Телевизоры. Приставки. Проекторы и аксессуары. Технологии. Цифровое ТВ

Nat протокол. Принцип работы роутера (маршрутизатора)

Что такое NAT

Ваш компьютер может быть подключен к интернету напрямую. Тогда говорят, что у него внешний IP адрес.

Обычно это значит, что компьютер подключен сразу к модему (DSL, кабельному или обычному аналоговому).

За NAT означает, что ваш компьютер подключен не к интернету, а к локальной сети. Тогда у него внутренний IP адрес, из интернета сам по себе недоступный.

Доступ к интернету ваш компьютер получает через NAT - процесс трансляции внутренних адресов во внешние и обратно. NAT-устройство обычно называют раутером.

Специфика работы NAT такова, что соединения, инициируемые вашим компьютером, прозрачно проходят через NAT-устройство в интернет. Однако соединения, которые хотели бы с вами установить другие компьютеры из интернета, до вас дойти не могут.

Находим IP адрес компьютера

Run">Откройте диалоговое окно для запуска программ: клик на кнопке Пуск, в меню выберите Выполнить .

В Windows 2000/XP набираем команду cmd /k ipconfig , нажимаем OK и смотрим на результат.

Windows 2000 IP Configuration Ethernet adapter Local Area Connection: Connection-specific DNS Suffix . : IP Address. . . . . . . . . . . . : 192.168.1.10 Subnet Mask . . . . . . . . . . . : 255.255.255.0 Default Gateway . . . . . . . . . : 192.168.1.1

Первый из этих адресов - это IP адрес вашего компьютера.

Нaходитесь ли вы за NAT

Три специальных диапазона IP адресов зарезервированы для локальных сетей и в интернете не используются:

10. 0. 0. 0 - 10. 255.255.255 172. 16. 0. 0 - 172. 31.255.255 192.168. 0. 0 - 192.168.255.255

Если IP адрес вашего компьютера находится в одном из этих диапазонов, то есть начинается с 10. или с 192.168. или с 172.nn. (где nn - от 16 до 31) , то это локальный (внутренний) адрес, и вы точно находитесь за NAT.

Если нет, то теперь проверьте, под каким IP адресом вас видят другие компьютеры в интернете. Например на whatsmyip.org ("Your IP Address is x.x.x.x" вверху страницы) или на myipaddress.com .

Если IP адрес вашего компьютера совпадает с показанным одним из этих сайтов, то вы точно подключены к интернету напрямую.

В остальных случаях наверняка сказать нельзя. Возможны такие варианты:

  • вы находитесь за NAT, но ваш сетевой администратор выбрал нестандартные внутренние адреса для вашей локальной сети. Найдите его и поинтересуйтесь, зачем так нужно было делать.
  • вы выходите в интернет через прокси сервер (тогда whatsmyip.org показал вам адрес этого прокси сервера). Во многих случаях вы можете определить, есть ли между вами и интернетом прокси сервер, пользуясь например lagado.com/proxy-test .

    Подключение через прокси в этом руководстве не рассматривается .

Варианты подключения через NAT

Если вы за NAT, то следующим шагом надо определить, где именно находится NAT-устройство.

NAT провайдера

    Тогда говорят, что
  • провайдер предоставляет вам интернет через NAT ,
  • или что провайдер не дает вам внешний IP адрес ,
  • или что вы подключены через локальную сеть провайдера

Проще всего позвонить провайдеру и узнать. Или поинтересоваться у знающих соседей с таким же подключением.

При подключении к интернету через локальную сеть провайдера сделать себе доступный порт нельзя. Если, конечно, провайдер специально для вас не перенаправит определенный порт, что малореально. Или если вы не заплатите дополнительно за услугу, которая обычно называется "внешний" ("белый") IP адрес.

NAT в офисе или многоквартирном доме

В принципе ситуация такая же, но вы можете поискать подходы к местному админу. В конечном итоге решение вопроса о доступности порта зависит от того, имеете ли вы доступ к настройкам раутера.

Кроме того, можно также попробовать UPnP, вдруг в раутере оставили его разрешенным.

NAT ваш собственный

В этом случае вы практически всегда можете его настроить и получить доступный порт.

Обычно это или подключение через домашний раутер или подключение через другой компьютер, например используя ICS (второй вариант тут не рассматривается).

Конечно, в принципе бывает и так, что NAT есть и у вас дома, и у провайдера, то есть ваш компьютер находится за двумя NAT сразу. Это можно проверить, зайдя в настройки раутера, посмотрев на его внешний адрес и далее следуя вышеописанному сценарию (принадлежит ли этот адрес диапазонам локальных сетей, совпадает ли он с тем адресом, под которым вас видят в интернете).

Интернет -маршрутизатором, сервером доступа, межсетевым экраном. Наиболее популярным является Source NAT (SNAT), суть механизма которого состоит в замене адреса источника (source) при прохождении пакета в одну сторону и обратной замене адреса назначения ( destination ) в ответном пакете. Наряду с адресами источника/назначения могут также заменяться номера портов источника и назначения.

Помимо SNAT, т.е. предоставления пользователям локальной сети с внутренними адресами доступа к сети Интернет , часто применяется также Destination NAT , когда обращения извне транслируются межсетевым экраном на сервер в локальной сети, имеющий внутренний адрес и потому недоступный из внешней сети непосредственно (без NAT ).

На рисунках ниже приведен пример действия механизма NAT .


Рис. 7.1.

Пользователь корпоративной сети отправляет запрос в Интернет , который поступает на внутренний интерфейс маршрутизатора, сервер доступа или межсетевого экрана (устройство NAT ).

Устройство NAT получает пакет и делает запись в таблице отслеживания соединений, которая управляет преобразованием адресов.

Затем подменяет адрес источника пакета собственным внешним общедоступным IP-адресом и посылает пакет по месту назначения в Интернет .

Узел назначения получает пакет и передает ответ обратно устройству NAT .

Устройство NAT , в свою очередь , получив этот пакет, отыскивает отправителя исходного пакета в таблице отслеживания соединений, заменяет IP- адрес назначения на соответствующий частный IP- адрес и передает пакет на исходный компьютер . Поскольку устройство NAT посылает пакеты от имени всех внутренних компьютеров, оно изменяет исходный сетевой порт и данная информация хранится в таблице отслеживания соединений.

Существует 3 базовых концепции трансляции адресов:

  • статическая (SAT, Static Network Address Translation),
  • динамическая (DAT, Dynamic Address Translation),
  • маскарадная (NAPT, NAT Overload, PAT).

Статический NAT отображает локальные IP-адреса на конкретные публичные адреса на основании один к одному. Применяется, когда локальный хост должен быть доступен извне с использованием фиксированных адресов.

Динамический NAT отображает набор частных адресов на некое множество публичных IP-адресов. Если число локальных хостов не превышает число имеющихся публичных адресов, каждому локальному адресу будет гарантироваться соответствие публичного адреса. В противном случае, число хостов, которые могут одновременно получить доступ во внешние сети, будет ограничено количеством публичных адресов.

Маскарадный NAT (NAPT, NAT Overload , PAT , маскарадинг) – форма динамического NAT , который отображает несколько частных адресов в единственный публичный IP- адрес , используя различные порты. Известен также как PAT ( Port Address Translation ).

Механизмов взаимодействия внутренней локальной сети с внешней общедоступной сетью может быть несколько – это зависит от конкретной задачи по обеспечению доступа во внешнюю сеть и обратно и прописывается определенными правилами. Определены 4 типа трансляции сетевых адресов:

  • Full Cone (Полный конус)
  • Restricted Cone (Ограниченный конус)
  • Port Restricted Cone (Порт ограниченного конуса)
  • Symmetric (Симметричный)

В первых трех типах NAT для взаимодействия разных IP-адресов внешней сети с адресами из локальной сети используется один и тот же внешний порт . Четвертый тип – симметричный – для каждого адреса и порта использует отдельный внешний порт .

Full Cone , внешний порт устройства (маршрутизатора, сервера доступа, межсетевого экрана) открыт для приходящих с любых адресов запросов. Если пользователю из Интернета нужно отправить пакет клиенту, расположенному за NAT ’ом, то ему необходимо знать только внешний порт устройства, через который установлено соединение. Например, компьютер за NAT ’ом с IP-адресом 192.168.0.4 посылает и получает пакеты через порт 8000, которые отображаются на внешний IP- адрес и порт , как 10.1.1.1:12345. Пакеты из внешней сети приходят на устройство с IP-адресом:портом 10.1.1.1:12345 и далее отправляются на клиентский компьютер 192.168.0.4:8000.

Во входящих пакетах проверяется только транспортный протокол; адрес и порт назначения, адрес и порт источника значения не имеют.

