一、题目
一家只有 50 人的小型公司，为实现访问互联网，只申请到一个公网IP 地址，因此只能让内部主机共享同一个公网IP 地址上网。以下哪种技术可以实现这个目的
A. 静态 NAT
B. 动态 NAT
C. PAT
D. 端口映射
二、答案
C
三、解析
在一家只有 50 人的小型公司中，如果只有一个公网 IP 地址，并希望所有内部主机共享该公网 IP 地址上网，最适合的技术是 PAT（Port Address Translation），即端口地址转换。PAT 可以将多个内部私有 IP 地址映射到一个公共 IP 地址，并通过不同的端口号区分不同的内部主机，使得多个内部设备可以同时使用同一个公网 IP 地址上网。
四、扩展 — PAT
网络地址转换（NAT）
网络地址转换（Network Address Translation，NAT）是一种广泛应用于网络中的技术，用于将私有IP地址转换为公共IP地址，从而实现私有网络与互联网之间的通信。NAT在解决IPv4地址短缺、提高网络安全性和实现网络隔离等方面发挥了重要作用。
NAT 的类型
- 静态 NAT（Static NAT）：
- 将一个内部私有IP地址映射到一个特定的公共IP地址。
- 映射关系是固定的，不会改变。
- 适用于需要从外部网络访问内部服务器的场景。
- 动态 NAT（Dynamic NAT）：
- 将内部私有IP地址动态映射到一个公共IP地址池中的IP地址。
- 映射关系是临时的，使用完毕后会被释放。
- 适用于不需要外部访问的内部主机上网。
- 端口地址转换（PAT，Port Address Translation）：
- 又称为NAT Overload或端口重载。
- 将多个内部私有IP地址和端口号映射到一个公共IP地址及其不同的端口号。
- 允许多个内部设备共享一个公共IP地址，常用于家庭网络和小型企业网络。
NAT 的工作原理
NAT的基本工作原理是在数据包通过NAT设备时，修改数据包中的IP地址和端口号。以下是NAT的工作步骤：
- 数据包发出：内部设备发送数据包，源IP地址和端口号是私有IP地址和源端口号。
- 地址转换：NAT设备接收数据包，将源IP地址和端口号转换为公共IP地址和新的端口号。
- 数据包发送：NAT设备将修改后的数据包发送到外部网络（互联网）。
- 返回数据包：当返回数据包到达NAT设备时，根据记录的映射关系，将公共IP地址和端口号转换回私有IP地址和端口号。
- 数据包接收：NAT设备将转换后的数据包发送到正确的内部设备。
NAT 的优点
- 节省IP地址：通过NAT，多个内部设备可以共享一个或少量公共IP地址，缓解了IPv4地址短缺问题。
- 提高安全性：内部网络的私有IP地址不会直接暴露在互联网中，增加了网络的安全性。
- 网络隔离：NAT使得内部网络和外部网络之间有一个隔离层，有助于防止外部攻击直接到达内部设备。
NAT 的缺点
- 性能影响：NAT设备需要处理大量的数据包转换，在高流量环境中可能成为性能瓶颈。
- 兼容性问题：某些协议和应用（如需要传递IP地址信息的应用）在NAT环境中可能无法正常工作。
- 端到端连接问题：NAT打破了端到端的IP通信模型，可能会影响某些需要直接IP连接的应用。
NAT 的实际应用
- 家庭网络：家庭路由器通常使用NAT，使得家中的所有设备共享ISP提供的公共IP地址上网。
- 小型企业：小型企业通过NAT共享有限的公共IP地址，提供员工上网和访问外部资源的能力。
- 数据中心和云计算：NAT用于隔离和管理虚拟机和容器的网络通信，提供安全和可扩展的网络解决方案。
配置示例（基于华为设备）
以下是一个华为设备上配置动态NAT和PAT的示例：
# 配置内部接口
interface GigabitEthernet0/0/1
ip address 192.168.1.1 255.255.255.0
#
# 配置外部接口
interface GigabitEthernet0/0/2
ip address 203.0.113.1 255.255.255.0
nat outbound 2000
#
# 创建访问控制列表
acl number 2000
rule 5 permit ip source 192.168.1.0 0.0.0.255
#