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在内外网的边界,流量有出、入两个方向,所以NAT技术包含源地址转换和目标地址转换两种,一般情况下,源地址转换主要用于解决内部局域网计算机访问Internet的场景,而目标地址转换主要用于解决Internet用户访问局域网服务器的场景,目标地址通常被称为服务器地址映射
NAT(Network Address Translation)是一种地址转换技术,支持将报文的源地址进行转换,也支持将报文的目的地址进行转换,华为防火墙的NAT功能可以通过配置NAT策略实现,其中目的NAT策略不支持配置目的安全区域和出接口
NAT No-PAT类似于Cisco的动态转换,只转换源IP地址,不转换端口,属于多对多转换,不能节约公网IP地址,实际情况下使用较少,主要适用于需要上网的用户较少,而公网地址又足够的场景下
NAPT (Network Address and Port Translation,网络地址和端口转换)类似于Cisco的PAT 转换,NAPT既转换报文的源地址,又转换源端口,转换后的地址不能是外网接口IP地址,属于多对多或多对一转换,可以节约IP地址,使用场景较多,主要适用于内部大量用户需要上网,同时仅有少数几个公网IP地址可用的场景下
出接口地址(Easy-IP)因其转换方式非常简单,所以也称为Easy-IP,和NAPT一样,既转换源IP地址,又转换源端口,区别是出接口地址方式转换后的地址只能是NAT设备外网接口所配置的IP地址,属于多对一转换,可以节约IP地址,主要适用于没有额外的公网地址可用,内部上网用户非常多的场景下,直接通过外网接口本身的IP地址作为转换目标
Smart NAT(智能转换)通过预留一个公网地址进行 NAPT 转换,而其他的公网地址用来进行NAT No-PAT转换,其主要用于平时上网用户比较少,而申请的公网地址基本可以满足这些少量用户进行NAT No-PAT转换,但是偶尔会出现上网用户倍增的情况下
三元组NAT是与源IP地址、源端口和协议类型有关的一种转换,将源IP地址和源端口转换为固定公网IP地址和端口,能解决一些特殊应用在普通NAT中无法实现的问题,其主要用于外部用户访问局域网用户的一些P2P应用
NAT策略由转换后的地址(地址池地址或者出接口地址)、匹配条件、动作三部分组成
如果创建了多条NAT策略,设备会从上到下依次进行匹配,如果流量匹配了某个NAT策略,进行NAT转换后,将不再进行下一个NAT策略的匹配,双向NAT策略和目的NAT策略会在源NAT策略的前面,双向NAT策略和目的NAT策略之间按配置先后顺序排列,源NAT策略也按配置先后顺序排列,新增的策略和被修改NAT动作的策略都会被调整到同类NAT策略的最后面,NAT策略的匹配顺序可根据需要进行调整,但是源NAT策略不允许调整到双向NAT策略和目的NAT策略之前
不同的NAT类型对应不同的NAT策略,在华为防火墙上处理顺序不同
NAT策略中目的NAT会在路由和安全策略之前处理,NAT策略中源NAT会在路由和安全策略之后处理,因此,配置路由和安全策略的源地址是NAT转换前的源地址,配置路由和安全策略的目的地址是NAT转换后目的地址
源NAT是指对报文中的源地址进行转换,通过源NAT技术将私网IP地址转换成公网IP地址,使私网用户可以利用公网地址访问Internet
当主机访问外网时,华为防火墙的处理过程如下
根据转换源地址时是否同时转换端口,源NAT分为仅源地址转换的NAT(NAT No-PAT),源地址和源端口同时转换的NAT(NAPT、Smart NAT、Easy IP、三元组NAT)
NAT No-PAT是一种NAT转换时只转换地址,不转换端口,实现私网地址到公网地址一对一的地址转换方式,适用于上网用户较少且公网地址数与同时上网的用户数量相同的场景
当主机通过NAT No-PAT访问Internet时,华为防火墙的处理过程如下
此方式下,公网地址和私网地址属于一对一转换,如果地址池中的地址已经全部分配出去,则剩余内网主机访问外网时不会进行NAT转换,直到地址池中有空闲地址时才会进行NAT转换
华为防火墙上生成的Server-map表中存放主机的私网IP地址与公网IP地址的映射关系
NAT NO-PAT有两种
①本地(Local)NO-PAT
本地NO-PAT生成的Server-Map表中包含安全区域参数,只有此安全区域的Server可以访问内网主机
②全局(Global)NO-PAT
全局NO-PAT生成的Server-Map表中不包含安全区域参数,一旦建立,所有安全区域的Server都可以访问内网主机
NAPT是一种转换时同时转换地址和端口,实现多个私网地址共用一个或多个公网地址的地址转换方式,适用于公网地址数量少,需要上网的私网用户数量大的场景
当主机通过NAPT访问Internet时,华为防火墙的处理过程如下
此方式下,由于地址转换的同时还进行端口的转换,可以实现多个私网用户共同使用一个公网IP地址上网,华为防火墙根据端口区分不同用户,所以可以支持同时上网的用户数量更多,此外,NAPT方式不会生成Server-map表,这一点也与NAT No-PAT方式不同
Smart NAT是No-PAT方式的一种补充,Smart NAT是一种可以在No-PAT的NAT模式下,指定某个IP地址预留做NAPT方式的地址转换方式,适用于平时上网的用户数量少,公网IP地址数量与同时上网用户数基本相同,但个别时段上网用户数激增的场景