При использовании NAT , работающему по типу Restricted Cone , внешний порт устройства (маршрутизатора, сервера доступа, межсетевого экрана) открыт для любого пакета, посланного с клиентского компьютера, в нашем примере: 192.168.0.4:8000. А пакет, пришедший из внешней сети (например, от компьютера 172.16.0.5:4000) на устройство с адресом:портом 10.1.1.1:12345, будет отправлен на компьютер 192.168.0.4:8000 только в том случае, если 192.168.0.4:8000 предварительно посылал запрос на IP- адрес внешнего хоста (в нашем случае – на компьютер 172.16.0.5:4000). То есть, маршрутизатор будет транслировать входящие пакеты только с определенного адреса источника (в нашем случае компьютер 172.16.0.5:4000), но номер порта источника при этом может быть любым. В противном случае, NAT блокирует пакеты, пришедшие с хостов, на которые 192.168.0.4:8000 не отправлял запроса.

Механизм NAT Port Restricted Cone почти аналогичен механизму NAT Restricted Cone. Только в данном случае NAT блокирует все пакеты, пришедшие с хостов, на которые клиентский компьютер 192.168.0.4:8000 не отправлял запроса по какому-либо IP-адресу и порту. Mаршрутизатор обращает внимание на соответствие номера порта источника и не обращает внимания на адрес источника. В нашем примере маршрутизатор будет транслировать входящие пакеты с любым адресом источника, но порт источника при этом должен быть 4000. Если клиент отправил запросы во внешнюю сеть к нескольким IP-адресам и портам, то они смогут посылать пакеты клиенту на IP- адрес : порт 10.1.1.1:12345.

Symmetric NAT существенно отличается от первых трех механизмов способом отображения внутреннего IP-адреса:порта на внешний адрес : порт . Это отображение зависит от IP-адреса:порта компьютера, которому предназначен посланный запрос . Например, если клиентский компьютер 192.168.0.4:8000 посылает запрос компьютеру №1 (172.16.0.5:4000), то он может быть отображен как 10.1.1.1:12345, в тоже время, если он посылает с того же самого порта (192.168.0.4:8000) на другой IP- адрес , он отображается по-другому (10.1.1.1:12346).

  • Позволяет предотвратить или ограничить обращение снаружи к внутренним хостам, оставляя возможность обращения из внутренней сети во внешнюю. При инициации соединения изнутри сети создаётся трансляция. Ответные пакеты, поступающие снаружи, соответствуют созданной трансляции и поэтому пропускаются. Если для пакетов, поступающих из внешней сети, соответствующей трансляции не существует (а она может быть созданной при инициации соединения или статической), они не пропускаются.
  • Позволяет скрыть определённые внутренние сервисы внутренних хостов/серверов. По сути, выполняется та же указанная выше трансляция на определённый порт, но возможно подменить внутренний порт официально зарегистрированной службы (например, 80-й порт TCP (HTTP-сервер) на внешний 54055-й). Тем самым, снаружи, на внешнем IP-адресе после трансляции адресов на сайт (или форум) для осведомлённых посетителей можно будет попасть по адресу http://dlink.ru:54055 , но на внутреннем сервере, находящимся за NAT, он будет работать на обычном 80-м порту.
  • Однако следует упомянуть и о недостатках данной технологии:

    1. Не все протоколы могут "преодолеть" NAT. Некоторые не в состоянии работать, если на пути между взаимодействующими хостами есть трансляция адресов. Опеределенные межсетевые экраны, осуществляющие трансляцию IP-адресов, могут исправить этот недостаток, соответствующим образом заменяя IP-адреса не только в заголовках IP, но и на более высоких уровнях (например, в командах протокола FTP).
    2. Из-за трансляции адресов "много в один" появляются дополнительные сложности с идентификацией пользователей и необходимость хранить полные логи трансляций.
    3. Атака DoS со стороны узла, осуществляющего NAT – если NAT используется для подключения многих пользователей к одному и тому же сервису, это может вызвать иллюзию DoS-атаки на сервис (множество успешных и неуспешных попыток). Например, избыточное количество пользователей ICQ за NAT приводит к проблеме с подключением к серверу некоторых пользователей из-за превышения допустимой скорости подключений.

    Давно не новость, что сетевых адресов IP для всех устройств, желающих находиться в Интернете, не достаточно. В настоящее время выход из этой ситуации нашли, разработав протокол IPv6, в котором длина адреса составляет 128 бит, в то время как нынешний IPv4 всего 32 бита. Но в начале 2000-х годов нашли другое решение – использовать преобразование сетевых адресов, сокращенно nat. Дальше в статье будет произвена настройка nat в роутере.

    Вход в меню настроек роутера

    В качестве примера возьмем роутер фирмы ZyXEL серии ZyWALL USG и NXC5200.

    Первым делом заходим в настройки роутера. Для этого в любом веб браузере в адресной строке набираем 192.168.1.1. (стандартный адрес роутера), появится окно с требованием ввести логин и пароль.

    В поле «Имя пользователя» вводим admin, в поле «Пароль» вводим 1234. Нажимаем «ОК».

    Настройка nat в роутере

    В открывшемся окне меню переходим во вкладку «Configuration» (значек с двумя шестиренками), далее «Network», далее «Routing». В выбранном окне переходим на закладку «Policy Routing».

    Меню настроек роутера ZyXEL

    В данном меню настраивается политика маршрутизации. В области «Criteria» настраиваем критерии для выборки трафика – какой трафик необходимо транслировать (собственно настроить nat), а какой просто маршрутизировать. Трафик можно быть выбран по нескольким критериям:

    1. Пользователь (User);
    2. По интерфейсу (Incoming);
    3. По IP-адресу источника (Source Address);
    4. По IP-адресу получателя (Destination Address);
    5. По порту назначения (Service).

    В области «Next-Hop» назначаем объект для перенаправления трафика:

    Выбор объекта перенаправления роутера ZyXEL

    Где «Auto» – трафик будет перенаправляться в глобальный интерфейс, назначенного по умолчанию; Gateway – на адрес указанного в настройках шлюза; VPN Tunnel – IPSec виртуальный частный туннель; Trunk – маршрут на «транк», где «транк» – это несколько интерфейсов, настроенных на работу вместе либо в режим резервирования; Interface – перенаправление на указанный интерфейс:

    Важно не забывать при любом внесении изменений в настройки роутера нажимать кнопку «OK», чтобы сохранить настройки, а не просто закрывать веб браузер.

    Настройка nat на компьютере

    Как известно, в качестве роутера может служить и сам персональный компьютер. Зачастую бывает ситуация, когда имеется компьютерная сеть из нескольких компьютеров, один из которых имеет выход в Интернет. В данной ситуации можно вообще не покупать маршрутизаторов, а настроить компьютер с выходом в Интернет в качестве роутера и настроить nat уже на нем. Рассмотрим такой случай подробнее.

    Обязательно на главном компьютере, который смотрит в Интернет (назовем его SERVER) было установлено 2 сетевые карты – первая для подключения в локальную сеть, вторая к провайдеру. В примере будет использоваться операционная система Windows Server 2012.

    Для настройки первым делом запускаем «Диспетчер сервера» (Пуск -> Администрирование –> Диспетчер сервера). Появится окно настройки:

    Отсюда мы будем управлять нашим сервером. Для продолжения настройки нажмите «Добавить роли и компоненты», в результате чего откроется окно мастера добавления ролей. Первый шаг – Тип установки:

    В следующем окне нам необходимо выбрать роль, которую мы устанавливаем на сервер. Ставим галку напротив «Удалённый доступ».

    Появится следующее окно, в котором отображается список необходимых для работы компонентов. Нажимаем «Добавить компоненты», данное окно исчезнет. Жмем «Далее».

    В следующем окне мастер предлагает добавить компоненты сервера. Ничего менять не надо, жмем «Далее».

    На следующей странице мастер просто информирует нас о работе роли «Удаленный доступ». Жмем «Далее».

    На следующем шаге необходимо выбрать «Службы ролей». Ставим галочку напротив «Маршрутизация», жмём «Далее».

    Следующее окно снова информационное, ничего выбирать не надо, но можно поставить галочку напротив «Автоматический перезапуск на выбранном сервере…», в результате чего сервер после установки будет автоматически перезагружен. Но можно это сделать и вручную. Жмем «Далее».

    И последний шаг – непосредственная установка сервера. После окончания нажимаем кнопку «Закрыть».

    Установка сервера

    Итак, мы настроили компьютер, который подключен к интернету, в режим сервера. Теперь необходимо на нем настроить nat.

    Переходим в Пуск / Администрирование / Маршрутизация и удалённый доступ. В появившемся окне в левой части находим пункт «SERVER (локально)», кликнем по нему правой кнопкой мыши и в выпавшем меню жмем «Настроить и включить маршрутизацию и удалённый доступ».

    Появится мастер настройки сервера маршрутизации и удалённого доступа, в котором и настроим nat.

