【network实践】DHCP和NAT

DHCP概要

DHCP(dynamic host configuration protocol)是局域网中的一种协议，可以给内部网自动分配ip地址。

DHCP客户端和DHCP服务器之间连接过程分为四步：

1. discovery阶段：客户端通过broadcast寻找服务器
2. offer阶段：服务器预约ip地址并回信给客户端
3. request阶段：客户端收到offer，并将需要的ip地址，broadcast告诉服务器
4. ack阶段：服务器按照要求给客户端分配ip地址

NAT概要

NAT(network address translation)相当于在外部的网络记住内部网络的网络端口，从而可以在ip地址一直变化的情况下做到准确运输数据包。

NAT有两个优点：

1. 可以解决ipv4地址枯竭的问题。
2. 可以提高网络的安全性。

几个需要注意的NAT用语：

• 内部local address：从内部往内部看ip地址。
• 内部global address：从外部向内部看ip地址。
• 外部local address：从内部看外部的ip地址。
• 外部global address：从外部看外部的ip地址。

NAT内部local address和内部global address是一一对应的关系：

• 10.1.1.1 – 1.1.1.1
• 10.1.1.2 – 1.1.1.2
• 10.1.1.3 – 1.1.1.3
• 10.1.1.4 – 1.1.1.4

PAT概要

PAT(port address translation)是局域网中的一种协议，与NAT不同的是，PAT可以就一个ip地址通过分配不同的网口的形式，实现只用一个内部global address分配到不同的内部local address。

• 10.1.1.1:1025 – 1.1.1.1:1025
• 10.1.1.2:1029 – 1.1.1.1:1029
• 10.1.1.5:1030 – 1.1.1.1:1030

演习

network拓扑图如下,要求用两台router，一台switch完成实验，从ISP路由器出发分割出的global地址是209.165.200.224/29，利用此global地址设定GW路由器的PAT，内部IP地址根据192.168.32.0/24的范围进行DHCP分配地址,PC取得适当的ip地址后，模拟网络服务(loopback)能完成通信的话就是成功。

首先配置GW的路由器NAT：

GW_Router(config)#interface fastethernet 0
GW_Router(config-if)#ip address 192.168.32.254 255.255.255.0
GW_Router(config-if)#ip nat inside
GW_Router(config-if)#no shutdown
GW_Router(config)#interface fastethernet 1
GW_Router(config-if)#ip address 209.165.201.18 255.255.255.0
GW_Router(config-if)#ip nat outside
GW_Router(config-if)#no shutdown
GW_Router(config)#ip nat pool DPAT 209.165.201.209 209.165.201.230 netmask 255.255.255.0
GW_Router(config)#access-list 1 permit host 192.168.32.0  //设置ACL
GW_Router(config)#ip nat inside source list 1 pool DPAT overload //PAT定义

其次配置GW路由器DHCP：

GW_Router(config)#ip dhcp excluded-address 192.168.32.10 192.168.32.254//192.168.32.10-254除外
GW_Router(config)#ip dhcp pool LANUser
GW_Router(dhcp-config)#network 192.168.32.0 255.255.255.0
GW_Router(dhcp-config)#default-router 192.168.32.254
GW_Router(dhcp-config)#domain-name google.com
GW_Router(dhcp-config)#dns-server 8.8.8.8 //设定dns服务器
GW_Router(dhcp-config)#lease 0 12 //释放时间设置为12小时
GW_Router(config)#ip route 0.0.0.0 0.0.0.0 209.165.201.17//设定GW路由到ISP路由的默认路由通路

接着配置ISP服务器：

ISP_Router(config)#interface fastethernet 0
ISP_Router(config-if)#ip address 209.165.201.17 255.255.255.0
ISP_Router(config-if)#no shutdown
ISP_Router(config)#interface loopback 0
ISP_Router(config-if)#ip address 8.8.8.8 255.255.255.0
ISP_Router(config)#ip route 209.165.200.224 255.255.255.248 209.165.201.18
ISP_Router#show ip route

总结

至此所有NAT配置完成，但是最终show ip nat translations什么也不显示，原因是设置完后没有运行，这时用PCping 8.8.8.8就可以查看设置是否成功，show ip nat translations也会显示内容。

有一个小疑问GW_Router(config)#ip route 0.0.0.0 0.0.0.0 209.165.201.17这个语句为什么是从default gateway出发？