Netscaler立身之本——NAT

一、前言

ADC的主要作用是作為服務(wù)器的反向代理來進(jìn)行應(yīng)用發(fā)布的，介于客戶端和服務(wù)器端之間，那么NAT就是它必然要面臨的工作。歸根結(jié)底，NAT就是ADC的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)立身之本。能否支持更多、更靈活、控制力更強(qiáng)的NAT轉(zhuǎn)換就是衡量一個(gè)ADC是否合格的關(guān)鍵因素之一。這也對工程師提出了最基本的要求，如果連如何控制NAT都不清楚，那么遇到各種不同的場景就無法做出對應(yīng)的方案。

二、什么是NAT

1．NAT簡介

借助于NAT，私有(保留)地址的"內(nèi)部"網(wǎng)絡(luò)通過路由器發(fā)送數(shù)據(jù)包時(shí)，私有地址被轉(zhuǎn)換成合法的IP地址，一個(gè)局域網(wǎng)只需使用少量IP地址(甚至是1個(gè))即可實(shí)現(xiàn)私有地址網(wǎng)絡(luò)內(nèi)所有計(jì)算機(jī)與Internet的通信需求。

NAT將自動(dòng)修改IP報(bào)文的源IP地址和目的IP地址，Ip地址校驗(yàn)則在NAT處理過程中自動(dòng)完成。有些應(yīng)用程序?qū)⒃?/span>IP地址嵌入到IP報(bào)文的數(shù)據(jù)部分中，所以還需要同時(shí)對報(bào)文進(jìn)行修改，以匹配IP頭中已經(jīng)修改過的源IP地址。否則，在報(bào)文數(shù)據(jù)都分別嵌入IP地址的應(yīng)用程序就不能正常工作。

2．NAT實(shí)現(xiàn)方式

NAT的實(shí)現(xiàn)方式有三種，即靜態(tài)轉(zhuǎn)換Static Nat、動(dòng)態(tài)轉(zhuǎn)換Dynamic Nat 和 端口多路復(fù)用OverLoad。

靜態(tài)轉(zhuǎn)換是指將內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)的私有IP地址轉(zhuǎn)換為公有IP地址，IP地址對是一對一的，是一成不變的，某個(gè)私有IP地址只轉(zhuǎn)換為某個(gè)公有IP地址。借助于靜態(tài)轉(zhuǎn)換，可以實(shí)現(xiàn)外部網(wǎng)絡(luò)對內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)中某些特定設(shè)備(如服務(wù)器)的訪問。

動(dòng)態(tài)轉(zhuǎn)換是指將內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)的私有IP地址轉(zhuǎn)換為公用IP地址時(shí)，IP地址是不確定的，是隨機(jī)的，所有被授權(quán)訪問上Internet的私有IP地址可隨機(jī)轉(zhuǎn)換為任何指定的合法IP地址。也就是說，只要指定哪些內(nèi)部地址可以進(jìn)行轉(zhuǎn)換，以及用哪些合法地址作為外部地址時(shí)，就可以進(jìn)行動(dòng)態(tài)轉(zhuǎn)換。動(dòng)態(tài)轉(zhuǎn)換可以使用多個(gè)合法外部地址集。當(dāng)ISP提供的合法IP地址略少于網(wǎng)絡(luò)內(nèi)部的計(jì)算機(jī)數(shù)量時(shí)?？梢圆捎脛?dòng)態(tài)轉(zhuǎn)換的方式。

端口多路復(fù)用(Port address Translation,PAT)是指改變外出數(shù)據(jù)包的源端口并進(jìn)行端口轉(zhuǎn)換，即端口地址轉(zhuǎn)換(PAT，Port Address Translation).采用端口多路復(fù)用方式。內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)的所有主機(jī)均可共享一個(gè)合法外部IP地址實(shí)現(xiàn)對Internet的訪問，從而可以最大限度地節(jié)約IP地址資源。同時(shí)，又可隱藏網(wǎng)絡(luò)內(nèi)部的所有主機(jī)，有效避免來自internet的***。因此，目前網(wǎng)絡(luò)中應(yīng)用最多的就是端口多路復(fù)用方式。

