آموزش NAT در سیسکو

Network Address Translation

NAT یکی از ابزارهای قدرتمند دنیای IT است که دقیقا همان کاری را انجام می دهد که از اسم آن بر می آید,به وسیله NAT میتوانیم آدرسهای یک شبکه را به یک شبکه دیگر ترجمه کنیم.
NAT تقریبا در تمامی سیستم عاملها و روتر ها قابل انجام است که هر کدام شیوه و روش خود را دارند.
برای همه متخصصین واضح است که قوی ترین روتر های دنیا Cisco هستند و تقریبا 80 درصد از بستر اینترنت بر روی دستگا های Cisco بنا شده اند. در این آموزش به توضیح مراحل انجام NAT به صورت عملی بر روی سخت افزارهای سیسکو می پردازیم.
از کاربردهای NAT می توان به موارد زیر اشاره کرد:

• ترجمه IP های Private به Public یا بلعکس
• تغییر مرکز سرویس دهنده اینترنت بدون نیاز به تغییر IP ها داخلی
• حفاظت از یک شبکه حساس در مقابل برخی حملات خارجی
• تغییر پورت مقصد پکتها برای کاربران داخلی به صورت transparent

 

تعریف برخی اصطلاحات:

 

• Inside Local : به آدرسی (هایی) اطلاق میشود که بر روی کلاینتهای شبکه داخلی تنظیم شده اند.
• Inside Global : به آدرسی اطلاق میشود که به اینترفیس داخلی روتر که به شبکه داخلی متصل است داده شده است.
• Outside Local : به آدرسهایی که درون اینترنت یا شبکه Public ما قرار دارد گفته می شود.
• Outside Global : به آدرسی (هایی) که بر روی اینترفیس خارجی روتر که به شبکه Public متصل است گفته می شود.

با یک مثال تصویری با اصطلاحات فوق بیشتر آشنا خواهیم شد.

Static NAT

این نوع NAT به صورت یک به یک عمل میکند. بدین معنی که یک عدد inside-localرا به یک outside-global ترجمه می کند. کاربرد این نوع NAT وقتی است که میخواهیم یک private ip را به یک public ip تبدیل کنیم.
با مثالی عملی این بیشتر توضیح می دهیم.

در مثال فوق یک روتر سیسکو داریم که 2 عدد اینترفیس دارد. یکی سریال که به اینترنت متصل و دومی اترنت که به شبکه داخلی ما وصل شده است.
ما میخواهیم آدرس 10.1.1.1را به 11.11.11.254ترجمه کنیم.
بر روی روتر سیسکو چنین عمل میکنیم:

وارد محیط کانفیگ میشویم

config terminal

با این دستور یک NAT استاتیک انجام میدهیم

ip nat inside source static 10.1.1.1 11.11.11.254

وارد اینترفیس سریال میشویم

interface serial0

این اینترفیس را به عنوان خروجی NAT مشخص میکنیم

ip nat outside

از اینترفیس خارج می شویم

exit

وارد اینترفیس اترنت میشویم

interface Ethernet0

اینترفیس را به عنوان ورودی NAT مشخص میکنیم

ip nat inside

از اینترفیس و مد کانفیگ خارج میشویم



هم اکنون با ست کردن آدرس 10.1.1.1و گیت وی 10.10.10.10روی کلاینت میتوانیم به اینترنت دسترسی داشته باشیم.

Dynamic NAT

Dynamic NAT نیز همانند Static NAT است اما با این تفاوت که در NAT به صورت Dynamic میتوانیم یک یا چندین IP با به چندین IP ترجمه کنیم.

