Solaris 10 NAT配置攻略

    一、NAT 基础知识

　　1. NAT定义

　　NAT英文全称是“Network Address Translation”，“网络地址转换”，它是一个IETF(Internet Engineering Task Force, Internet工程任务组)标准，允许一个整体机构以一个公用IP(Internet Protocol)地址出现在Internet上。顾名思义，它是一种把内部私有网络地址(IP地址)翻译成合法网络IP地址的技术。图1给出了NAT的一个简单实现。

   

    
    　2. NAT技术的提出

　　IP地址耗尽促成了CIDR的开发，但CIDR开发的主要目的是为了有效的使用现有的internet地址。而同时根据RFC 1631(IP Network Address Translator)开发的NAT却可以在多重的互联网子网中使用相同的IP，用来减少注册IP地址的使用。 NAT技术使得一个私有网络可以通过互联网注册IP连接到外部世界，位于内部网络和外部网络中的NAT路由器在发送数据包之前，负责把内部IP翻译成外部合法地址。内部网络的主机不可能同时于外部网络通信，所以只有一部分内部地址需要翻译。

　　数据包中如果包含有目的IP 地址，一旦内部Intranet 的IP 地址被截获，那么内部网络资源就会暴露，并可以对其实施攻击。为了更好地提高内部网络安全性，可以采用网络地址转换技术。另外，IP 地址的不足使许多用户使用私有EP 地址来搭建网络，私有网络中的IP 地址应遵循RFC 1597 中为私有网络分配的地址，其地址范围为

   

      10.0.0.0-10.255.255.255 ,
　　172.16.0.0--172.16.255.255
　　192.168.0.0--192.168.255.255
    
    而使用私有地址不能直接与Internet 互联。为了使这样的网络能够访问Internet，可以采用地址转换解决这一问题。网络地址转换(NAT) 实现将一个(或一组)IP 地址转换成另一个或一组iP 地址，即将内网的IP 地址或者外网的IP 地址转换。由于网络地址的缺乏和出于安全等因素的考虑，许多内部网络使用私有IP 地址建立起来，在与internet 互连时，通过带有NAT 功能的路由器或防火墙，实现私有IP 与合法IP 地址的转换，对外表现为合法的IP 地址。

　　3. NAT工作原理

　　NAT的基本工作原理是，当私有网主机和公共网主机通信的IP包经过NAT网关时，将IP包中的源IP或目的IP在私有IP和NAT的公共IP之间进行转换。通过NAT路由器的所有出分组，都把分组中的源地址更换为全球NAT地址。通过NAT路由器的所有入分组，都把分组中的目的地址(这个NAT路由器的全球地址)更换为适当的专用地址。如图2所示给出了地址转换的示例。

　　图2 NAT工作原理图

    
    　4. NAT的实现方法和分类

　　NAT 功能通常被集成到路由器、防火墙、ISDN路由器或者单独的NAT设备中。比如Cisco路由器中已经加入这一功能，网络管理员只需在路由器的IOS中设 置NAT功能，就可以实现对内部网络的屏蔽。，其他如Linux中的IP伪装(IP Masquerade)，Solaris中的ipfilter或Windows98的Sygate软件和Windows 2000 、2003都包含了这一功能。NAT分类：

　　(1) 源NAT(Source NAT，SNAT)：修改数据包的源地址。源NAT改变第一个数据包的来源地址，它永远会在数据包发送到网络之前完成，数据包伪装就是一具SNAT的例子。

　　(2) 目的NAT(Destination NAT，DNAT)：修改数据包的目的地址。Destination NAT刚好与SNAT相反，它是改变第一个数据懈的目的地地址，如平衡负载、端口转发和透明代理就是属于DNAT。

　　5. NAT的转换表

　　NAT路由器怎样知道从Internet来的入分组的目的地址呢?可能有几百个或几千个专用IP地址，每一个都属于一个特定主机。如果NAT路由器有一个转换表，问题就解决了。最简单的形式是一个转换表只有两列：专用地址和外部地址(分组的目的地址)。当这个路由器对出分组的源地址进行转换时，它也记下来目的地址———这个分组要去的地方。当响应从这个目的地址返回时，路由器就使用这个分组的源地址(作为外部地址)来找出这个分组的专用地址。图3给出了这个概念。应当注意，改变的(被转换的)地址用灰色表示。

   