    На первой странице нас кратко знакомят с мастером – жмем «Далее». На следующем шаге необходимо выбрать одну из служб, которые будут запускаться на данном сервере. Выбираем «преобразование сетевых адресов (NAT)», жмем «Далее».

    Дальше мастер попросит выбрать сетевое соединение, которое смотрит в Интернет. В списке будут присутствовать обе сетевые карты (как минимум, в зависимости, сколько их установлено на сервере). Выбираем ту, к которой подключен сетевой кабель провайдера. Жмем «Далее».

    В следующем окне мастер начнет ругаться, что ему не удается обнаружить в локальной сети службы DHCP или DNS. Предлагается два варианта продолжения – включить базовые службы, либо установить службы позднее.

    Выбираем первый пункт, жмем «Далее». На следующей странице нас проинформирую, в каком диапазоне будет работать nat. Мастер настройки этот диапазон выбирает автоматически, исходя из конфигурации сетевого подключения, подключенного в локальную сеть. Жмем «Далее».

    Диапазон nat

    Все, мастер настройки завершает настройку nat. Жмем «Далее», и в следующем окне «Готово».

    Осталось последнее – настроить клиентские компьютеры, то есть все остальные компьютера локальной сети. Для этого в компьютере клиента (так необходимо будет сделать на каждом компьютере сети) переходим в Пуск / Панель управления / Центр управления сетями и общим доступом / изменение параметров адаптера. Заходим в «Сетевые подключения». Кликаем по значку правой кнопкой мыши и в выпавшем меню выбираем «Свойства». В появившимся окне выбираем «Протокол Интернета версии 4 (TCP/IPv4)», жмем «Свойства».

    В после «Основной шлюз» пишем IP-адрес компьютера сервера (который настраивали на прошлом шаге), в поле «Предпочитаемый DNS-сервер» пишем IP-адрес DNS сервера провайдера, указанного в сведениях подключения к интернету на сервере. Жмем «OK», и еще раз «OK». Все, клиентский компьютер подключен к Интернет.

    Принцип работы роутера (маршрутизатора)

    Читая эту статью, я думаю, все понимают, что такое роутер и зачем он нужен, но задумывался ли кто-то - как он работает? В данной статье я постараюсь максимально доступным языком рассказать основные принципы работы маршрутизатора. Данная статья будет полезна и системным администраторам и простым пользователям.

    Основная функция, которая работает в любом роутере - NAT

    NAT - Network Address Translation служит для замены IP адресов. В локальных сетях в основном используются адреса типа 192.168.1.XXX или подобные, и это порождает проблему маршрутизации в глобальной сети интернет, так как IP адреса в сети не должны дублироваться. Решением данной проблемы есть NAT - компьютеры локальной сети подключаются к локальному интерфейсу роутера, получают от него IP адреса и шлюз (шлюзом служит роутер), а WAN интерфейс роутера подключается к интернету.

    Теперь рассмотрим принцип NAT трансляции:

    • С любого компьютера в локальной сети делается запрос, например, вы пытаетесь выйти на любой сайт - компьютер отправляет данный запрос на адрес шлюза, то есть нашего роутера;
    • Роутер, получив данный запрос, записывает ваш компьютер как инициатор соединения, после чего создаётся копия вашего пакета и отправляется по адресу назначения, но уже от лица роутера, и с его IP адресом, а ваш пакет просто уничтожается;
    • Сервер, которому был отправлен запрос, обрабатывает его и отправляет ответ, естественно на адрес роутера. А роутер этого уже ждал, так как создал запись о том, что на запрос вашего компьютера должен прийти ответ, и направляет его на ваш компьютер. Как видно, по данной схеме - инициатором соединения может быть только компьютер из локальной сети, а ответ от сервера попадёт на компьютер, только если роутер будет этого ждать (ответ на запрос). Другими словами, все попытки соединится из вне будут останавливаться на роутере, и будет удачны только если роутер предоставляет ресурс по запрошенному порту или у него настроены правила Port Forwarding, о которых мы сейчас поговорим.

    Port Forwarding

    Port Forwarding - это по сути то же самое что и NAT, но в другую сторону, а следовательно только статический NAT, то есть, определённые запросы только на определённые компьютеры, ведь в глобальной сети не могут знать IP адресов за роутером. Например, вы создали FTP или HTTP сервер на компьютере и хотите предоставить доступ к данным ресурсам, для этого нужно прописать данное правило в роутере, в котором будет указано, что все входящие пакеты на нужный порт (21 или 80 в нашем случае) будут переданы на IP адрес нашего компьютера на определённый порт (порт можно поменять).

    NAT - DMZ

    NAT - DMZ - это абсолютно тоже, что и Port Forwarding, но с той разницей, что не нужно прописывать правило для каждого порта, достаточно просто настроить NAT - DMZ, который будет передавать на нужный компьютер все входящие на WAN роутера запросы. Поменять порты конечно уже нельзя.

    Маршрутизация

    Для упрощения представления о том, что это такое, можно сказать, что это тоже самое, что и NAT, но только в обоих направлениях. При данной схеме у роутера должно быть более 2-х LAN интерфейсов (не портов, а интерфейсов), с разными адресными пространствами, например у одного интерфейса IP - 192.168.0.1, а у другого - 192.168.1.1. Следовательно, компьютеры одной сети будут получать IP типа 192.168.0.XXX, а в другой сети 192.168.0.XXX, а шлюзы у них будут соответственно 192.168.0.1 и 192.168.1.1. Вот таки образом получится двухсторонняя маршрутизация.

    Не забываем оставлять

    Ладно, забудем на время эту лирику.
    Вообще говоря, списки доступа бывают разными:

    Стандартные
    - Расширенные
    - Динамические
    - Рефлексивные
    - Повременные

    Мы своё внимание остановим сегодня на первых двух, а более подробно обо всех вы можете прочитать у циски .

    Входящий и исходящий трафик

    Для почину давайте-ка разберёмся с одной вещью. Что понимать под входящим и исходящим трафиком? Это нам в будущем понадобится. Входящий трафик - этот тот, который приходит на интерфейс извне.

    Исходящий - тот, который отправляется с интерфейса вовне.

    Список доступа вы можете применить либо на входящий трафик, тогда неугодные пакеты не будут даже попадать на маршрутизатор и соответственно, дальше в сеть, либо на исходящий, тогда пакеты приходят на маршрутизатор, обрабатываются им, доходят до целевого интерфейса и только на нём дропятся.

    Стандартный список доступа проверяет только адрес отправителя. Расширенный- адрес отправителя, адрес получателя, а также порт. Стандартные ACL рекомендуется ставить как можно ближе к получателю (чтобы не порезать больше, чем нужно), а расширенные- ближе к отправителю (чтобы как можно раньше дропнуть нежелательный трафик).

    Практика

    Давайте сразу к практике. Что бы нам такого наограничивать в нашей маленькой сети “Лифт ми Ап”?

    А) WEB-сервер. Разрешить доступ всем по порту TCP 80 (протокол HTTP). Для того устройства, с которого будет производиться управление (у нас же есть админ) нужно открыть telnet и ftp, но ему мы дадим полный доступ. Всем остальным отбой.

    Б) Файловый сервер. На него у нас должны попадать резиденты Лифт ми Ап по портам для общих папок, а все остальные по FTP.

    В) Почтовый сервер. Тут у нас запущены SMTP и POP3, то есть порты TCP 25 и 110. Так же для админа открываем доступ на управление. Других блокируем.

    Г) Для будущего DNS-сервера нужно открыть порт UDP 53

    Д) В сеть серверов разрешить ICMP-сообщения

    Е) Поскольку сеть Other у нас для всех беспартийных, кто не вошёл в ФЭО, ПТО и Бухгалтерию, то мы их всех ограничим, а некоторым только дадим доступ (в числе них мы и админ)

    ё) В сеть управления нужно пускать опять же только админа, ну и конечно себя любимого.

    Ж) Не будем строить препоны общению между собой сотрудников отделов.

    а) Доступ на WEB-сервер

    Тут у нас работает политика запрещено всё, что не разрешено. Поэтому нам сейчас надо кое-что открыть, а всё остальное закрыть.
    Поскольку мы защищаем сеть серверов, то и лист будем вешать на интерфейс, идущий в сторону них то есть, на FE0/0.3 Вопрос только на in или на out нам нужно это делать? Если мы не хотим пускать пакеты в сторону серверов, которые уже оказались на маршрутизаторе, то это будет исходящий трафик. То есть адреса назначения (destination) у нас будут в сети серверов (из них мы будем выбирать на какой именно сервер идёт трафик), а адреса источников (source) могут быть любыми - как из нашей корпоративной сети, так и из интернета.
    Ещё одно замечание: поскольку фильтровать мы будем в том числе по адресу назначения (на WEB-сервер одни правила, на почтовый - другие), то список контроля доступа нам понадобится расширенный (extended), только он позволяет делать это.