اما چرا چندین IP به چندین IP؟

فرض کنید شما Admin یک ISP هستید و به دلیل کمبود IP نیاز به NAT دارید. بر فرض مثال شما دارای 10 Valid IP و 100 Invalid IP که باید به آنها ترجمه کنید. ممکن است تا کنون برای شما پیش آمده باشد که یوزری تماس گرفته و اعلام نا رضایتی کند از اینکه مدتهای طولانی برای دانلود یک فایل از سایت Rapidshare.com باید انتظار بکشد. این به دلیل این است که سایت Rapidshare.com تمامی یوزرهای شما را به چشم یک کاربر میبیند. برای رفع این مشکل میتوانیم 10 آدرس معتبر را به 100 آدرس غیر معتبر ترجمه کنیم که تا حدود زیادی مشکل را حل خواهد کرد.
در Dynamic NAT معمولا آدرسهای معتبر را به وسیله IP nat pool مشخص و آدرسهای غیر معتبر را توسط یک access-list مشخص میکنیم. دلیل استفاده از access-list ایجاد امنیت بیشتر است.

حال با یک مثال به نحوه ایجاد یک Dynamic NAT واقف می شویم:

یک روتر سیسکو داریم که از یک سو توسط اینترفیس سریال به اینترنت متصل گردیده که دارای رنج IP 217.219.109.128/25 و از سوی دیگر توسط اینترفیس اترنت به شبکه داخلی با رنج 172.16.0.0/24 متصل شده است.

آدرس اینترفیس سریال را 217.219.109.129 و آدرس اینترفیس اترنت را 172.16.0.1 قرار میدهیم.

config terminal

ابتدا برای آدرسهای Valid خود یک Pool تهیه می کنیم

ip nat pool pool1 217.219.109.130 217.219.109.254 prefix-length 25

Prefix-length در مثال بالا همان subnet mask آدرسهای ما می باشد
حال access-list مربوط به آدرسهای داخلی را می نویسیم

access-list 8 permit 172.16.0.0 0.0.0.255

دستور اصلی NAT را می نویسیم

ip nat inside source list 8 pool pool1

که در دستور فوق عدد 8 بیانگر آدرسهای داخلی و pool1 مشخص کننده آدرسهای خارجیست

interface serial0

اینترفیس را به عنوان خروجی NAT مشخص میکنیم

ip nat outside

از اینترفیس خارج می شویم

exit

وارد اینترفیس اترنت میشویم

interface ethernet0

اینترفیس را به عنوان ورودی NAT معرفی میکنیم

ip nat inside

Dynamic NAT به صورت Overload

ممکن است ما به شرایطی بر بخوریم که تنها 1 عدد آدرس Valid در اختیار داریم و اجبار به NAT کردن آدرس مذکور به چندین آدرس را داریم. در چنین شرایطی باید از قابلیت Overload استفاده کنیم.
در این حالت روتر برای ورود و خروج هر آدرس Invalid یک پورت مجزا در نظر می گیرد که تمامی آنها را در جدولی که درون خود تشکیل می دهد به ثبت می رساند. به این ترتیب هر پکت که از روتر به مقصد اینترنت خارج می شود دقیقا در هنگام بازگشت به همان آدرس Invalid که صادر کننده آن است باز میگردد. هر یک خط در جدول مذکور یک کانکشن به حساب می آید. اگر دقت کنید بر روی کاتالوگ بعضی سخت افزارها محدودیتی برای تعداد این کانکشن ها قائل می شوند.

در مثال زیر نحوه تنظیم یک روتر به صورت Overload را توضیح می دهیم :

دیاگرام خود را مقداری تغییر می دهیم. در این مثال ما روتر خود را که دارای 3 اینترفیس است به 3 شبکه متصل میکنیم. پورت سریال که به اینترنت متصل و دارای آدرس 80.191.120.8/26 است . اینترفیس ethernet0 به شبکه داخلی اول ما متصل و دارای آدرس 172.16.100.1/24 میباشد و در آخر اینترفیس ethernet1 را داریم که دارای آدرس 192.168.30.1/24 است.
میخواهیم آدرس 80.191.120.8 را به دو سابنت داخلی NAT کنیم:

وارد مد کانفیگ می شویم

config terminal

یک pool برای آدرس Valid تهیه میکنیم که تنها 1 آدرس در آن وجود دارد

ip nat pool ovrld 80.191.120.8 80.191.120.8 netmask 255.255.255.192

با access-list زیر آدرسهای 2 رنج داخلی خود را به access-list شماره 3 نسبت می دهیم

access-list 3 permit 172.16.100.0 0.0.0.255
 access-list 3 permit 192.168.30.0 0.0.0.255

دستور اصلی NAT را می نویسیم که کلمه Overload میبایست در آخر آن اضافه شود

ip nat inside source list 3 pool ovrld overload

اینترفیس خروجی NAT را مشخص میکنیم

interface serial0
 ip nat outside
 exit

این اینترفیس را به عنوان ورودی NAT مشخص میکنیم

interface ethernet0
 ip nat inside
 exit

این اینترفیس را به عنوان ورودی NAT مشخص میکنیم

interface ethernet1
 ip nat inside
 exit

هم اکنون آدرس 80.191.120.8 عمل NAT را برای هر دو سابنت ما انجام می دهد.

Destination NAT

dstNAT یا outside source address translation بدین معنی است که ما عمل NAT را برای شبکه Public خود انجام دهیم. با یک مثال قضیه را روشن میکنم:
فرض کنید آدرس IP یکی از مشترکین شما  NAT شده است. یعنی مشترک به صورت دستی آدرس را در کامپیوتر خود وارد کرده و default gateway را آدرس اینترفیس داخلی روتر شما قرار داره است. شما قبلا عمل NAT را برای وی انجام داده اید و او را به اینترنت متصل نموده اید. حال مشترک نیاز دارد که کاربری در اینترنت به کامپیوترش وصل شود یا اینکه قصد هاست کردن یک وبسایت بر روی کامپیوتر حود را دارد. با شرایط فعلی این امر امکان پذیر نیست زیرا که آدرس معتبری یر روی آن تنظیم نشده و از اینترنت قابل رویت نیست.
ما برای رفع مشکل این یوزر می بایست عمل dstNAT را انجام دهیم. یعنی به روتر خود بگوئیم هر گاه پکتی با درخواست اتصال به آدرس X را داشت آن را به کامپیوتری در شبکه داخلی با آدرس Y بفرست. بدین ترتیب با داشتن آن آدرس valid میتوانیم به هاست لوکال خود دسترسی پیدا کنیم. این امر نیز به دو صورت static و dynamic قابل اجراست که در مثالهای زیر توضیح داده شده است.

Static dstNAT

ابتدا همانند قبل یک static nat میان 2 آدرس 10.1.1.1 و 11.11.11.254 ایجاد میکنیم

سپس این خط را به تنظیمات خود اضافه میکنیم

ip nat outside source static 11.11.11.254 10.1.1.1

Dynamic dstNAT

در این مثال نیز ابتدا تمامی تنظیمات Dynamic NAT را که قبلا گفته شده انجام میدهیم سپس این خط را به آخر آن اضافه میکنیم

ip nat outside source list 8 pool pool1

بدین ترتیب عمل reverse را نیز برای NAT خود انجام میدهیم.

Redirect in NAT

در بعضی مواقع نیاز داریم که یک پورت یا IP را به صورت transparent برای یوزرهای خود عوض کنیم. به عنوان مثال ما در شبکه خود یک وب سرور داریم. این سرور قبلا بر روی پورت 80 کار کرده است اما اکنون به دلایلی مجبور به تعویض پورت آن به 8080 شده ایم. ممکن است آگاه سازی یوزرهای ما برایمان مشکل ساز باشد و بخواهیم بدون هیچ تغییری برای آنها این پورت را عوض کنیم. در چنین مواقعی Redirect به کمک ما می شتابد.
در مثال زیر با چگونگی تنظیمات این نوع NAT آشنا می شویم:

