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

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

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 fa0/0

4. 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 64.1.1.1 255.255.255.0

3. 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

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 fa0/0

4. 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。