    Правила в списке доступа проверяются по порядку сверху вниз до первого совпадения. Как только одно из правил сработало, независимо от того permit это или deny, проверка прекращается и обработка трафика происходит на основе сработавшего правила.
    То есть если мы хотим защитить WEB-сервер, то в первую очередь нам нужно дать разрешение, потому что, если мы в первой же строке настроим deny ip any any - то оно всегда будет срабатывать и трафик не будет ходить вообще. Any - это специальное слово, которое означает адрес сети и обратную маску 0.0.0.0 0.0.0.0 и означает, что под правило подпадают абсолютно все узлы из любых сетей. Другое специальное слово - host - оно означает маску 255.255.255.255 - то есть именно один единственный указанный адрес.
    Итак, первое правило: разрешить доступ всем по порту 80


    msk-arbat-gw1(config-ext-nacl)# remark WEB
    any host 172.16.0.2 eq 80

    Разрешаем (permit ) TCP-трафик от любого узла (any ) на хост (host - именно один адрес) 172.16.0.2, адресованный на 80-й порт.
    Пробуем повесить этот список доступа на интерфейс FE0/0.3:

    msk-arbat-gw1(config-subif)# ip access-group Servers-out out

    Проверяем с любого из наших подключенных компьютеров:

    Как видите страничка открывается, но что там у нас с пингом?

    И так с любого другого узла?

    Дело в том, что после всех правил в цисковских ACL в конце дописывается неявное deny ip any any (implicit deny). Что для нас это означает? Любой пакет, выходящий с интерфейса и не отвечающий ни одному правилу из ACL, подпадает под implicit deny и отбрасывается. То есть хоть пинг, хоть фтп, хоть что угодно здесь уже не пройдёт.

    Идём дальше: надо дать полный доступ компьютеру, с которого будет производиться управление. Это будет компьютер нашего админа с адресом 172.16.6.66 из сети Other.
    Каждое новое правило добавляется автоматически в конец списка, если он уже существует:

    msk-arbat-gw1(config)#
    msk-arbat-gw1(config-ext-nacl)# permit tcp host 172.16.6.66 host 172.16.0.2 range 20 ftp
    msk-arbat-gw1(config-ext-nacl)# permit tcp host 172.16.6.66 host 172.16.0.2 eq telnet

    Вот и всё. Проверяем с нужного узла (поскольку серверами в РТ не поддерживается телнет, проверяем на FTP):

    То есть FTP-сообщение пришло на маршрутизатор и должно уйти с интерфейса FE0/0.3. Маршрутизатор проверяет и видит, что пакет подходит под добавленное нами правило и пропускает его.

    А с постороннего узла

    Пакет FTP не попадает ни под одно из правил, кроме неявного deny ip any any и отбрасывается.

    б)Доступ на файловый сервер

    Тут бы надо в первую очередь определиться с тем, кто будет “резидентом”, кому нужно дать доступ. Конечно, это те, кто имеет адрес из сети 172.16.0.0/16 - только им и дадим доступ.
    Теперь с общими папками. В большинстве современных систем уже используется для этого протокол SMB, которому нужен порт TCP 445. На более старых версиях использовался NetBios, который кормился аж через три порта: UDP 137 и 138 и TCP 139. Договорившись с нашим админом, настроим 445 порт (правда проверить в рамках РТ, конечно, не получится). Но кроме этого, нам понадобятся порты для FTP - 20, 21, причём не только для внутренних хостов, но и для соединений из интернета:
    msk-arbat-gw1(config)# ip access-list extended Servers-out
    msk-arbat-gw1(config-ext-nacl)# permit tcp 172.16.0.0 0.0.255.255 host 172.16.0.3 eq 445
    msk-arbat-gw1(config-ext-nacl)# permit tcp any host 172.16.0.3 range 20 21

    Тут мы повторно применили конструкцию range 20 21 - для того, чтобы в одной строке задать несколько портов. Для FTP, вообще говоря, недостаточно только 21-го порта. Дело в том, что если вы откроете только его, то авторизация у вас будет проходить, а передача файлов нет.

    0.0.255.255 - обратная маска (wildcard mask). О том, что это такое, поговорим чуточку позже

    в) Доступ на почтовый сервер

    Продолжаем нарабатывать практику - теперь с почтовым сервером. В рамках того же списка доступа добавляем новые нужные нам записи.
    Вместо номеров портов для широкораспространённых протоколов можно указывать их имена:
    msk-arbat-gw1(config)# ip access-list extended Servers-out
    msk-arbat-gw1(config-ext-nacl)#permit tcp any host 172.16.0.4 eq pop3
    msk-arbat-gw1(config-ext-nacl)#permit tcp any host 172.16.0.4 eq smtp

    г) DNS-сервер

    msk-arbat-gw1(config)# ip access-list extended Servers-out
    msk-arbat-gw1(config-ext-nacl)# permit udp 172.16.0.0 0.0.255.255 host 172.16.0.5 eq 53

    д) ICMP

    Осталось исправить ситуацию с пингом. Ничего страшного нет в том, чтобы добавить правила в конец списка, но как-то эстетически приятнее будет увидеть их вначале.
    Используем несложный чит для этого. Для это можно воспользоваться текстовым редактором, например. Скопируйте туда из show run кусок про ACL и добавьте следующие строки:
    no ip access-list extended Servers-out
    ip access-list extended Servers-out
    permit icmp any any
    remark WEB



    remark FILE


    remark MAIL


    remark DNS

    Первой строкой мы удаляем существующий список, далее создаём его заново и перечисляем все новые правила в нужном нам порядке. Командой в третьей строке мы разрешили проход всех ICMP-пакетов от любых хостов на любые хосты.

    Далее просто копируем всё скопом и вставляем в консоль. Интерфейс интерпретирует каждую строку как отдельную команду и выполняет её. Таким образом, мы заменили старый список новым.
    Проверяем, что пинг есть:

    Прекрасно.

    Данный “чит” хорош для первоначальной конфигурации или если вы точно понимаете, что делаете. На рабочей сети, когда вы настраиваете удалённо ACL, вы рискуете остаться без доступа на настраиваемую железку.

    Чтобы вставить правило в начало или в любое другое нужное место, вы можете прибегнуть к такому приёму:
    ip access-list extended Servers-out
    1 permit icmp any any

    Каждое правило в списке пронумеровано с определённым шагом и если перед словом permit/deny вы поставите число, то правило будет добавлено не в конец, а в нужное вам место. К сожалению, такая фича не работает в РТ.
    Если будет вдруг необходимо (заняты все подряд идущие числа между правилами) вы всегда можете перенумеровать правила (в этом примере назначается номер первого правила 10(первое число) и инкремент 10):
    ip access-list resequence Servers-out 10 10

    В итоге Access List на серверную сеть будет выглядеть так:
    ip access-list extended Servers-out
    permit icmp any any
    remark WEB
    permit tcp any host 172.16.0.2 eq www
    permit tcp host 172.16.6.66 host 172.16.0.2 range 20 ftp
    permit tcp host 172.16.6.66 host 172.16.0.2 eq telnet
    remark FILE
    permit tcp 172.16.0.0 0.0.255.255 host 172.16.0.3 eq 445
    permit tcp any host 172.16.0.3 range 20 21
    remark MAIL
    permit tcp any host 172.16.0.4 eq pop3
    permit tcp any host 172.16.0.4 eq smtp
    remark DNS
    permit udp 172.16.0.0 0.0.255.255 host 172.16.0.5 eq 53

    Сейчас наш админ имеет доступ только на WEB-сервер. Откройте ему полный доступ на всю сеть. Это первое домашнее задание.

    е) Права пользователей из сети Other

    До сих пор нам нужно было не впускать кого-то куда-то, поэтому мы обращали внимание на адрес назначения и список доступа вешали на исходящий с интерфейса трафик.

    Теперь нам нужно не выпускать : никакие запросы от компьютеров из сети Other не должны выходить за пределы. Ну, конечно, кроме тех, которые мы специально разрешим.

    msk-arbat-gw1(config)# ip access-list extended Other-in

    msk-arbat-gw1(config-ext-nacl)# permit ip host 172.16.6.61 any



    Тут мы не могли сначала запретить всем, а потом разрешить избранным, потому что абсолютно все пакеты попадали бы под правило deny ip any any и permit не срабатывал бы вообще.
    Применяем на интерфейс. На этот раз на вход:
    msk-arbat-gw1(config)#int fa0/0.104
    msk-arbat-gw1(config-subif)#ip access-group Other-in in

    то есть все IP-пакеты от хоста с адресом 172.16.6.61 или 172.16.6.66 разрешено передавать куда бы они ни были предназначены. Почему мы тут используем тоже расширенный список доступа? Ведь, казалось бы, мы проверяем только адрес отправителя. Потому что админу мы дали полный доступ, а вот гостю компании “Лифт ми Ап”, например, который попадёт в эту же сеть совсем ни к чему доступ куда-либо, кроме как в Интернет.

