用埠編號進行IP位址轉換 詳解PAT技術運作原理

這裡舉例說明PAT是如何做到內部私有IP位址及外部公有IP位址的轉換，假設網路架構示意圖如圖2所示。

▲圖2 網路架構示意圖。

在此網路架構示意圖內，中間是一台Cisco路由器設備，同時連接內部網路和網際網路，右邊是網際網路，右下方是網際網路內的其中一台電腦，其IP為140.115.3.1，而左邊是內部網路，分別有個人電腦、伺服器及PDA各一台，分別使用192.168.0.1、192.168.0.2及192.168.0.3這三個私有IP位址。而PAT技術將內部與外部的IP位址對應，對應關係如表3所示。

表3 內部IP位址與外部IP位址對應

假設現在伺服器（192.168.02）要傳送網路封包給外面那台電腦（140.115.3.1），其步驟如下所示：

1. 一開始伺服器會傳送封包給Cisco路由器設備，此 時，網路封包的來源端IP位址為192.168.0.2，目前為止還是使用內部的私有IP位址。而目的地IP位址是140.115.3.1。

2. 接著，Cisco路由器設備收到這個網路封包，現在 要轉送網路封包前往140.115.3.1這個目的地位址，但由於網路封包內的來源端IP位址依然為私有IP位址，這樣的IP位址是不允許在網際網路中使用的，不然的話，目的端電腦就沒有辦法回應封包給原本的來源端電腦。因此，Cisco路由器設備必須從對應表內取出192.168.0.2這個Inside Local位址所對應的Inside Global位址，也就是171.69.0.41:60002，並取代網路封包內的來源端IP位址，並且把封包送往目的地，此時網路封包內的來源端IP位址是171.69.0.41:60002。

3. 目的端電腦收到這個網路封包後，假若需要回傳資 料給原本的伺服器，則此台目的端電腦會取出網路封包中的來源端IP位址，也就是171.69.0.41:60002，然後把這個公有IP位址當作目的端IP位址來傳送網路封包。此時，網路封包內的來源端IP位址當然就是140.115.3.1自己這台電腦的位址。

4. 隨後，這個網路封包會被中間這台Cisco路由器設 備收到，並且發現封包內的目的端IP位址是171.69.0.41:60002，為了將封包送到正確的目的地，Cisco路由器設備會到NAT位址對應表中（PAT技術也是把PAT位址對應表儲存在NAT位址對應表），取出171.69.0.41:60002這個Inside Global位址所對應的Inside Local位址，亦即192.168.0.2，並用這個位址當作網路封包中的目的端IP位址，這樣一來，網路封包才能夠正確無誤地傳送到伺服器手上。

以上就是PAT技術的應用過程，當然PAT技術會去更改網路封包中的內容，不過只更改來源端IP位址及目的端IP位址，而網路封包中原本就會被修改的東西還是會被修改，例如TTL（Time to live）值。

檢視PAT設定值的方法

接下來最重要的莫過於如何檢視PAT/NAT設定，因此，底下開始介紹檢視PAT/NAT設定值的方法，這裡會介紹如何清除PAT/NAT位址轉換對應表，以及如何顯示PAT/NAT位址轉換對應表的資料。

清除PAT/NAT位址轉換對應表

前面提到，PAT技術與NAT技術一樣，就是幫忙做公有IP位址及私有IP位址之間的轉換動作，讓使用私有IP位址的電腦也能夠方便地存取外面的網際網路。這種位址的轉換對應，會儲存在NAT位址轉換對應表內，若要清除這樣的位址對應表，可透過下列指令來完成：

之前的文章提過，常用的NAT運行方式有三種：靜態（Static）NAT、動態（Dynamic）NAT及Overlapping。而上面這個指令可以清除所有動態對應的NAT位址轉換關係。如果只是要移除某一個動態NAT的位址對應關係，則可以執行以下的指令：

上面這個指令可以特別指定一個Inside的轉換對應關係，若要同時指定Inside和Outside的位址轉換對應關係，則使用以下的指令：

若想移除特定一筆包含Outside的位址轉換對應關係，則使用下列指令：

要注意的是，這裡的位址指定順序是Local位址在前面，而Global位址在後面。此處的順序與上一個指令剛好相反。

上面就是要刪除NAT位址轉換表中資料的指令，不過事實上NAT位址轉換表中的資料預設會自動逾時而被刪除，如果是NAT相關設定，則資料存在於NAT位址轉換表中24小時以後就會自動被刪除，除非重新設定這筆資料。而剛剛所說的全部移除指令是用來當這些資料還沒有逾時的時候，從NAT位址轉換表中移除。

顯示NAT/PAT位址轉換對應表

再來介紹如何顯示PAT位址轉換對應表的資料，與一般的Cisco設備指令類似，這裡也是使用show指令，指令格式如下所示：

由於PAT位址轉換的資料是存在NAT位址轉換對應表內，所以能夠依照NAT位址轉換對應表來觀察PAT設定。透過下面這個指令就可以顯示出NAT的位址轉換對應表，下面是執行這個指令之後的範例：

另外，還有一個指令可以顯示NAT位址轉換的統計資料，指令內容如下：

該範例的指令執行後，結果如下所示：