SNAT与DNAT公私网地址转换-编程知识

前言

SNAT和DNAT是两种重要的网络地址转换技术，它们允许内部网络中的多个主机共享单个公共IP地址，或者将公共IP地址映射到内部网络中的特定主机。这些技术在构建企业级网络和互联网应用程序时非常重要，因为它们可以帮助保护内部网络安全，同时提供对外部网络的可访问性。

前言

一、SNAT

1. 概述

2. SNAT原理与应用

3. SNAT转换前提条件

4. 案例演示

5. 公网地址未知

二、DNAT

1. 概述

2. DNAT原理与应用

3. DNAT转换前提条件

4. 案例演示

一、SNAT

1. 概述

SNAT（Source Network Address Translation）是一种将私有IP地址转换为公共IP地址的技术，通常用于将内部网络中的多个主机共享单个公共IP地址的情况。在SNAT过程中，路由器或防火墙会将内部主机的IP地址替换为公共IP地址，以便能够与互联网通信。当公共IP地址接收到响应时，路由器或防火墙会将响应转发到相应的内部主机。

2. SNAT原理与应用

SNAT 应用环境：局域网主机共享单个公网IP地址接入Internet (私有IP不能在Internet中正常路由)

SNAT原理：源地址转换，根据指定条件修改数据包的源IP地址，通常被叫做源映射

3. SNAT转换前提条件

① 局域网各主机已正确设置IP地址、子网掩码、默认网关地址

② Linux网关开启IP路由转发 linxu系统本身是没有转发功能只有路由发送数据

4. 案例演示

公网ip有限，利用SNAT技术实现私网地址都可以访问公网

环境准备：

① 三台服务器：7-0客户端、7-1网关、7-2服务端

② 硬件要求：7-0和7-2只需一块网卡、7-1需要两块网卡

③ 网络模式要求：7-0为NAT模式、网卡ens33为NAT模式、网卡ens36为仅主机模式、7-2为仅主机模式

④ IP地址要求：7-0为192.168.190.100/24，网关为192.168.190.101；7-1ens33网卡地址为192.168.190.101/24，网关为192.168.190.101、ens36为12.0.0.254/24，网关为12.0.0.254；7-2为12.0.0.10/24，网关为12.0.0.254

图示：

操作：

① 关闭三台机器的防火墙和selinux，并安装httpd服务

[root@localhost ~]# systemctl stop firewalld.service 
[root@localhost ~]# setenforce 0
[root@localhost ~]# yum install httpd -y

② 配置7-0客户端，修改网卡ip为192.168.190/24，网关192.168.190.101，重启网卡

[root@localhost ~]# vim /etc/sysconfig/network-scripts/ifcfg-ens3316 IPADDR=192.168.190.10017 NETMASK=255.255.255.018 GATEWAY=192.168.190.101
[root@localhost ~]# systemctl restart network

③ 配置7-2客户端，修改网卡ip为12.0.0.10，网关12.0.0.254，重启网卡

[root@localhost ~]# vim /etc/sysconfig/network-scripts/ifcfg-ens3316 IPADDR=12.0.0.1017 NETMASK=255.255.255.018 GATEWAY=12.0.0.254
[root@localhost ~]# systemctl restart network

④ 配置7-1网关服务器，分别配置ens33和ens36网卡信息，并开启路由转发功能

[root@localhost ~]# vim /etc/sysconfig/network-scripts/ifcfg-ens3316 IPADDR=192.168.190.10117 NETMASK=255.255.255.018 GATEWAY=192.168.190.101[root@localhost ~]# cd /etc/sysconfig/network-scripts/
[root@localhost network-scripts]# cp ifcfg-ens33 ifcfg-ens36
[root@localhost network-scripts]# vim ifcfg-ens3613 UUID=0927995e-64e0-49fb-b8ea-7809b06fc6b9
#删除以上内容12 NAME=ens3614 DEVICE=ens3616 IPADDR=12.0.0.25417 NETMASK=255.255.255.018 GATEWAY=12.0.0.254[root@localhost ~]# vim /etc/sysctl.conf
11 net.ipv4.ip_forward=1                     #开启路由转发
[root@localhost ~]# sysctl -p                #刷新配置文件
net.ipv4.ip_forward = 1

⑥ 模拟环境中机器间默认是互通的，但生产环境内网和外网没有SNAT的情况下是不通的，这里的源地址为192.168.190.100，正常情况下私网ip是不会出现在公网中