    ё) Сеть управления

    Ничего сложного. Правило будет выглядеть так:
    msk-arbat-gw1(config)# ip access-list extended Management-out
    msk-arbat-gw1(config-ext-nacl)# remark IAM
    msk-arbat-gw1(config-ext-nacl)# permit ip host 172.16.6.61 172.16.1.0 0.0.0.255
    msk-arbat-gw1(config-ext-nacl)# remark ADMIN
    msk-arbat-gw1(config-ext-nacl)# permit ip host 172.16.6.66 172.16.1.0 0.0.0.255

    Данный ACL применяем на out на интерфейс FE 0/0.2:
    msk-arbat-gw1(config)# int fa0/0.2
    msk-arbat-gw1(config-subif)#ip access-group Management-out out

    ж) Более никаких ограничений

    Готово

    Маска и обратная маска

    До сих пор мы без объяснения давали странный параметр вида 0.0.255.255, подозрительно напоминающий маску подсети.
    Немного сложная для понимания, но именно она - обратная маска - используется для определения хостов, которые подпадут под правило.
    Чтобы понять что такое обратная маска, вы должны знать, что такое обычная.

    Начнём с самого простого примера.

    Обычная сеть на 256 адресов: 172.16.5.0/24, например. Что означает эта запись?
    А означает она ровно следующее

    IP-адрес. Десятичная запись 172 16 5 0
    IP-адрес. Двоичная запись 10101100 00010000 00000101 00000000
    11111111 11111111 11111111 00000000
    255 255 255 0

    IP-адрес - это параметр длиною 32 бита, поделенный на 4 части, который вы привыкли видеть в десятичной форме.
    Маска подсети также имеет длину 32 бита - она фактически шаблон, трафарет, по которому определяется принадлежность адреса подсети. Там, где в маске стоят единицы, значение меняться не может, то есть часть 172.16.5 совершенно неизменна и она будет одинакова для всех хостов этой подсети, а вот та, где нули - варьируется.
    То есть во взятом нами примере 172.16.5.0/24 - это адрес сети, а хосты будут 172.16.5.1-172.16.5.254 (последний 255 - широковещательный), потому что 00000001 - это 1, а 11111110 - 254 (речь о последнем октете адреса). /24 означает, что длина маски 24 бита, то есть у нас идёт 24 единицы - неизменная часть и 8 нулей.
    Другой случай, когда маска у нас, например, 30 бит, а не 24.
    К примеру 172.16.2.4/30. Распишем это так:

    IP-адрес. Десятичная запись 172 16 2 4
    IP-адрес. Двоичная запись 10101100 00010000 00000010 00000100
    Маска подсети. Двоичная запись 11111111 11111111 11111111 11111100
    Маска подсети. Десятичная запись 255 255 255 252

    Как видите, для этой подсети могут меняться только последние два бита. Последний октет может принимать следующие 4 значения:
    00000100 - адрес подсети (4 в десятичной системе)
    00000101 - адрес узла (5)
    00000110 - адрес узла (6)
    00000111 - широковещательный (7)
    Всё, что за пределами этого - уже другая подсеть

    То есть теперь вам должно быть чуть-чуть понятно, что маска подсети - это последовательность 32-х бит, где сначала идут единицы, означающие адрес подсети, потом идут нули, означающие адрес хоста. При этом чередоваться нули и единицы в маске не могут чередоваться. То есть маска 11111111.11100000.11110111.00000000 невозможна

    А что же такое обратная маска (wildcard)?
    Для подавляющего большинства админов и некоторых инженеров - это не более, чем инверсия обычной маски. То есть нули вначале задают адрес части, которая должна совпадать обязательно, а единицы наоборот свободную часть.
    То есть на взятом нами первом примере, если вы хотите отфильтровать все хосты из подсети 172.16.5.0/24, то вы зададите правило в Access-листе:
    …. 172.16.5.0 0.0.0.255
    Потому что обратная маска будет выглядеть так:

    00000000.00000000.00000000.11111111

    Во втором примере с сетью 172.16.2.4/30 обратная маска будет выглядеть так: 30 нулей и две единицы:

    Обратная маска. Двоичная запись 00000000 00000000 00000000 00000011
    Обратная маска. Десятичная запись 0 0 0 3

    Соответственно параметр в access-листе будет выглядеть так:
    …. 172.16.2.4 0.0.0.3
    Позже, когда вы съедите собаку на просчётах масок и обратных масок, вы запомните самые употребляемые цифры, количество хостов в той или иной маске, поймёте, что в описанных ситуациях последний октет обратной маски получается вычитанием из 255 цифры последнего октета обычной маски (255-252=3) и т.д. А пока нужно много трудиться и считать)

    Но на самом деле обратная маска - это несколько более богатый инструмент, здесь вы можете объединять адреса внутри одной подсети или даже объединять подсети, но самое главное отличие, вы можете чередовать нули и единицы. Это позволяет вам, например, отфильтровать определённый узел (или группу) в нескольких подсетях одной строкой.

    Пример 1

    Дано: сеть 172.16.16.0/24
    Надо: отфильтровать первые 64 адреса (172.16.16.0-172.16.16.63)
    Решение: 172.16.16.0 0.0.0.63

    Пример 2

    Дано: сети 172.16.16.0/24 и 172.16.17.0/24
    Надо: отфильтровать адреса из обеих сетей
    Решение: 172.16.16.0 0.0.1.255

    Пример 3

    Дано: Сети 172.16.0.0-172.16.255.0
    Надо: отфильтровать хост с адресом 4 из всех подсетей
    Решение: 172.16.16.0 0.0.255.4

    Работа ACL в картинках

    Гипотетическая сеть:

    1) На маршрутизаторе RT1 на интерфейсе FE0/1 на вход у нас разрешено всё, кроме ICMP.

    2) На маршрутизаторе RT2 на интерфейсе FE0/1 на выход запрещены SSH и TELNET

    Тесты
    кликабельны
    1) Пинг с компьютера ПК1 на Сервер1

    2) TELNET с компьютера ПК1 на Сервер1

    3) SSH с компьютера ПК1 на Сервер2

    4) Пинг с Сервера2 на ПК1

    Дополнения

    1) Правила, действующие на исходящий трафик (out) не будут фильтровать трафик самого устройства. То есть, если нужно запретить самой циске доступ куда-либо, то вам придётся на этом интерфейсе фильтровать входящий трафик (ответный оттуда, куда надо запретить доступ).

    2) C ACL надо быть аккуратнее. При небольшой ошибке в правиле, неправильном порядке настройки или вообще плохо продуманном списке вы можете остаться без доступа к устройству.
    Например, вы хотите закрыть доступ куда угодно для сети 172.16.6.0/24, кроме своего адреса 172.16.6.61 и задаёте правила так:

    deny ip 172.16.6.0 0.0.0.255 any
    permit ip host 172.16.6.61 any

    Как только вы примените ACL на интерфейс, вы сразу потеряете доступ к маршрутизатору, потому что вы попадаете под первое правило и второе даже не проверяется.
    Вторая неприятная ситуация, которая может с вами приключиться: под ACL попадёт трафик, который не должен был попасть.
    Вообразите такую ситуацию: у нас в серверной есть FTP-сервер в пассивном режиме. Для доступа к нему вы открыли 21-й порт в ACL Servers-out . После первичного установления соединения FTP-сервер сообщает клиенту порт, по которому он готов передавать/принимать файлы, например, 1523-й. Клиент пытается установить TCP-соединение на этот порт, но натыкается на ACL Servers-out, где такого разрешения нету - так и кончается сказка про успешный трансфер. В нашем примере выше, где мы настраивали доступ на файловый сервер, мы открыли доступ только по 20 и 21-му, потому что для примера этого достаточно. В реальной жизни придётся повозиться. Немного примеров конфигурации ACL для распространенных случаев.

    3) Из 2-го пункта вытекает очень похожая и интересная проблема.
    Вздумалось вам, например повесить на интерфейс в интернет такие вот ACL:

    access-list out permit tcp host 1.1.1.1 host 2.2.2.2 eq 80
    access-list in permit tcp host 2.2.2.2 any eq 80

    Казалось бы: хосту с адресом 1.1.1.1 разрешён доступ по 80-му порту на сервер 2.2.2.2 (первое правило). И обратно от сервера 2.2.2.2 разрешены соединения внутрь.
    Но нюанс тут в том, что компьютер 1.1.1.1 устанавливает соединение НА 80-й порт, но С какого-то другого, например, 1054, то есть ответный пакет от сервера приходит на сокет 1.1.1.1:1054, не подпадает под правило в ACL на IN и отбрасывается ввиду неявного deny ip any any.
    Чтобы избежать такой ситуации, и не открывать всем пучком порты, можно прибегнуть к такой хитрости в ACL на in:
    permit tcp host 2.2.2.2 any established.

