在Cisco Packet Tracer上配置NAT

前言

本篇文章是在了解NAT的原理基础上，通过使用Cisco Packet Tracer 网络模拟器实现模拟对NAT的配置，以加深对NAT的理解。

一、搭建网络拓扑

1.1 配置PC机

主机名	IP地址	子网掩码	网关IP
PC3	192.168.10.2	255.255.255.0	192.168.10.1
PC4	192.168.10.3	255.255.255.0	192.168.10.1

PC3的配置如下：

PC4的配置如下

测试是否配置成功：

PC3成功ping通PC4,说明配置成功。

1.2 配置客户路由器

接口名	IP地址	子网掩码
fa0/0	192.168.10.1	255.255.255.0
fa0/1	66.1.1.1	255.255.255.0

配置接口fa0/0:

1. 进入特权模式
命令:enable
Router>enable
Router#2. 进入配置模式
命令:configure
Router#configure
Router(config)#3. 进入配置接口fa0/0
命令:interface fa0/0
Router(config)#interface fa0/04. 为接口配置ip地址
命令:ip address ip地址 子网掩码
Router(config-if)#ip address 192.168.10.1 255.255.255.0
5. 启动接口
命令:no shutdown
Router(config-if)#no shutdown

配置接口fa0/1:

退出接口配置
命令:exit
Router(config-if)#exit
Router(config)#1. 配置接口fa0/1
Router(config)#interface fa0/1
Router(config-if)#2. 配置ip
Router(config-if)#ip address 64.1.1.1 255.255.255.03. 开启接口
Router(config-if)#no shutdown

测试fa0/0是否配置成功，利用PC3ping fa0/0的IP地址。

成功ping通，说明配置成功。
测试fa0/1是否配置成功，利用PC3 ping fa0/1的IP地址

成功ping通，说明配置成功。

疑问：为什么PC3可以ping通fa0/1呢？
这就涉及到两个不同子网进行通信的原理了。过程如下：

1. PC3 执行ping 66.1.1.1，发现这个IP和自己不在同一个网段。PC3向网关fa0/0发送一个ARP包，获取网关fa0/0的MAC地址；然后将这个MAC地址作为数据包的目的MAC地址，将数据包发给网关fa0/0
2. 网关fa0/0收到这个数据包之后，根据查看数据包的目标IP，然后查看路由表，发现这个数据包属于66.1.1.0这个网段，然后将目的MAC改为fa0/1的MAC，网关fa0/0将这个数据包发给fa0/1。
3. 网关fa0/1收到这个数据包后，发送一个应答包给PC3。

1.3 配置ISP路由器

接口名字	IP地址	子网掩码
fa0/0	66.1.1.254	255.255.255.0

配置如下：

1. 进入特权模式
命令:enable
Router>enable
Router#2. 进入配置模式
命令:configure
Router#configure
Router(config)#3. 进入配置接口fa0/0
命令:interface fa0/0
Router(config)#interface fa0/04. 为接口配置ip地址
命令:ip address ip地址 子网掩码
Router(config-if)#ip address 64.1.1.254 255.255.255.0
5. 启动接口
命令:no shutdown
Router(config-if)#no shutdown

测试是否配置成功，利用客户路由器 ping ISP路由器

以上，则成功搭建这个简单的网络拓扑。

二、配置NAT

在配置NAT之前，问：为什么要配置NAT呢？
在回答这个问题前，可以尝试让PC3去访问ISP路由器，看看结果如何。

结果发现，PC3无法访问ISP路由器。那么怎样才能访问呢？
通过测试发现，客户路由器是可以访问ISP路由器的，那么怎样可以借助客户路由器访问到ISP路由器呢？
答案：通过NAT。
这里就不讨论NAT的原理，有兴趣可查看另一篇文章: https://blog.csdn.net/pyc68/article/details/139420920?spm=1001.2014.3001.5501

2.1 在客户路由器中配置NAT

在客户路由器配置NAT的具体步骤如下：

1. 创建ACL，用于过滤数据包，即哪些IP地址需要进行地址转换。
2. 创建一个NAT地址池（公网IP地址池）。
3. 把创建的ACL与NAT地址池进行映射。
4. 将私网网关设置为内网口，将外网网关设置为外网口

配置的信息如下：

1. 创建ACL
命令:access-list acl编号 permit 私网IP网段 反向掩码
Router(config)#access-list 1 permit 192.168.10.0 0.0.0.255
Router(config)#2. 创建公网ip地址池
命令:ip nat pool 地址池名字 公网ip起始地址 公网ip结束地址 netmask 公网ip掩码这里在地址池创建66.1.1.2~66.1.1.5 四个公网IP，为地址转换提供
Router(config)#ip nat pool natpool 66.1.1.2 66.1.1.5 netmask 255.255.255.0
Router(config)#3. acl与地址池进行映射
命令:ip nat inside source list acl编号 pool 地址池名字 overload注：overload意思是开启端口映射
Router(config)#ip nat inside source list 1 pool natpool overload
Router(config)#4. 将fa0/0口设置为内网口
Router(config)#interface fa0/0
Router(config-if)#ip nat inside
Router(config-if)#
Router(config-if)#exit
Router(config)#5. 将fa0/1设置为外网口
Router(config)#interface fa0/1
Router(config-if)#ip nat outside

2.2 测试是否配置成功

再用PC3访问ISP路由器，查看是否成功

查看PC4是否可以访问ISP路由器

查看客户路由器表的NAT转换表

客户路由器根据nat转换表可以将ISP路由器的回包发给私网的对应主机。

总结

NAT这个技术可以将私网IP转换成公网IP后，实现访问互联网的功能。
私网IP无法直接访问互联网的本质原因是ISP路由器上没有关于私网IP的路由信息。