　　图3 NAT的转换表

    
    6.NAT的优点和缺陷：

　　NAT方案在一定程度上减缓了IP地址耗尽的周期和路由表规模越来越大的问题，提供了一种非常方便的方式来解决私有网络与Internet的互连问题。

　　NAT的优点：

　　终端用户可以透明地访问Internet。

　　利用NAT可以做到对外部网络隐藏内部网络的体系结构，从外部网络无法知道究竟是哪台主机发送或接收数据，从另一个角度，它也是一个缺点。

　　为已建成的私有网络方便地建立与Internet的连接，而不必去修改每台主机的地址以及内部路由器的配置。

　　*在实现NAT时，可以加入一些服务器代理和包过滤的功能，可以获得很好的安全性及其它性能，而不用增加管理的开销。

　　以极少的全局地址实现一个较大型的私有网络与Internet的互连。

　　但NAT方案含有很多消极特征，决定了它只能是一个临时的解决方案，包括：

　　如果网络规模增大，访问Internet的主机增多，地址对应表的规模必然会越来越大，这将导致效率的降低。

　　它会增加错误寻址的可能性。

　　它隐藏了发送报文的主机的有关信息，使得外部网络难于对它们进行管理，例如，若内部网络中某台主机在Internet上违反安全规则，Inter—net就无法查处“元凶”。

　　由于NAT要修改相应的IP地址，这使得不能对包含IP地址或有关IP地址信息的内容(如

　　TCP报文头的校验和)进行加密，降低了安全性。

　　l那些使用到IP地址的高层应用将受到限制，除非NAT有可能修改其中包含的IP地址信息，即便如此，对这些高层应用还是有所限制，如不能加密等。

　　*ICMP，SNMP，DNS等等各种网络上使用的协议在进行地址翻译时所带来的问题，难予考虑周全。

    二、NAT在Solaris 下的实现原理

　　NAT在Solaris 下的实现原理也是使用防火墙工具IPFilter是目前比较流行的包过滤防火墙软件，它目前拥有多种平台的版本，安装配置相对比较简单。可以用它来构建功能强大的软件防火墙，下面就其的安装以及一些典型的配置作一下说明。IPFfilter 的作者是 Darren Reed 先生，他是一位致力于开源软件开发的高级程序员，目前工作于 SUN 公司。IP Filter 软件可以提供网络地址转换(NAT)或者防火墙服务。简单的说就是一个软件的防火墙，并且这个软件是开源免费的。当前的版本是4.1.15，目前支持 FreeBSD、NetBSD、Solaris 10、Open Solaris、AIX 等操作系统平台。IPFilter是它是一个在引导时配置的可加载到内核的模块。这使得它十分安全，因为已不能由用户应用程序篡改。我用Solaris10 来作为实验的平台介绍一下IP Filter。IP Filter过滤器会执行一系列步骤。图4说明处理包的步骤，以及过滤如何与 TCP/IP 协议栈集成在一起。

   图4 处理数据包的步骤

    
    数据包在Solaris内的处理顺序包括下列步骤：

　　1. 网络地址转换 (Network Address Translation, NAT) ：将专用 IP 地址转换为不同的公共地址，或者将多个专用地址的别名指定为单个公共地址。当组织具有现有的网络并需要访问 Internet 时，通过 NAT，该组织可解决 IP 地址用尽的问题。

　　2. IP 记帐：可以分别设置输入规则和输出规则，从而记录所通过的字节数。每次与规则匹配时，都会将包的字节计数添加到该规则中，并允许收集层叠统计信息。

　　3. 片段高速缓存检查：如果当前流量中的下一个包是片段，而且允许前一个包通过，则也将允许包片段通过，从而绕过状态表和规则检查。

　　4. 包状态检查：如果规则中包括 keep state，则会自动传递或阻止指定会话中的所有包，具体取决于规则指明了 pass 还是 block。

　　5. 防火墙检查：可以分别设置输入规则和输出规则，确定是否允许包通过 Solaris IP 过滤器传入内核的 TCP/IP 例程或者传出到网络上。

　　6. 组：通过分组可以按树的形式编写规则集。

　　7. 功能：功能是指要执行的操作。可能的功能包括 block、pass、literal 和 send ICMP response。

　　8. 快速路由：快速路由指示 Solaris IP 过滤器不将包传入 UNIX IP 栈进行路由，从而导致 TTL 递减。

　　9. IP 验证：已验证的包仅通过防火墙循环一次来防止双重处理。

    三、Solaris 10 NAT配置实战

　　在 Solaris 10 上，不需要再安裝 IP Filter 了，Solaris 10 已經內建了 IP Filter，所以，只要做一些設定就可以使用。在舊版本的 Solaris系統上是需要自行下載(http://coombs.anu.edu.au/~avalon/ )和安裝 IP Filter 的。