    Подробности такого решения в одной из следующих статей.

    4) Говоря про современный мир, нельзя обойти такой инструмент, как объектные группы (Object-group).

    Допустим, надо составить ACL, выпускающий три определенных адреса в интернет по трем одинаковым портам c перспективой расширения количества адресов и портов. Как это выглядит без знания объектных групп:

    ip access-list extended TO-INTERNET
    permit tcp host 172.16.6.66 any eq 80
    permit tcp host 172.16.6.66 any eq 8080
    permit tcp host 172.16.6.66 any eq 443

    Permit tcp host 172.16.6.67 any eq 80
    permit tcp host 172.16.6.67 any eq 8080
    permit tcp host 172.16.6.67 any eq 443

    Permit tcp host 172.16.6.68 any eq 80
    permit tcp host 172.16.6.68 any eq 8080
    permit tcp host 172.16.6.68 any eq 443


    При увеличении количества параметров сопровождать такой ACL становится всё труднее и труднее, легко ошибиться при настройке.
    Зато, если обратиться к объектным группам, то это приобретает следующий вид:
    object-group service INET-PORTS
    description Ports allowed for some hosts
    tcp eq www
    tcp eq 8080
    tcp eq 443

    Object-group network HOSTS-TO-INET
    description Hosts allowed to browse the net
    host 172.16.6.66
    host 172.16.6.67
    host 172.16.6.68

    Ip access-list extended INET-OUT
    permit object-group INET-PORTS object-group HOSTS-TO-INET any


    на первый взгляд несколько угрожающе выглядит, но если разобраться, то это очень удобно.

    4) Очень полезную для траблшутинга информацию можно получить из вывода команды show ip access-lists %имя ACL% . Кроме собственно списка правил указанного ACL, эта команда показывает количество совпадений по каждому правилу.

    msk-arbat-gw1#sh ip access-lists nat-inet
    Extended IP access list nat-inet





    (4 match(es))



    А дописав в конце любого правила log , мы сможем получать сообщения о каждом совпадении в консоль. (последнее не работает в PT)

    NAT

    Network Address Translation - механизм в хозяйстве совершенно необходимый уже с 1994-го года. Много сессий об него сломано и пакетов потеряно.
    Нужен он чаще всего для подключения вашей локальной сети к Интернету. Дело в том, что теоретически существует 255*255*255*255=4 228 250 625. 4 миллиарда адресов. Даже если бы у каждого жителя планеты был всего один компьютер, адресов бы уже не хватало. А тут разве что утюги к Интернету не подключаются. Умные люди сообразили это ещё в начале 90-х и как временное решение предложили разделить пространство адресов на публичные (белые) и приватные (частные, серые).
    К последним относятся три диапазона:

    10.0.0.0/8
    172.16.0.0/12
    192.168.0.0/16

    Их вы свободно можете использовать в своей частной сети, и поэтому, разумеется, они будут повторяться. Как же быть с уникальностью? Кому будет отвечать WEB-сервер, которому пришёл запрос с обратным адресом 192.168.1.1? Ростелекому? Компании Татнефть? Или вашему комнатному Длинку? В большом интернете никто ничего не знает о приватных сетях - они не маршрутизируются.
    Тут и выходит на сцену NAT. По большому счёту, это обман, подстава. На натирующем устройстве ваш приватный адрес, грубо говоря, просто подменяется на белый адрес, который и будет фигурировать далее в пакете, пока он путешествует до WEB-сервера. А вот белые адреса очень даже хорошо маршрутизируются, и пакет точно вернётся обратно на натирующее устройство.
    Но как оно в свою очередь поймёт, что с ним делать дальше? Вот с этим и разберёмся.

    Типы NAT

    Статический

    В этом случае один внутренний адрес преобразуется в один внешний. И при этом все запросы, приходящие на внешний адрес будут транслироваться на внутренний. Словно бы этот хост и является обладателем этого белого IP-адреса.

    Настраивается следующей командой:

    Router (config)# ip nat inside source static 172.16.6.5 198.51.100.2

    Что происходит:
    1) Узел 172.16.6.5 обращается WEB-серверу. Он отправляет IP-пакет, где в качестве адреса получателя стоит 192.0.2.2, а отправителя 172.16.6.5.

    2) По корпоративной сети пакет доставляется к шлюзу 172.16.6.1, где и настроен NAT

    3) Согласно настроенной команде, маршрутизатор снимает текущий заголовок IP и меняет его на новый, где в качестве адреса отправителя уже фигурирует белый адрес 198.51.100.2.


    4) По большому Интернету обновлённый пакет достигает сервера 192.0.2.2.

    5) Тот видит, что ответ надо слать на 198.51.100.2 И подготавливает ответный IP-пакет. В качестве адреса отправителя собственно адрес сервера 192.0.2.2, адрес назначения - 198.51.100.2


    6) Пакет обратно летит через Интернет, причём не факт, что тем же путём.

    7) На натирующем устройстве указано, что все запросы на адрес 198.51.100.2 нужно перенаправлять на 172.16.6.5. Маршрутизатор снова раздевает спрятанный внутри TCP-сегмент и задаёт новый IP-заголовок (адрес отправителя не меняется, адрес назначения 172.16.6.5).


    8) По внутренней сети пакет возвращается инициатору, которому даже и невдомёк, какие чудеса с ним творились на границе.
    И так будет с каждым.
    При этом если соединение инициируется из Интернета, пакеты автоматически, проходя через натирующее устройство, попадают на внутренний хост.

    Такой подход бывает полезным, когда у вас есть сервер внутри вашей сети, к которому необходим полный доступ извне. Разумеется, этот вариант вы не можете использовать, если хотите триста хостов выпустить в Интернет через один адрес. Такой вариант NAT’а никак не поможет сохранить белые IP-адреса, но тем не менее он бывает полезен.

    Динамический

    У вас есть пул белых адресов, например, провайдер выделил вам сеть 198.51.100.0/28 c 16-ю адресами. Два из них (первый и последний) - адрес сети и широковещательный, ещё два адреса назначаются на оборудование для обеспечения маршрутизации. 12 оставшихся адресов вы можете использовать для NAT’а и выпускать через них своих пользователей.
    Ситуация похожа на статический NAT - один приватный адрес транслируется на один внешний, - но теперь внешний не чётко зафиксирован, а будет выбираться динамически из заданного диапазона.
    Настраивается он так:
    Router(config)#ip nat pool lol_pool 198.51.100.3 198.51.103.14

    Задали пул (диапазон) публичных адресов, из которого будет выбираться адрес для натирования
    Router(config)#access-list 100 permit ip 172.16.6.0 0.0.0.255 any

    Задаём список доступа, который пропускает все пакеты с адресом источника 172.16.6.х, где х варьируется 0-255.
    Router(config)#ip nat inside source list 100 pool lol_pool

    Этой командой мы стыкуем созданный ACL и пул.

    Этот вариант тоже не универсальный, своих 300 пользователей вы так же не сможете выпустить всех в Интернет, если у вас нет 300 внешних адресов. Как только белые адреса исчерпаются, никто новый уже не сможет получить доступ в Интернет. При этом те пользователи, что уже успели отхватить себе внешний адрес, будут работать. Скинуть все текущие трансляции и освободить внешний адреса вам поможет команда clear ip nat translation *
    Помимо динамического выделения внешних адресов, этот динамически NAT отличается от статического тем, что без отдельной настройки проброса портов уже невозможно внешнее соединение на один из адресов пула.

    Many-to-One

    Следующий тип имеет несколько названий: NAT Overload, Port Address Translation (PAT), IP Masquerading, Many-to-One NAT.
    Последнее название говорит само за себя - через один внешний адрес выходит в мир много приватных. Это позволяет решить проблему с нехваткой внешних адресов и выпустить в мир всех желающих.
    Тут надо бы дать пояснение, как это работает. Как два приватных адреса транслируются в один можно представить, но как маршрутизатор понимает кому нужно переслать пакет, вернувшийся из Интернета на этот адрес?
    Всё очень просто:
    Предположим, что от двух хостов из внутренней сети приходят пакеты на натирующее устройство. Оба с запросом к WEB-серверу 192.0.2.2.
    Данные от хостов выглядят так:

    Маршрутизатор расчехляет IP-пакет от первого хоста, извлекает из него TCP-сегмент, распечатывает его и узнаёт, с какого порта устанавливается соединение. У него есть внешний адрес 198.51.100.2, на который будет меняться адрес из внутренней сети.
    Далее он выбирает свободный порт, например, 11874. И что он делает дальше? Все данные уровня приложений он упаковывает в новый TCP сегмент, где в качестве порта назначения по-прежнему остаётся 80 (именно на него ждёт коннектов WEB-сервер), а порт отправителя меняется с 23761 на 11874. Этот TCP-сегмент инкапсулируется в новый IP-пакет, где меняется IP-адрес отправителя с 172.16.6.5 на 198.51.100.2.
    То же самое происходит для пакета от второго хоста, только выбирается следующий свободный порт, например 11875. “Свободный” означает, что он ещё не занят другими такими соединениями.
    Данные, которые отправляются в интернет, теперь буду выглядеть так.

