NAT技术和代理服务器
一、代理服務器
所謂“代理”,就是代而勞之的意思。代理服務器就是代理網絡用戶去取得網絡信息,形象的說:它是網絡信息的中轉站,使得一個網絡終端和另一個網絡終端不直接進行相連,代理網絡用戶去取得信息。主要工作在OSI的會話層中。
一個完整的代理請求過程為:客戶端首先與代理服務器創建連接,接著根據代理服務器所使用的代理協議,請求對目標服務器創建連接或者獲得目標服務器的指定資源(如文件)。在后一種情況中,代理服務器可能對目標服務器的資源下載至緩存,如果客戶端索要獲取的資源在代理服務器的緩存之中,則代理服務器并不會向目標服務器發送請求,而是直接返回了緩存的資源。一些代理協議允許代理服務器改變客戶端的原始請求、目標服務器的原始響應,以滿足代理協議的需要。代理服務器的選項和設置在計算機程序中,通常只包括一個“防火墻”,允許用戶輸入代理地址,他會這該他們的網絡活動,可以允許繞過互聯網過濾實現網絡訪問。
代理服務器(Proxy Server)是Internet鏈路級網關所提供的一種重要的安全功能,主要的功能有:
1.突破自身IP訪問限制,訪問國外站點。教育網,過去的169網等。
2.提高訪問速度:通常代理服務器都設置了一個較大的硬盤緩沖區,當有外界的信息通過的時候,同時也將其保存在緩沖區中,當其他用戶在訪問相同的信息時,則直接有緩沖區取出信息,傳給用戶,以提高訪問速度
3.鏈接內網與Internet,充當防火墻:因為所有的內部網用戶通過代理服務器訪問外界時,只映射一個IP地址,所以外界不能直接訪問到內部網;同時可以設置IP地址過濾,限制內部網對外部的訪問權限
4.節省IP開銷:代理服務器允許使用大量的偽IP地址,節約上網資源,即代理服務器可以減少對IP地址的需求,對于使用局域網方式接入Internet,如果為局域網(LAN)內的每一個用戶都申請一個IP地址,其費用可想而知。但使用代理服務器之后,只需代理服務器上有一個合法的IP地址,LAN內其他用戶可以使用10.*.*.*這樣的私有IP地址,這樣可以節約大量的IP,降低網路的維護成本。
5.隱藏真實IP:上網者可以通過這種方式隱藏自己的IP,以免受到攻擊;
6.設置用戶驗證和記賬功能,沒有登記的用戶無權通過代理服務器訪問Internet網。并對用戶的訪問時間、訪問地點、信息流量進行統計。
二、NAT技術
NAT(Network Address Translation)網絡地址轉換,用于將訪問Internet上公網的私有IP地址轉換為合法的共有IP地址。產生原因:IPv4地址危機,由于其先天性不足,,在九十年代初期,已經預計到了IPv4地址不足,從而開始開發IPv6技術。但與與開發IPv6需要足夠的時間,為了延長IPv4的使用時間,產生了NAT技術。
NAT技術以少量的共有IP地址代替大多的私有IP地址訪問的方式,能有助于減緩IP地址不足的問題,同時能有效地避免來自網絡外部的攻擊,隱藏并保護網絡內部的計算機。
NAT將自動修改IP報文的原IP地址和目的IP地址,IP地址校驗則在NAT處理過程中自動完成。有些應用程序將原IP地址嵌入到IP報文的數據部分中,所以還需要同時對報文的數據部分進行修改,以匹配IP投中已經修改過的原IP地址。否則,在報文數據部分嵌入IP地址的應用成徐就不能正常的工作。
NAT服務器有內部和外部兩個網卡,只有當內外部網絡之間需要進行數據傳送時,才進行地址轉換。在NAT服務器上都維護一張狀態表,稱為NAT表。該表記錄每個數據包在NAT服務器上被轉換的情況。根據采用的地址轉換技術不同,可以分為三類:靜態轉換、動態轉換和端口多路復用;
? ??靜態轉換是指將內部網絡的私有IP地址轉換為公有IP地址,IP地址對是一對一的,是一成不變的,某個私有IP地址只轉換為某個公有IP地址。借助于靜態轉換,可以實現外部網絡對內部網絡中某些特定設備(如服務器)的訪問。
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首先,當內網終端要訪問外網服務器時,會先將請求發送給NAT服務器;
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NAT服務器接收到請求后,根據接收到的數據包檢查NAT表;如果已為該地址配置了靜態地址轉換,NAT服務器就使用對應的公網IP地址轉發數據包,否則,NAT服務器不對地址進行轉換,直接將數據包丟棄;
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Internet主機接收到請求之后,會將應答信息返回給端口NAT服務器;
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當NAT服務器接收到來自Internet上的主機返回的數據包后,檢查靜態NAT表。如果NAT表中存在匹配的映射項,則將目標地址轉換為相應的內網IP,并將數據包轉發給內網主機。如果不存在匹配映射項,則將數據包丟棄;
? ? 動態轉換是指將內部網絡的私有IP地址轉換為公用IP地址時,IP地址是不確定的,是隨機的,所有被授權訪問上Internet的私有IP地址可隨機轉換為任何指定的合法IP地址。也就是說,只要指定哪些內部地址可以進行轉換,以及用哪些合法地址作為外部地址時,就可以進行動態轉換。動態轉換可以使用多個合法外部地址集。當ISP提供的合法IP地址略少于網絡內部的計算機數量時。可以采用動態轉換的方式。
動態轉換的過程和靜態轉換差不多,只是其轉換成對應的合法公有IP地址是不確定的,也就是隨機分配的;
? ? 端口多路復用是指改變外出數據包的源端口并進行端口轉換,即端口地址轉換(PAT,Port Address Translation).采用端口多路復用方式。內部網絡的所有主機均可共享一個合法外部IP地址實現對Internet的訪問,從而可以最大限度地節約IP地址資源。同時,又可隱藏網絡內部的所有主機,有效避免來自internet的攻擊。因此,目前網絡中應用最多的就是端口多路復用方式。
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當內網主機需要與Internet建立連接時,首先將請求發送到端口NAT服務器。NAT服務器接收到請求后,根據接收到的數據包,檢查端口NAT映射表;如果還沒有為該內網主機建立地址轉換映射項,則NAT服務器會創建一個會話,并給該會話分配一個端口。之后將源地址及端口改為企業公網IP地址及相應的端口,發送數據包到Internet主機上;
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Internet主機接收到信息后,將應答信息返回給端口NAT服務器;
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當端口NAT服務器接收到應答信息后,檢查端口NAT映射表。如果端口NAT表存在匹配的映射項,則將目標地址及端口轉換為對應的內網IP及端口,將數據包轉發給內網主機。如果不存在匹配映射項,就將數據包丟棄;
總結
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