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五、双向NAT

article 2024/11/19 16:43:05

学习防火墙之前，对路由交换应要有一定的认识

双向NAT
- 1.1.基本原理
- 1.2.NAT Inbound + NAT Server
- 1.3.域内NAT+NAT Server

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双向NAT

经过前面介绍，已经对源NAT和NAT Server有了相当的了解。NAT功能就像一个武林高手，可内可外，游刃有余，那么这一内一外能否配合使用呢？

如果需要同时改变报文的源地址和目的地址，就可以配置源NAT+NAT Server，我们称之为双向NAT。

双向NAT不是一个单独的功能，而是源NAT和NAT Server的组合，这里组合的含义是针对同一条流，在其经过防火墙时同时转换报文的源地址和目的地址。

千万不能理解为防火墙上同时配置了源NAT和NAT Server就是双向NAT了，这是不对的，因为源NAT和NAT Server可能是为不同流配置的。

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1.1.基本原理

之前介绍源NAT时，为了便于理解，都是按照私网用户访问Internet的思路进行组网验证的。实际上，源NAT还可以根据报文在防火墙上的流动方向进行分类，包括域间NAT和域内NAT。

域间NAT

报文在两个不同的安全区域之间流动时对报文进行NAT转换，根据流动方向的不同，可以分为两类。

1、NAT Inbound

报文由低级别的区域向高级别区域方向流动时，对报文进行转换，一般这种情况是公网用户访问内部网络，不太常见。

2、NAT Outbound

报文由高级别的区域向低级别区域方向流动时，对报文进行转换，前面介绍的私网用户访问Internet场景使用的NAT都是Outbound。

域内NAT

报文在同一个安全区域之内流动时对报文进行NAT转换，一般来说，域内NAT都会和NAT Server配合使用，单独配置域内NAT的情况比较少见。

当域间NAT、域内NAT和NAT Server配合使用时，就实现了双向NAT。上述实现的前提是：合理设置安全区域安全级别，内网网络属于Trust高安全级别，私网服务器属于DMZ中安全级别，Internet属于Untrust低安全级别。

双向NAT从技术和实现原理来说并无特别之处，但是应用场景很有特色。究竟是什么时候需要配置双向NAT？有什么好处？不配置双向NAT行不行？

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1.2.NAT Inbound + NAT Server

最常见的一个场景：公网用户访问私网服务器，这个场景也是NAT Server的典型场景。但是下面要讲的是如何在这个场景中应用双向NAT，以及这么做的好处。

在这里插入图片描述

接下来进行配置，NAT Server和源NAT。

配置NAT Server
nat server protocol tcp global 210.1.1.1 9980 inside 192.168.100.1 80

NAT Server配置完会生成静态带正向-反向，Server-map表。

在这里插入图片描述

配置源NAT
nat address-group GW
section 192.168.100.200 192.168.100.200

nat-policy
 rule name SNAT
  source-zone untrust
  destination-zone trust
  destination-address 192.168.100.1 mask 255.255.255.255
  action source-nat address-group GW

在配置源NAT策略时，destination-address：由于先进行NAT Server转换，再进行源NAT转换，所以此处的目的地址是NAT Server转换后的地址，即服务器的私网地址。

配置完成后，公网用户访问私网服务器，在防火墙上查看会话表，可以清楚的看到报文的源IP地址和目的IP地址都进行了转换。
在这里插入图片描述

在来看看转发过程：

1、公网用户访问私网服务器的报文到达防火墙时，目的地址210.1.1.1经过NAT Server （nat server protocol tcp global 210.1.1.1 9980 inside 192.168.100.1 80）转换为私网地址192.168.100.1，然后源地址210.1.1.2，经过NAT Inbount（nat address-group GW）也转换为192.168.100.200私网地址，且和私网服务器属于同一网段。这样报文的源地址和目的地址就同时进行了转换，即完成了双向NAT。

简化来说：防火墙收到报文后，从NAT Server选择私网地址替换报文的目的地址。即192.168.100.1。判断安全策略，通过后从源NAT地址池选择一个私网IP替换报文源IP，即192.168.100.200。

2、当私网服务器的回应报文经过防火墙时，再次进行双向NAT地址转换，报文的源地址和目的地址均转换为公网地址。

简化来说：收到Web服务器报文后，会查找会话表之前建立的项，将报文源地址和目的地址替换成原先的地址，将源和目的端口替换为原始的端口号，发送至Internet。

在这里插入图片描述

防火墙G1/0/1，用户请求服务器，源IP：210.1.1.1使用随机端口49207，目的IP：210.1.1.1，端口9980。
在这里插入图片描述
防火墙G1/0/0，防火墙收到用户请求服务器的报文，转换后的源IP：192.168.10.200，端口：2055。目的IP：192.168.100.1，端口80。

回去的报文，源地址：192.168.100.1，端口80。目的IP：192.168.10.200，端口2055。
在这里插入图片描述
转换后的源IP：210.1.1.1，端口9980。目的IP：210.1.1.2，随机端口

到这里有点疑问，前面说过，只配置NAT Server不配置NAT Inbound，也不会影响公网用户访问私网服务器。答案是肯定不会影响，但是配置了有它本身的好处。秘密就在于私网服务器对回应报文的处理方式上。

把NAT地址池中的地址配置成和私网服务器在同一网段，当私网服务器回应公网用户的访问请求时，发现自己的地址和目的地址在同一网段，此时私网服务器就不会去查找路由，而是发送ARP广播报文询问目的地址对应的MAC。防火墙会及时挺身而出，将连接私网服务器接口的MAC地址发给私网服务器，告诉死亡服务器：把回应报文发送给我。所以私网服务器将回应报文发送至防火墙，防火墙再对其进行后续处理。

在这里插入图片描述

既然私网服务器上省去了查找路由环节，那就不用设置网关了，这就是配置双向NAT的好处。这里配置的源NAT，虽然叫源NAT，考虑的时候是反着来的。

安全策略配置

security-policy
 rule name SNAT
  source-zone untrust
  destination-zone trust
  destination-address 192.168.100.1 mask 255.255.255.255
  action permit

配置路由黑洞

ip route-static 192.168.100.1 32 NULL0

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1.3.域内NAT+NAT Server

域内NAT+NAT Server的场景，管理员在规划网络时偷懒，将私网用户和私网服务器规划到同一网络，并将二者置于同一安全区域。

在这里插入图片描述

如图上图：私网用户User访问服务器的报文，到达防火墙后，防火墙进行目的地址转换，私网服务器回应报文时发现目的地址和自己的地址在同一网段，回应报文经交换机直接转发到私网用户，不会经过防火墙转发。

如果希望提高内部网络安全性，使私网服务器的回应报文也经过防火墙处理，就需要配置域内NAT，将私网用户访问私网服务器的报文的源地址进行转换。转换后源地址可以是公网地址也可以是私网地址，只要不和私网服务器在同一网段即可。这样私网服务器的回应报文就会被发送到防火墙。

配置NAT SERVER

nat server protocol tcp global 210.1.1.1 9980 inside 192.168.100.1 www

配置域内NAT，几乎和域间NAT一样，只不过前者在域内进行NAT转换，后者在域间进行NAT转换。

nat address-group 1 1
 section 0 210.1.1.100 210.1.1.100                   公网私网都可以，只要不和私网服务器在同一网段
 
nat-policy
  rule name Policy
  source-zone untrust
  destination-zone trust
  destination-address 192.168.100.1 mask 255.255.255.255
  action source-nat address-group 1