使用No-PAT方式时,进行地址池的一对一转换,随着内部用户数量的不断增加,地址池中的地址数可能不再能满足用户上网需求,部分用户将得不到转换地址而无法访问Internet,此时,用户可以利用预留的IP地址进行NAPT地址转换,然后访问Internet
当内部网络中多台主机通过Smart NAT同时访问Server时,处理过程如下
此方式下,华为防火墙优先采用No-PAT的方式转换地址,当可被No-PAT方式的公网地址用完时,新的用户连接将使用预留的这个IP地址做NAPT方式的地址转换
Easy IP是一种利用出接口的公网IP地址作为NAT转后的地址,同时转换地址和端口的地址转换方式,对于接口IP是动态获取的场景,Easy IP也一样支持
当华为防火墙的公网接口通过拨号方式动态获取公网地址时,如果只想使用这一个公网IP地址进行地址转换,此时不能在NAT地址池中配置固定的地址,因为公网IP地址是动态变化的,此时,可以使用Easy IP方式,即使出接口上获取的公网IP地址发生变化,华为防火墙也会按照新的公网IP地址来进行地址转换
当主机通过Easy IP访问Web Server时,华为防火墙的处理过程如下
此方式下,由于地址转换的同时还进行端口的转换,可以实现多个私网用户共同使用一个公网IP地址上网,华为防火墙根据端口区分不同用户,所以可以支持同时上网的用户数量更多
三元组NAT是一种转换时同时转换地址和端口,实现多个私网地址共用一个或多个公网地址的地址转换方式,它允许Internet上的用户主动访问私网用户,与基于P2P技术的文件共享、语音通信、视频传输等业务可以很好地共存
当内网PC访问Internet时,如果华为防火墙采用五元组NAT(NAPT)方式进行地址转换,外部设备无法通过转换后的地址和端口主动访问内部PC
三元组NAT方式可以很好的解决上述问题,因为三元组NAT方式在进行转换时有以下两个特点
华为防火墙上生成的Server-map表中存放主机的私网IP地址与公网IP地址的映射关系
三元组NAT有两种
①本地(Local)三元组NAT
本地三元组NAT生成的Server-Map表中包含安全区域参数,只有此安全区域的主机可以访问内网主机
②全局(Global)三元组NAT
全局三元组NAT生成的Server-Map表中不包含安全区域参数,一旦建立,所有安全区域的主机都可以访问内网主机
华为防火墙支持Smart三元组NAT功能,可以根据报文的目的端口来选择分配端口的模式,在一定程度上提高公网地址的利用率,当报文的目的端口属于设置的端口范围之内,就采用NAPT模式来分配端口,如果报文的目的端口不属于设置的端口范围之内,则采用三元组NAT模式来分配端口
目的NAT是指对报文中的目的地址和端口进行转换,通过目的NAT技术将公网IP地址转换成私网IP地址,使公网用户可以利用公网地址访问内部Server
当外网用户访问内部Server时,华为防火墙的处理过程如下
根据转换后的目的地址是否固定,目的NAT分为静态目的NAT和动态目的NAT
静态目的NAT是一种转换报文目的IP地址的方式,且转换前后的地址存在一种固定的映射关系,通常情况下,出于安全的考虑,不允许外部网络主动访问内部网络,但是在某些情况下,还是希望能够为外部网络访问内部网络提供一种途径,例如,公司需要将内部网络中的资源提供给外部网络中的客户和出差员工访问
当主机通过静态目的NAT访问Server时,华为防火墙的处理过程如下
NAT Server会生成Server-map表,并通过Server-map保存地址转换前后的映射关系,与NAT Server不同,基于NAT策略的静态目的NAT不会产生Server-map表,但如果转换前的地址没有变化,转换后的目的地址也不会改变,转换前后的目的依然会存在固定的映射关系,华为防火墙在进行地址转换的过程中还可以选择是否多个地址转换为同一个目的地址,是否选择端口转换,以满足不同场景的需求
动态目的NAT是一种动态转换报文目的IP地址的方式,转换前后的地址不存在一种固定的映射关系,通常情况下,静态目的NAT可以满足大部分目的地址转换的场景,但是在某些情况下,希望转换后的地址不固定,例如,移动终端通过转换目的地址访问无线网络
当主机通过动态目的NAT访问Server时,华为防火墙的处理过程如下
基于ACL的目的NAT将符合特定条件的报文的目的地址以及目的端口转换为指定的地址及端口,其中特定条件包含“安全区域”和“ACL”两项,即设备只对来自某一安全区域且命中特定ACL的报文进行目的NAT,工作原理与基于NAT策略的动态目的NAT的工作原理类似,区别在于转换地址的匹配条件不同,基于ACL的目的NAT通过特定条件匹配,而基于NAT策略的动态目的NAT通过NAT策略匹配
缺省情况下,端点无关过滤功能处于开启状态,端点无关过滤功能开启后,当Internet上的用户主动访问位于内部网络的用户时,将会匹配目的Server-map表,华为防火墙根据目的Server-map表中的转换关系进行地址转换,然后不进行安全策略处理,直接转发报文,如果没有开启端点无关过滤功能,则还是会查找安全策略规则,由安全策略规则决定是否转发报文
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