7-0内网机器：
[root@localhost ~]# curl 12.0.0.107-2公网服务器：
[root@localhost ~]# tail -f /var/log/httpd/access_log 
192.168.190.100 - - [19/Feb/2024:18:44:28 +0800] "GET / HTTP/1.1" 403 4897 "-" "curl/7.29.0"

⑦ 在7-1中添加防火墙规则使得来源于192.168.30.0/24网段的所有从ens36网阿卡流出数据的ip全部NAT为12.0.0.254。然后再使用7-0去curl7-2服务端并在服务端实时查看日志

7-1网关服务器：
[root@localhost ~]# iptables -t nat -A POSTROUTING -s 192.168.190.0/24 -o ens36 -j SNAT --to 12.0.0.254
#将源IP地址为192.168.190.0/24网段的内部主机数据包进行SNAT地址转换，使用公网IP地址12.0.0.254作为源IP地址，并通过ens36接口进行转发
7-0客户机：
[root@localhost ~]# curl 12.0.0.10
7-2服务器：
[root@localhost ~]# tail -f /var/log/httpd/access_log 
192.168.190.100 - - [19/Feb/2024:18:44:28 +0800] "GET / HTTP/1.1" 403 4897 "-" "curl/7.29.0"
12.0.0.254 - - [19/Feb/2024:18:50:45 +0800] "GET / HTTP/1.1" 403 4897 "-" "curl/7.29.0"

此时，可以看见日志源ip已转换为公网地址

5. 公网地址未知

可以将内部网络中的数据包源IP地址转换为外部网络接口的IP地址，以便能够通过外部网络进行访问。这样做的好处是可以隐藏内部网络的真实IP地址，增强安全性，同时也可以避免公网IP地址不足的问题。

7-1网关服务器：
[root@localhost ~]# iptables -t nat -A POSTROUTING -s 192.168.190.0/24 -o ens36 -j SNAT --to MASQUERADE
#转换后的源IP地址为ens36接口的IP地址，并使用MASQUERADE方式进行转换；MASQUERADE方式是一种特殊的SNAT方式，它会动态地将内部网络中的IP地址转换为外部网络接口的IP地址，这样可以方便地处理不同的内部网络IP地址转换到同一个外部IP地址的情况。可以理解为伪装。

二、DNAT

1. 概述

DNAT（Destination Network Address Translation）是一种将公共IP地址转换为私有IP地址的技术，通常用于将公共IP地址映射到内部网络中的特定主机。在DNAT过程中，路由器或防火墙会将公共IP地址替换为内部主机的私有IP地址，以便能够将请求转发到正确的主机。当内部主机接收到请求时，它会将响应发送回路由器或防火墙，后者会将响应的源地址转换为公共IP地址，以便将响应发送回请求方。

2. DNAT原理与应用

DNAT应用环境：在Internet中发布位于局域网内的服务器

DNAT原理：目的地址转换，根据指定条件修改数据包的目的IP地址，保证了内网服务器的安全，通常被叫做目的映射。

3. DNAT转换前提条件

① 局域网的服务器能够访问Internet

② 网关的外网地址有正确的DNS解析记录

③ Linux网关开启IP路由转发

4. 案例演示

为提高服务器安全性，从公网访问的用户只能通过nat转换地址才可访问内网中的服务器

环境准备：

① 三台服务器：7-0客户端、7-1网关、7-2服务端

② 硬件要求：7-0和7-2只需一块网卡、7-1需要两块网卡

③ 网络模式要求：7-0为NAT模式、网卡ens33为NAT模式、网卡ens36为仅主机模式、7-2为仅主机模式

图示：

① 网关服务器配置规则

[root@localhost ~]# iptables -F
[root@localhost ~]# iptables -t nat -A PREROUTING -i ens36 -d 12.0.0.254 -p tcp --dport 80  -j DNAT --to 192.168.190.101
#将到达本机的目标IP地址为12.0.0.254，目标端口为80的TCP数据包进行DNAT地址转换，将目标IP地址转换为192.168.190.101。

② 实时查看7-0的/var/log/httpdd/access_log日志，使用7-2公网地址直接curl内网的7-0，可以看到日志中源地址

7-2公网客户端：
[root@localhost ~]# curl 192.168.190.100
7-0内网服务端：
[root@localhost ~]# tail -f /var/log/httpd/access_log
12.0.0.10 - - [19/Feb/2024:21:19:23 +0800] "GET / HTTP/1.1" 403 4897 "-" "curl/7.29.0"

总结：

SNAT和DNAT都是NAT的一种形式，用于在不同网络之间转换IP地址，以实现网络安全、网络连接和网络管理的目的。