    В свою NAT-таблицу он заносит данные отправителей и получателей

    Для WEB-сервера - это два совершенно разных запроса, которые он должен обработать каждый индивидуально. После этого он отсылает ответ, который выглядит так:

    Когда один из этих пакетов доходит до нашего маршрутизатора, тот сопоставляет данные в этом пакете со своими записями в NAT-таблице. Если совпадение найдено, происходит обратная процедура - пакету и TCP сегменту возвращаются его изначальные параметры только в качестве назначения:

    И теперь пакеты доставляется по внутренней сети компьютерам-инициаторам, которым и невдомёк даже, что где-то с их данными так жёстко обошлись на границе.

    Каждое ваше обращение - это отдельное соединение. То есть попытались вы открыть WEB-страницу - это протокол HTTP, использующий порт 80. Для этого ваш компьютер должен установить TCP-сессию с удалённым сервером. Такая сессия (TCP или UDP) определяется двумя сокетами: локальный IP-адрес: локальный порт и удалённый IP-адрес: удалённый порт. В обычной ситуации у вас устанавливается одно соединение компьютер-сервер, в случае же NATа соединения будет как бы два:, маршрутизатор-сервер и компьютер думает, что у него есть сессия компьютер-сервер.

    Настройка отличается совершенно незначительно: добавочным словом overload:

    Router(config)#access-list 101 permit 172.16.4.0 0.0.0.255
    Router(config)#ip nat inside source list 101 interface fa0/1 overload

    При этом, разумеется, сохраняется возможность настроить пул адресов:
    Router(config)#ip nat pool lol_pool 198.51.100.2 198.51.103.14
    Router(config)#access-list 100 permit 172.16.6.0 0.0.0.255
    Router(config)#ip nat inside source list 100 pool lol_pool overload

    Перенаправление портов

    Иначе говорят ещё проброс портов или mapping.
    Когда мы только начали говорить про NAT, трансляция у нас была один-в-один и все запросы, приходящие извне автоматически перенаправлялись на внутренний хост. Таким образом можно было бы выставить сервер наружу в Интернет.
    Но если у вас нет такой возможности - вы ограничены в белых адресах, или не хотите выставлять всем пучком портов его наружу, что делать?
    Вы можете указать, что все запросы, приходящие на конкретный белый адрес и конкретный порт маршрутизатора, должны быть перенаправлены на нужный порт нужного внутреннего адреса.
    Router(config)#ip nat inside source static tcp 172.16.0.2 80 198.51.100.2 80 extendable

    Применение данной команды означает, что TCP-запрос, пришедший из интернета на адрес 198.51.100.2 по порту 80, будет перенаправлен на внутренний адрес 172.16.0.2 на тот же 80-й порт. Разумеется, вы можете пробрасывать и UDP и делать перенаправление с одного порта на другой. Это, например, может оказаться полезным, если у вас есть два компьютера, к которым нужен доступ по RDP извне. RDP использует порт 3389. Один и тот же порт вы не можете пробросить на разные хосты (при использовании одного внешнего адреса). Поэтому вы можете сделать так:
    Router(config)# ip nat inside source static tcp 172.16.6.61 3389 198.51.100.2 3389
    Router(config)# ip nat inside source static tcp 172.16.6.66 3389 198.51.100.2 3398

    Тогда, чтобы попасть на компьютер 172.16.6.61 вы запускаете RDP-сессию на порт 198.51.100.2:3389, а на 172.16.6.66 - 198.51.100.2:3398. Маршрутизатор сам раскидает всё, куда надо.

    Кстати, эта команда - частный случай самой первой: ip nat inside source static 172.16.6.66 198.51.100.2. Только в этом случае речь идёт о пробросе всего трафика, а в наших примерах - конкретных портов протокола TCP.

    Вот так в общих чертах фунциклирует NAT. Про его особенности, плюсы/минусы написано куча статей, но не отметить их нельзя.

    Слабости и силости NAT

    +

    - В первую очередь NAT позволяет сэкономить публичные IP-адреса. Собственно для этого он и был создан. Через один адрес, теоретически можно выпустить больше 65000 серых адресов (по количеству портов).
    - Во-вторых , PAT и динамический NAT является в какой-то степени файрволом, препятствуя внешним соединениям доходить до конечных компьютеров, на которых может не оказаться своего файрвола и антивируса. Дело в том, что если извне на натирующее устройство приходит пакет, который тут не ожидается или не разрешён, он просто отбрасывается.
    Чтобы пакет был пропущен и обработан, должны выполниться следующие условия:
    1) В NAT-таблице должна быть запись для этого внешнего адреса, указанного как адрес отправителя в пакете
    И
    2) Порт отправителя в пакете должен совпадать с портом для этого белого адреса в записи
    И
    3) Порт назначения в пакете, совпадает с портом в записи.
    ИЛИ
    Настроен проброс портов.
    Но не нужно рассматривать NAT именно как файрвол - это не более, чем дополнительная его плюшка.

    - В-третьих , NAT скрывает от посторонних глаз внутреннюю структуру вашей сети - при трассировке маршрута извне вы не увидите ничего далее натирующего устройства.

    -

    Есть у NAT’а и минусы. Самые ощутимые из них, пожалуй, следующие:
    - Некоторые протоколы не могут работать через NAT без костылей. Например, FTP или протоколы туннелирования (несмотря на то, как просто я настроил FTP в лабораторке, в реальной жизни это может создать кучу проблем)
    - Другая проблема кроется в том, с одного адреса идёт много запросов на один сервер. Многие были свидетелем этого, когда заходишь на какой-нибудь Rapidshare, а он говорит, что с вашего IP уже было соединение, вы думаете, что “врёт, собака”, а это ваш сосед уже сосет. По этой же причине бывали проблемы c ICQ, когда сервера отказывали в регистрации.
    - Не очень актуальная сейчас проблема: нагрузка на процессор и оперативную память. Поскольку объём работы довольно велик по сравнению с простой маршрутизацией (это надо не просто глянуть заголовок IP, надо его снять, TCP-заголовок снять, в таблицу занести, новые заголовки прикрутить) в мелких конторах с этим бывают проблемы.
    Я с такой ситуацией.
    Одно из возможных решений - вынести функцию NAT на отдельный ПК либо на специализированное устройство, например Cisco ASA.
    Для больших игроков, у которых маршрутизаторы ворочают по 3-4 BGP full-view, сейчас это не составляет проблем.

    Что ещё нужно знать?
    - NAT применяется в основном для обеспечения доступа в Интернет хостам с приватными адресами. Но бывает и иное применение - связь между двумя частными сетями с пересекающимися адресными пространствами.
    Например, ваша компания покупает себе филиал в Актюбинске. У вас адресация 10.0.0.0-10.1.255.255, а у них 10.1.1.0-10.1.10.255. Диапазоны явно пересекаются, настроить маршрутизацию никак не получится, потому что один и тот же адрес может оказаться и в Актюбинске и у вас в штаб-квартире.
    В таком случае на месте стыка настраивается NAT. Поскольку серых адресов у нас не мерено, можно выделить, к примеру, диапазон 10.2.1.0-10.2.10.255 и делать трансляцию один-в-один:
    10.1.1.1-10.2.1.1
    10.1.1.2-10.2.1.2

    10.1.10.255-10.2.10.255

    В больших игрушках для взрослых NAT может быть реализован на отдельной плате (и часто так и есть) и без неё не заработает. А на офисных железках, напротив, есть почти всегда.

    С повсеместным внедрением IPv6 необходимость в NAT’e будет сходить на нет. Уже сейчас большие заказчики начинают интересоваться функционалом NAT64 - это когда у вас выход в мир через IPv4, а внутренняя сеть уже на IPv6

    Разумеется, это лишь поверхностный взгляд на NAT и есть ещё море нюансов, не утонуть в котором вам поможет самообразование.

    Практика NAT

    Чего от нас требует реальность?
    1) Сеть управления не имеет доступа в интернет вообще
    2) Хосты из сети ПТО имеют доступ только к профильным сайтам, например, Linkmeup.ru
    3) Милым дамам из бухгалтерии нужно вырубить окно в мир клиент-банков.
    4) ФЭО не выпускать никуда, за исключением финансового директора
    5) В сети Other наш компьютер и компьютер админа - им дадим полный доступ в интернет. Всем остальным можно открывать по письменному запросу.
    6) Не забудем про филиалы в Питере и в Кемерово. Для простоты настроим полный доступ для эникиев из этих подсетей.
    7) С серверами отдельная песня. Для них мы настроим перенаправление портов. Всё, что нам нужно:
    а) WEB-сервер должен быть доступен по 80-му порту
    б) Почтовый сервер по 25-му и 110-му
    в) Файловый сервер доступен из мира по FTP.
    8) Компьютеры админа и наш должны быть доступны из Интернета по RDP. Вообще-то это неправильный путь - для удалённого подключения нужно использовать VPN-подключение и уже будучи в локальной сети использовать RDP, но это тема отдельной совсем другой статьи.