در این مثال ما یک روتر سیسکو داریم که 2 اینترفیس سریال و اترنت دارد. که آدرس سریال را 100.100.100.5 و آدرس اترنت را 10.20.30.1 قرار داده ایم.
آدرس وب سرور ما 10.20.30.55 می باشد که در شبکه داخلی ما قرار دارد.
برای Redirect کردن پورت 80 به 8080 بدین صورت عمل میکنیم:

config terminal
 ip nat inside source static tcp 10.20.30.55 8080 10.20.30.55 80

اینترفیس خروجی NAT را مشخص میکنیم

interface serial0
 ip nat outside
 exit

این اینترفیس را به عنوان ورودی NAT مشخص میکنیم

interface ethernet0
 ip nat inside
 exit

حال یک سولوشن دیگر پیاده میکنیم.

در شبکه ما یک روتر وجود دارد که دارای 3 اینترفیس است. اینترفیس سریال که آدرس 200.200.200.43 و اینترفیس ethernet0 که آدرس 172.16.10.1 و اینترفیس ethernet1 که آدرس 192.168.0.1 را داراست.
ما در شبکه ای که به اینترفیس ethernet1 متصل شده یک سرور داریم که آدرس آن 192.168.0.6 است. به دلایلی مجبور به تعویض آدرس آن به 192.168.0.12 شده ایم. به دلیل اینکه این سرور مربوط به اتوماسیون اداری ما بوده بسیار کار دشواریست که بر روی 176 کلاینت خود که با این سرور کار میکنند و در شبکه ای که به اینترفیس ethernet0 وصل است آدرس سرور را عوض کنیم.
برای همین به سراغ روتر قدرتمند خود می آئیم و تمامی درخواستهایی را که به مقصد 192.168.0.6 می روند را به 192.168.0.12 هدایت میکنیم.
در زیر نحوه انجام این کار توضیح داده شده است.

config terminal
 ip nat inside source static 192.168.0.12 192.168.0.6

اینترفیس خروجی NAT را مشخص میکنیم

interface serial0
 ip nat outside
 exit

این اینترفیس را به عنوان ورودی NAT مشخص میکنیم

interface ethernet0
 ip nat inside
 exit

این اینترفیس را به عنوان ورودی NAT مشخص میکنیم

interface ethernet1
 ip nat inside
 exit

Change Translation Timeouts

وقتی که ما از Dynamic NAT استفاده می کنیم یک IP به یک IP دیگر نسبت داده می شود. فرضا اگر کلاینت ما 1 ساعت از این IP استفاده کند تا یک مدت بعد این IP خارجی برای وی به صورت رزرو می ماند. اگر بعد از یک پریود زمانی کلاینت ما از آن استفاده نکند به کلاینت دیگری اختصاص داده می شود.
زمان این تاخیر را میتوانیم مشخص کنیم که در حالت Dynamic NAT بدون Overload این زمان به صورت پیش فرض 24 ساعت است.

با دستور زیر این امر محقق می شود:

config terminal
 ip nat translation timeout 21600

عدد فوق بر اساس ثانیه بوده که در مثال بالا ما این زمان تاخیر را بر روی 6 ساعت تنظیم کرده ایم.

همانطور که گفتیم مثال بالا برای حالت Dynamic NAT بدون Overload هست. در حالت Overload چون برای هر یوزر یه آدرس خارجی نداریم مقدار این زمان اصلا مشخص نیست.
در حالت Overload تنها میتوانیم زمان برای پروتکلهای خاص مشخص کنیم:

در مثال زیر پروتکلها آورده شده اند:

config terminal
 ip nat translation udp-timeout 120
 ip nat translation dns-timeout 100
 ip nat translation tcp-timeout 480
 exit

مانیتور کردن NAT درون Router

show ip nat translations
show ip nat statistics