防火墙部署服务器NAT

原理概述：

NAT（Network Address Translation），是指网络地址转换，1994年提出的。

当在专用网内部的一些主机本来已经分配到了本地IP地址（即仅在本专用网内使用的专用地址），但又想和因特网上的主机通信（并不需要加密）时，可使用NAT方法。

这种方法需要在专用网（私网IP）连接到因特网（公网IP）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（公网IP地址）。这样，所有使用本地地址（私网IP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，才能和因特网连接。

另外，这种通过使用少量的全球IP地址（公网IP地址）代表较多的私有IP地址的方式，将有助于减缓可用的IP地址空间的枯竭。

NAT的实现方式有三种，即静态转换Static Nat、动态转换Dynamic Nat和端口多路复用OverLoad。

静态转换是指将内部网络的私有IP地址转换为公有IP地址，IP地址对是一对一的，是一成不变的，某个私有IP地址只转换为某个公有IP地址。借助于静态转换，可以实现外部网络对内部网络中某些特定设备（如服务器）的访问。

动态转换是指将内部网络的私有IP地址转换为公用IP地址时，IP地址是不确定的，是随机的，所有被授权访问上Internet的私有IP地址可随机转换为任何指定的合法IP地址。也就是说，只要指定哪些内部地址可以进行转换，以及用哪些合法地址作为外部地址时，就可以进行动态转换。动态转换可以使用多个合法外部地址集。当ISP提供的合法IP地址略少于网络内部的计算机数量时。可以采用动态转换的方式。

端口多路复用（Port address Translation,PAT）是指改变外出数据包的源端口并进行端口转换，即端口地址转换（PAT，Port Address Translation）.采用端口多路复用方式。内部网络的所有主机均可共享一个合法外部IP地址实现对Internet的访问，从而可以最大限度地节约IP地址资源。同时，又可隐藏网络内部的所有主机，有效避免来自internet的攻击。因此，网络中应用最多的就是端口多路复用方式。

ALG（Application Level Gateway），即应用程序级网关技术：传统的NAT技术只对IP层和传输层头部进行转换处理，但是一些应用层协议，在协议数据报文中包含了地址信息。为了使得这些应用也能透明地完成NAT转换，NAT使用一种称作ALG的技术，它能对这些应用程序在通信时所包含的地址信息也进行相应的NAT转换。例如：对于FTP协议的PORT/PASV命令、DNS协议的 "A" 和 "PTR" queries命令和部分ICMP消息类型等都需要相应的ALG来支持。

NAPT

NAPT（Network Address Port Translation），即网络地址端口转换，可将多个内部地址映射为一个合法公网地址，但以不同的协议端口号与不同的内部地址相对应，也就是与之间的转换。NAPT普遍用于接入设备中，它可以将中小型的网络隐藏在一个合法的IP地址后面。NAPT也被称为“多对一”的NAT，或者叫PAT（Port Address Translations，端口地址转换）、地址超载（address overloading）。

NAPT与动态地址NAT不同，它将内部连接映射到外部网络中的一个单独的IP地址上，同时在该地址上加上一个由NAT设备选定的TCP端口号。NAPT算得上是一种较流行的NAT变体，通过转换TCP或UDP协议端口号以及地址来提供并发性。除了一对源和目的IP地址以外，这个表还包括一对源和目的协议端口号，以及NAT盒使用的一个协议端口号。

NAPT的主要优势在于，能够使用一个全球有效IP地址获得通用性。主要缺点在于其通信仅限于TCP或UDP。当所有通信都采用TCP或UDP，NAPT允许一台内部计算机访问多台外部计算机，并允许多台内部主机访问同一台外部计算机，相互之间不会发生冲突。

实验目的：

外网Client访问HTTP/FTP服务器，需要经过防火墙，我们需要在防火墙上部署NAT，我们采用的是NAPT，将服务器进行端口映射，10000对应的是HTTP服务器，10001对应的是FTP服务器

实验拓扑：

基础配置：

R1:

#
interface GigabitEthernet0/0/0
 ip address 100.1.1.2 255.255.255.0 
#
interface GigabitEthernet0/0/1
 ip address 172.16.1.254 255.255.255.0

FW1:

接口配置：

#
interface GigabitEthernet0/0/0
 undo shutdown
 ip binding vpn-instance default
 ip address 10.251.251.251 255.255.255.0
 alias GE0/METH
 service-manage http permit
 service-manage https permit
 service-manage ping permit
 service-manage ssh permit
 service-manage snmp permit
 service-manage telnet permit
#
interface GigabitEthernet1/0/0
 undo shutdown
 ip address 192.168.1.254 255.255.255.0
 service-manage http permit
 service-manage https permit
 service-manage ping permit
 service-manage ssh permit
 service-manage snmp permit
 service-manage telnet permit
#
interface GigabitEthernet1/0/1
 undo shutdown
 ip address 100.1.1.1 255.255.255.0
 service-manage http permit
 service-manage https permit
 service-manage ping permit
 service-manage ssh permit
 service-manage snmp permit
 service-manage telnet permit

将接口划分进安全区域：

#
firewall zone trust
 set priority 85
 add interface GigabitEthernet0/0/0
#
firewall zone untrust
 set priority 5
 add interface GigabitEthernet1/0/1

配置静态路由：

#
ip route-static 0.0.0.0 0.0.0.0 100.1.1.2

配置NAT：

#
 nat server http protocol tcp global 100.1.1.1 10000 inside 192.168.1.1 www
 nat server ftp protocol tcp global 100.1.1.1 10001 inside 192.168.1.2 ftp

配置NAT地址池：

#
nat address-group nat1 0
 mode pat
 section 0 100.1.1.1 100.1.1.1

配置安全策略：

security-policy
 rule name dmz-to-untrust
  source-zone dmz
  destination-zone untrust
  action permit
 rule name untrust-to-dmz
  source-zone untrust
  destination-address 192.168.1.1 mask 255.255.255.255
  destination-address 192.168.1.2 mask 255.255.255.255
  service ftp
  service http
  action permit