网络工程师如何配置企业网？图文并茂，小白也能看懂

文章开头，先提一个小问题：你认为，一个企业网的基本配置有哪些？

有小白会疑惑，企业网络和家庭网络有啥区别？

又或者是：家里的网络不就是一个网线+路由器吗，企业能多复杂？

这就是对咱网工的世界一无所知的最佳案例。

每个企业架构是不同的，网络工程师需要确定的东西很多，比如防火墙模式、交换机类型、网关位置等等。

而在这其中，有一个企业网必备技术，就是NAT。

2011年2月3日中国农历新年， IANA对外宣布：IPv4地址空间最后5个地址块已经被分配给下属的5个地区委员会。

2011年4月15日，亚太区委员会APNIC对外宣布，除了个别保留地址外，本区域所有的IPv4地址基本耗尽。

正是在这样一个背景之下，救世主NAT（网络地址转换）闪亮登场。

NAT是一项神奇的技术，说它神奇就在于，它的出现几乎使IPv4起死回生。

1、NAT是个啥？

NAT（Network Address Translations）网络地址转换，就是替换IP报文头部的地址信息。

NAT通常部署在一个组织的网络出口位置，通过将内部网络IP地址替换为出口的IP地址提供公网可达性和上层协议的连接能力。

觉得NAT抽象？让你“身临其境”一下。现在打开电脑操作：

（1）打开命令行输入ipconfig查询IP地址

（2）打开百度，输入IP查询，查询IP地址

你会发现一个很奇妙的事情，这俩IP查出来居然是不同的

其实是因为，ipconfig查出来的是你本机的IP地址，也就是内网私有地址，此类地址仅在局域网使用，不能联通外网。

百度查出来的地址是你上网的公有地址，也许并不是你主机的地址，而是电信或联通分给你的地址，用于连接互联网。

NAT主要就是用来实现公私有IP地址的转换的，所以，一般是路由器或者防火墙上来完成，不建议在三层交换机上配置。

2、NAT原理给你捋捋

你看上面这张图：

192.168想访问200.2，到路由器后，路由或者三层设备将192.168映射到外网地址，也就是换成外网地址200.1，外网地址（公网地址是需要到运营商购买的，你买的宽带，其实付得是租用公网IP地址的钱）。

200.1 访问 200.2 ，到服务器所在路由后，200.1也是不能直接访问200.2的内网服务器，所以这时候，也需要做地址转换，200.1 换成172.16。

最后，200.1 访问到了172.16，也就是192.168访问到200.1。

回包的时候，道理一样，一出一进，做两次地址映射（地址转换）。

其实，网络地址转换就是，解封装三层包头，更换源IP或者目标IP。

顺便说一嘴，mac地址也会改变，但不是因为NAT，mac地址过个路由就会变一次。

3、NAT的分类 

三张图搞定

01 静态NAT（静态映射）

手动写入IP地址映射条目，配置NAT表，一个内网地址对应着一个外网地址。

举个例子，192.168 对应 1.1。

当192.168向外网发包，则过路由的时候，会根据静态NAT表，将192.168更换为1.1。

缺点：内网这么多人，一个内网IP对应一个外网IP，我得花多少钱，买多少个公网ip才够使。

动态NAT解决了这个问题，请往下看。

路由器并不会想防火墙一样，有策略，阻止私网IP，私网IP会过路由跑到公网上去，但是公望路由不认识私网IP，所以私网IP也就废掉了，直接丢弃。

02 动态NAT （动态映射）

一个网段对 一个外网地址，举个例子：

192.1681.0/24 这个网段对应着 100.1；

192.168.1.1来了。

在NAT地址转换里，形成了一条映射（条目），就是，192.168.1.1映射100.1。

这个时候，重点来了，由于192.168.1.1占用着100.1，则别人无法再使用这个100.1，直到192.168.1.1不再发包后的24小时之后，则可以把100.1给别人。