　　1、了解nat规则

　　IP Filter过滤器规则集很多这里笔者介绍和nat相关的规则。

　　查看活动的 NAT 规则

      # ipnat -l
　　List of active MAP/Redirect filters:
　　map dmfe0 192.168.1.0/24 -> 20.20.20.1/32
　　List of active sessions:

　
    
    如何删除 NAT 规则

　　以下示例显示如何删除当前 NAT 规则中的项。

      # ipnat -l
　　List of active MAP/Redirect filters:
　　map dmfe0 192.168.1.0/24 -> 20.20.20.1/32
　　List of active sessions:
　　# ipnat -C
　　1 entries flushed from NAT list
　　# ipnat -l
　　List of active MAP/Redirect filters:
　　List of active sessions:
    
    如何将规则附加到 NAT 规则

　　使用以下方法之一将规则附加到活动规则集：

　　在命令行上使用 ipnat -f - 命令，将规则附加到 NAT 规则集。

   

# echo "map dmfe0 192.168.1.0/24 -> 20.20.20.1/32" | ipnat -f -
    
    以下示例显示如何从命令行将规则添加到 NAT 规则集。

   

      # ipnat -l
　　List of active MAP/Redirect filters:
　　List of active sessions:
　　# echo "map dmfe0 192.168.1.0/24 -> 20.20.20.1/32" | ipnat -f -
　　# ipnat -l
　　List of active MAP/Redirect filters:
　　map dmfe0 192.168.1.0/24 -> 20.20.20.1/32
　　List of active sessions:

　　
    
    2、启动IP转发

　　NAT需要使用兩張網卡才能正常使用，首先查看网卡，使用ifconfig –a 命令如图5：

　　图5 查看网卡接口

    
    这里笔者使用的两块网卡分别是：elx0 、mxfe0 。

　　IP forwarding即IP转发，在我们单位的日常工作中，人们往往由于分配的IP地址不在一个网段，而不能相互访问，给员工之间的数据交换带来不便。虽然可以利用第三层交换技术VLAN来实现数据交换，但那需要更换现有的部分网络设备。那么，利用现有的网络设备，通过大量的实践和探索，我们找到了解决此问题的方法，即利用IP转发功能来实现不同网段的数据交换。IP转发就是在一个路由器中，如果IP包的地址与路由器的地址表有相符的地址时，把这个包卸下来，发给相应的主机，否则将其转发到别的路由器的过程。首先查看目前ip转发情况，使用routeadm 命令，如图6 。

   

　　图6 查看目前ip转发情况

    
    说明：不带选项的 routeadm 命令可报告IP转发和路由选择守护进程的状态。下面使用命令启动IP转发：
    

routeadm -u -e ipv4-forwarding
    
    另外也可以使用smf命令：

# svcadm enabled ipv4-forwarding

    
    下面重新使用routeadm 命令查看情况，如图6 。
   

   

　　图7 IP转发已经启动

    
    当你把 IP forwarding 启动后，你就需要設定 NAT (的規則。NAT 規則在檔案 /etc/ipf/ipnat.conf 裡面。　
    
   

      map elx0 192.168.0.0/24 -> 0/32 proxy port ftp ftp/tcp
　　map elx0 192.168.0.0/24 -> 0/32 portmap tcp/udp auto
　　map elx0 192.168.0.0/24 -> 0/32

　
    
    修改/etc/ipf/pfil.ap 文件，此文件包含主机上网络接口卡 (network interface card, NIC) 的名称。缺省情况下，这些名称已被注释掉。对传输要过滤的网络通信流量的设备名称取消注释。
    
   

      vi /etc/ipf/pfil.ap
　　# IP Filter pfil autopush setup
　　# See the autopush(1M) manpage for more information.
　　# Format of the entries in this file is:
　　#major minor lastminor modules
　　#iprb -1 0 pfil
　　#elxl -1 0 pfil
　　#e1000g -1 0 pfil
　　#bge -1 0 pfil
　　#nf -1 0 pfil
　　elx0 -1 0 pfil
　　#mxfe0 -1 0 pfil
　　#el -1 0 pfil
　　#ipdptp -1 0 pfil
　　#lane -1 0 pfil
　　pcn -1 0 pfil
　　#pcelx -1 0 pfil
　　#spwr -1 0 pfil
    
    启动服务使用命令：svcadm enable svc:/network/ipfilter:default

　　使pfil.ap配置文件生效

autopush -f /etc/ipf/pfil.ap
    
    说明：此步骤只需要做一次，以后更改防火墙规则就不需要再做。

　　重新引导计算机，使用命令：“reboot”。

　　如果不希望重新启动计算机也可以使用命令：

      ifconfig elx0 unplumb
　　ifconfig elx0 plumb dhcp start    
    这里假设elx0是通过DHCP获得的ip地址。