    Сначала подготовим тестовую площадку:

    Подключение к Интернету будет организовано через существующий линк, который предоставляет провайдер.
    Он уходит в сеть провайдера. Напоминаем, что всё в этом облаке - это абстрактная сеть, которая на деле может состоять из десятков маршрутизаторов и сотен коммутаторов. Но нам нужно нечто управляемое и предсказуемое, поэтому водружаем сюда ещё маршрутизатор. С одной стороны в него линк из коммутатора, с другой сервера в Интернете.

    Сервера нам понадобятся следующие:
    1. Два клиент-банка для бухгалтеров (sperbank.ru, mmm-bank.ru)
    2. Linkmeup.ru для ПТОшников
    3. яндекс (yandex.ru)

    Для такого подключения мы поднимем ещё один влан на msk-arbat-gw1. Его номер, разумеется, согласуется с провайдером. Пусть это будет VLAN 6
    Предположим, провайдер предоставляет нам подсеть 198.51.100.0/28 . Первые два адреса используются для организации линка (198.51.100.1 и 198.51.100.2), а оставшиеся мы используем, как пул для NAT’a. Впрочем, никто совершенно нам не мешает использовать и адрес 198.51.100.2 для пула. Так и сделаем: пул: 198.51.100.2-198.51.100.14
    Для простоты предположим, что публичные сервера у нас находятся в одной подсети:
    192.0.2.0/24 .
    Как настроить линк и адреса вы вполне уже в курсе.
    Поскольку у нас только один маршрутизатор в сети провайдера, и все сети подключены непосредственно к нему, то необходимости настраивать маршрутизацию нету.
    А вот наш msk-arbat-gw1 должен знать куда отправлять пакеты в Интернет, поэтому нам нужен маршрут по умолчанию:

    msk-arbat-gw1(config)# ip route 0.0.0.0 0.0.0.0 198.51.100.1

    Теперь по порядку

    Во первых настроим пул адресов

    msk-arbat-gw1(config)# ip nat pool main_pool 198.51.100.2 198.51.100.14 netmask 255.255.255.240

    Теперь собираем ACL:
    msk-arbat-gw1(config)# ip access-list extended nat-inet

    1) Сеть управления

    не имеет доступа в интернет вообще
    Готово

    2) Хосты из сети ПТО

    Имеют доступ только к профильным сайтам, например, Linkmeup.ru
    msk-arbat-gw1(config-ext-nacl)# permit tcp 172.16.3.0 0.0.0.255 host 192.0.2.2 eq 80

    3)Бухгалтерия

    Даём доступ всем хостам на оба сервера
    msk-arbat-gw1(config-ext-nacl)# permit ip 172.16.5.0 0.0.0.255 host 192.0.2.3
    msk-arbat-gw1(config-ext-nacl)# permit ip 172.16.5.0 0.0.0.255 host 192.0.2.4

    4) ФЭО

    Даём разрешение только финансовому директору - это только один хост.
    msk-arbat-gw1(config-ext-nacl)# permit ip host 172.16.4.123 any

    5) Other

    Наши компьютеры с полным доступом
    msk-arbat-gw1(config-ext-nacl)# permit ip host 172.16.6.61 any
    msk-arbat-gw1(config-ext-nacl)# permit ip host 172.16.6.66 any

    6) Филиалы в Санкт-Петербурге и Кемерово

    Пусть адреса эникиев будут одинаковыми: 172.16.х.222
    msk-arbat-gw1(config-ext-nacl)# permit ip host 172.16.16.222 any
    msk-arbat-gw1(config-ext-nacl)# permit ip host 172.16.17.222 any
    msk-arbat-gw1(config-ext-nacl)# permit ip host 172.16.24.222 any

    Вот так выглядит сейчас ACL полностью:
    ip access-list extended nat-inet
    remark PTO
    permit tcp 172.16.3.0 0.0.0.255 host 192.0.2.2 eq www
    remark ACCOUNTING
    permit ip 172.16.5.0 0.0.0.255 host 192.0.2.3
    permit ip 172.16.5.0 0.0.0.255 host 192.0.2.4
    remark FEO
    permit ip host 172.16.4.123 any
    remark IAM
    permit ip host 172.16.6.61 any
    remark ADMIN
    permit ip host 172.16.6.66 any
    remark SPB_VSL_ISLAND
    permit ip host 172.16.16.222 any
    remark SPB_OZERKI
    permit ip host 172.16.17.222 any
    remark KMR
    permit ip host 172.16.24.222 any

    Запускаем:

    msk-arbat-gw1(config)# ip nat inside source list nat-inet pool main_pool overload

    Но счастье не будет полным без настройки интерфейсов:
    На внешнем интерфейсе нужно дать команду ip nat outside
    На внутреннем: ip nat inside
    msk-arbat-gw1(config)# int fa0/0.101
    msk-arbat-gw1(config)# int fa0/0.102
    msk-arbat-gw1(config-subif)# ip nat inside
    msk-arbat-gw1(config)# int fa0/0.103
    msk-arbat-gw1(config-subif)# ip nat inside
    msk-arbat-gw1(config)# int fa0/0.104
    msk-arbat-gw1(config-subif)# ip nat inside

    Msk-arbat-gw1(config)# int fa0/1.6
    msk-arbat-gw1(config-subif)# ip nat outside

    Это позволит маршрутизатору понять откуда ждать пакеты, которые нужно будет обработать и куда их потом слать.

    Чтобы сервера в интернете были доступны по доменному имени, нам бы неплохо было обзавестись DNS-сервером в нашей сети:


    Естественно его, нужно прописать на тех устройствах, с которых будем проверять доступ:

    Show must go on!

    С компьютера админа доступно всё:

    Из сети ПТО есть доступ только на сайт linkmeup.ru по 80-му порту (HTTP):



    В сети ФЭО в мир выходит только 4.123 (финдиректор)



    В бухгалтерии работают только сайты клиент-банков. Но, поскольку разрешение дано полностью на протокол IP, то их можно и пинговать:


    7) Cервера

    Тут нам нужно настроить проброс портов, чтобы к ним можно было обращаться из Интернета:

    a) Веб-сервер

    msk-arbat-gw1(config)# ip nat inside source static tcp 172.16.0.2 80 198.51.100.2 80

    Сразу проверяем, например, мы можем это делать с тестового ПК c аресом 192.0.2.7.
    Сейчас ничего не заработает, потому что для сети серверов у нас не настроен интерфейс на msk-arbat-gw1:
    msk-arbat-gw1(config)# int fa0/0.3
    msk-arbat-gw1(config-subif)# ip nat inside

    А теперь:

    б) Файловый сервер

    msk-arbat-gw1(config)# ip nat inside source static tcp 172.16.0.3 20 198.51.100.3 20
    msk-arbat-gw1(config)# ip nat inside source static tcp 172.16.0.3 21 198.51.100.3 21

    Вот для этого в ACL Servers-out мы открывали также и 20-21-й порты для всех

    в) Почтовый сервер

    msk-arbat-gw1(config)# ip nat inside source static tcp 172.16.0.4 25 198.51.100.4 25
    msk-arbat-gw1(config)# ip nat inside source static tcp 172.16.0.4 110 198.51.100.4 110

    Проверить также не сложно. Следуйте инструкциям:
    Сначала настраиваем почтовый сервер. Указываем домен и создаём двух пользователей.

    Настраиваем компьютер из нашей сети:

    Из внешней:

    Готовим письмо:

    На локальном хосте нажимаем Receive:

    8) Доступ по RDP к компьютерам админа и нашему

    msk-arbat-gw1(config)# ip nat inside source static tcp 172.16.6.61 3389 198.51.100.10 3389
    msk-arbat-gw1(config)# ip nat inside source static tcp 172.16.6.66 3389 198.51.100.10 3398

    Безопасность

    На последок одно замечание. Скорее всего натирующее устройство, у вас смотрит своим ip nat outside интерфейсом наружу - в Интернет. Поэтому на этот интерфейс не помешало бы повешать ACL, где вы запретите, разрешите, то что вам нужно. На этом вопросе не будем останавливаться уже в данной статье.

    На этом первое знакомство с технологией NAT можно считать законченным.
    В качестве ещё одного ДЗ ответьте на вопрос, почему нет доступа в Интернет с компьютеров эникиев в Питере и в Кемерово. Ведь мы их добавили уже в список доступа.



    Похожие публикации