别人无法使用的原因是，如果别人也在使这个100.1， 回包回不来。

但是并没有解决，多人同时上网的问题，所以废掉。

但是PAT解决了这个问题。

03 端口网络地址转换PAT（ port address translation ）

道理很简单，在ip地址的基础上，在加上端口号，加以区分。

举个例子：

192.168.1.0/24，这个网段映射到外网ip100.1。

192.168.1.1这个ip向外网发了一个http的包，过路由器的时候，路由器随机配置了端口号，192.168.1.1 ：1000 — 100.1.1.1：100。

只要这个ip地址的这个端口号 一直占用着 100.1.1.1 的这个端口号，则别人就不能再使用100.1.1.1:100 这个IP+端口号。

其实就是加上端口号，进行复用，用端口号，加以区分每个私网IP的对应相同公网IP。

192.168.1.1:1000, 1000和1000.1.1.1:100

1000和100这两个端口号是路由器配置的临时端口，这个端口范围0-65535，如果过了这个范围的话，再有人上网的话，只能候着了。

?NAT地址转换表

只有由内网 往 外网走的时候，会生成NAT地址转换表中新的条目；

外网向内网走的时候，是根据NAT转换表，进行回包。

以上解决的问题是，员工内网访问外网，地址转化问题。

以下解决的问题是，外面人外网访问内网，地址转化问题。

04 PAT + 静态NAT （静态PAT 端口映射）

?端口映射

把内网的某个端口映射出去，叫做端口映射。

一般公司都会准备两个以上的外网网址，一个用于，内网去外网，另外一个，用于外网访问内网服务器。

外网访问内网服务器的解决方案，再来举个例子：

将100.2的ip和端口映射到100.1的ip上，同时，加上80端口限制，这就叫做静态pat，其实就是，静态nat+pat，也叫端口映射。

举例①

S 192.3 — 100.2 80—80

S 182.4 — 100.2 23—23（rdp）remote destop protocol

不同服务器 映射到 外网同一个IP上

举例②

S 192.3 — 100.2 80—80

S 192.4 — 100.2 80—81

内网两台服务器，都想开80端口，则由于，外网ip一样，所有端口号就不能一样了。

这个缺点很明显了，外网需要访问100.2:81 ，加上81端口，才能访问到 192.4。

05 VIP 虚拟公网IP地址 Vritual IP

100.2 就叫做虚拟IP地址，因为，它们本身不配在路由器上，而是映射到内网服务器上，所以叫做虚拟IP地址。

我们通过一个例子，来说说作用：

A公司的内网有100台电脑，网段为192.168.1.0/24，某些电脑需要访问互联网，但是内网地址是无法访问到互联网，怎么办呢？

公司有拉了一条联通的专线连接到防火墙，专线的ip地址为58.1.1.1，此时我们将内网的某些192.168.1.x地址通过NAT转换成58.1.1.1就可以访问到互联网。

看到这里如果还有不解的地方，这里还有更简单粗暴的解释，直接用3张图解释一下它们的原理和不同

?静态NAT

最重要的特点是一对一，而且是静态指定的（一个内网ip对应一个外网ip是固定好的），常用于将内网服务器的ip地址映射到外网ip。

?动态NAT

特点是多个内网ip组成的地址池，指向到多个外网ip组成的地址池，当内网ip需要访问外网时，就从外网ip地址池中取一个外网ip地址（每次取的ip地址可能不同），两个地址池中的ip个数可以不同。

?PAT

特点是将多个内网ip地址指向到同一个外网ip地址的不同端口，通过访问外网ip的不同端口就可以访问到内网ip。

比如：192.168.1.1 -->58.1.1.1:2233    192.168.1.2-->58.1.1.1:2234

曾经在网上看到过这样一种言论，什么随着IPV6技术的到来，NAT已经out了。

咋说呢，技术革命一定是一步一步实现的。

肯定是先局部后整体，局部先使用IPV6，然后再逐步扩大规模，并减少IPv4的规模，这个时候，NAT技术在过渡阶段肯定是需要的。

下个阶段，网络里就会混杂着IPV4和IPV6两种地址，这个时候更需要NAT技术了，谈何out？

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