nat [USG6000V1-address-group-nopat_nat]mode no-pat [USG6000V1-address-group-nopat_nat]section 202.100.22.11 202.100.22.20 [USG6000V1-address-group-nopat_nat]quit
（4）配置 NAT 策略
[USG6000V1]nat-policy [USG6000V1-policy-nat]rule name nat1 [USG6000V1-policy-nat-rule-nat1]source-zone trust [USG6000V1-policy-nat-rule-nat1]destination-zone untrust [USG6000V1-policy-nat-rule-nat1]action source-nat easy-ip address-group nat1 [USG6000V1-policy-nat-rule-nat1]quit [USG6000V1-policy-nat]rule name nat2 [USG6000V1-policy-nat-rule-nat2]source-zone trust [USG6000V1-policy-nat-rule-nat2]destination-zone untrust [USG6000V1-policy-nat-rule-nat2]action source-nat address-pool nat2 [USG6000V1-policy-nat-rule-nat2]quit [USG6000V1-policy-nat]rule name nopat_nat [USG6000V1-policy-nat-rule-nopat_nat]source-zone trust [USG6000V1-policy-nat-rule-nopat_nat]destination-zone untrust [USG6000V1-policy-nat-rule-nopat_nat]action source-nat address-pool nopat_nat [USG6000V1-policy-nat-rule-nopat_nat]quit
NAT Server 映射转换配置
（1）一对一的映射配置
[USG6000V1]nat server protocol tcp global 202.100.22.88 inside 192.168.22.88 service http [USG6000V1]nat server protocol tcp global 202.100.22.89 inside 192.168.22.89 service ftp
（2）服务器端口的映射配置
[USG6000V1]nat server protocol tcp global 202.100.22.90 inside 192.168.22.90 service www [USG6000V1]display firewall server-map table
NAT 策略的配置与验证
（1）配置 NAT 策略并查看会话表信息
<H3C> >sniffer session table detailed info //查看会话表详细信息，确认 NAT 是否正常工作。
（2）使用抓包工具进行验证
在防火墙 G1/0/0 和 G1/0/1 接口上分别抓包，通过分析数据包的源地址和目的地址的变化来验证 NAT 配置的正确性。
三、实验数据及结果分析
1. NAT Easy IP 配置结果分析
在启用 Easy IP NAT 后，内部网络访问外部网络时，源地址被转换为防火墙的出接口地址，即 202.100.22.254，通过disp firewall session table 命令可以观察到会话表中的源地址变化情况。
NAPT 配置结果分析
通过 NAPT 配置，多个内部私有 IP 地址可以共享一个公网 IP 地址池进行地址转换，当内部网络访问外部网络时，不仅源 IP 地址会被转换为指定的公网 IP，源端口也会发生变化，通过抓包工具可以看到数据包的源地址和端口的变化情况。
NO-PAT NAT 配置结果分析
NO-PAT NAT 只进行地址转换，不涉及端口转换，适用于需要对外提供服务但又不需要端口转换的场景，通过配置 NO-PAT NAT，内部网络的多个主机可以使用不同的公网 IP 地址访问外部网络，通过抓包工具可以验证源地址的变化。
4. NAT Server 映射转换结果分析
NAT Server 映射可以将内部服务器的特定服务（如 HTTP、FTP）映射到固定的公网 IP 地址和端口上，通过配置 NAT Server，外部用户可以通过访问特定的公网 IP 和端口来访问内部的服务器资源，通过disp firewall server-map table 命令可以查看 NAT Server 映射表，确认配置是否正确。
四、理论知识点的理解综述
NAT 技术
NAT（网络地址转换）是一种将私有 IP 地址转换为公有 IP 地址的技术，主要用于解决 IPv4 地址耗尽的问题，它允许多个设备共享一个公网 IP 地址访问互联网，同时提高了内部网络的安全性，NAT 分为静态 NAT、动态 NAT、NAPT（也称为 PAT）等类型。
2. NAT No-PAT、NAPT、Easy IP、Smart NAT、三元组 NAT、NAT Server 的区别与应用场景
NAT No-PAT：只进行地址转换，不涉及端口转换，适用于需要上网的用户较少且公网 IP 地址充足的场景。NAPT：同时进行地址和端口转换，适用于内部大量用户需要上网且仅有少量公网 IP 地址的场景。Easy IP：适用于没有额外公网 IP 地址且内部上网用户非常多的场景。Smart NAT：结合 NAPT 和 NAT No-PAT，智能选择转换方式。三元组 NAT：用于特殊应用，如 P2P，解决普通 NAT 无法实现的问题。NAT Server：用于内部服务器需要对 Internet 提供服务，支持一对一、多对一等多种映射方式。
NAT 工作原理及流程
NAT 的工作原理是在数据包传输过程中将源或目的 IP 地址从私有地址转换为公有地址，或者反之，具体流程包括：匹配 NAT 策略、查找 Server-Map 表、执行地址转换、创建会话表项等步骤，不同类型的 NAT（如 NAT No-PAT、NAPT）在处理流程上有所不同。
4. NAT Server Map Table 的作用与生成机制
Server-Map Table 用于记录内部服务器的私网 IP 地址和对应的公网 IP 地址及端口映射关系，它解决了 NAT 环境下多对一映射的问题，使得外部用户可以通过特定的公网 IP 和端口访问内部服务器，Server-Map Table 由防火墙自动生成和维护，无需手动配置。
5. ACL、黑洞路由在 NAT 中的应用及配置方法
ACL（访问控制列表）用于控制进出防火墙的数据流，确保只有符合规则的流量才能通过防火墙，黑洞路由用于防止 NAT 环路，即将无法识别的流量引导到一个不存在的网络，避免路由环路，配置黑洞路由的方法是添加一条指向空接口（如 null0）的静态路由。
五、归纳与展望
NAT 技术的优缺点分析
优点：节省 IP 地址资源；提高内部网络安全性；灵活性高，适用于多种网络环境。缺点：增加了网络延迟；某些应用可能无法穿透 NAT，导致通信问题；配置和管理复杂。
2. NAT 技术在未来网络中的应用前景探讨
随着 IPv6 的逐步推广，NAT 技术的需求可能会逐渐减少，在短期内，由于大量设备仍使用 IPv4，NAT 技术将继续发挥重要作用，未来的网络架构可能会融合 NAT、IPv6 以及其他技术，以应对不断增长的网络需求和安全挑战，随着云计算和物联网的发展，NAT 技术也需要不断演进以满足新的应用场景需求。
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