3．Netscaler的NAT

下面我們主要討論netscaler的NAT是如何做的，哪些參數(shù)影響到netscaler的NAT動(dòng)作。

影響netscaler做NAT的參數(shù)主要分為以下8類：

ü RNAT

ü INAT

ü IP mode

ü Netprofile

ü USIP

ü MAC mode

ü Service port=*

ü Service use proxy port

我們分別針對每個(gè)參數(shù)做測試和理解，以下是環(huán)境概述

實(shí)驗(yàn)環(huán)境：

Client ip：192.168.20.1

SNIP：   192.168.20.11

     192.168.0.21

     192.168.10.11

VIP:     172.16.10.10

     172.16.10.11

     10.10.1.2

Server ip： 192.168.0.50

   10.10.1.1

三、影響NAT的參數(shù)測試

1．RNAT

客戶端的網(wǎng)關(guān)是netscaler，但服務(wù)器沒有客戶端的回程路由

客戶端直接訪問服務(wù)器，網(wǎng)絡(luò)不通

抓包情況：

因?yàn)榉?wù)器沒有客戶端192.168.20.1的回程路由，所以ICMP無響應(yīng)

Netscaler上配置RNAT

客戶端的地址由192.168.20.1被netscaler替換為192.168.10.11，遂可以訪問服務(wù)器資源

抓包情況：

2．INAT

在netscaler上配置INAT策略，將10.10.1.2轉(zhuǎn)換為192.168.0.50

Netscaler中沒有建立10.10.1.2的vserver

抓包情況：

用戶端192.168.20.1訪問10.10.1.2被netscaler轉(zhuǎn)換為192.168.0.21訪問192.168.0.50.

用戶成功打開頁面，在INAT中也可以靈活控制源端口、源地址、目的端口等是否轉(zhuǎn)換。

3．IP mode

IP mode的工作機(jī)制是默認(rèn)同時(shí)做源地址和目的地址的替換，即相當(dāng)于靜態(tài)NAT

抓包情況：

用戶端192.168.20.1訪問172.16.10.10，被Netscaler替換為192.168.0.21訪問192.168.0.50

4．Netprofile

建立兩個(gè)Netprofile

將Netprofile_vs綁定到Vserver

抓包情況：

客戶端192.168.20.1訪問172.16.10.10被Netscaler替換為192.168.10.11訪問192.168.0.50，源地址不是snip：192.168.0.21而是Netprofile_vs的地址192.168.10.11

將Netprofile_vs綁定到Vserver同時(shí)將Netprofile_service綁定到service

Vserver

Service

抓包情況：

客戶端192.168.20.1訪問172.16.10.10被Netscaler替換為192.168.10.22訪問192.168.0.50，源地址而非Netprofile_vs中的192.168.10.11

通過Netprofile測試說明了Netprofile綁在service的優(yōu)先級高于vserver

5．USIP

保留Netprofile在service上開啟USIP，并將服務(wù)器的網(wǎng)關(guān)指向netscaler

抓包情況：

用戶端192.168.20.1訪問172.16.10.10，只有目的地址被Netscaler替換為192.168.0.50，源地址不變。

此項(xiàng)說明一旦啟用USIP，netscaler所有基于源地址替換的操作全部禁用，不管是默認(rèn)用SNIP輪訓(xùn)還是指定Netprofile都不生效。

6．MAC mode

MAC mode不做目的地址替換，必須是any的協(xié)議才能啟用，主要用在LLB。

配置mac mode的VS、servicegroup、member

10.10.1.1是服務(wù)器的第二IP

抓包情況：

客戶端192.168.20.1訪問10.10.1.1，被netscaler替換源地址192.168.10.11后直接訪問10.10.1.1，目的地址不做替換。

當(dāng)然如果需要也可以控制是否做源地址、源端口、目的端口的替換。

7．Service port=*

服務(wù)器同時(shí)開啟8000口的服務(wù)

建立兩個(gè)service

http協(xié)議的8000口和TCP協(xié)議的any口

建立兩個(gè)vserver

抓包情況：

用戶端192.168.20.1帶端口訪問172.16.10.10:3000

被NS同時(shí)替換源IP+端口和目的IP+端口，源地址變?yōu)?/span>192.168.0.21：30748目的地址變?yōu)?/span>192.168.0.50：8000.

但如果用戶訪問的是any的Vserver話目的端口不會(huì)改變

抓包情況：

用戶端192.168.20.1訪問172.16.10.11:8000

被netscaler替換為192.168.0.21:40948訪問192.168.0.50:8000

訪問過程目的端口不會(huì)改變。

8．Proxy port

如果想源端口也不變需要去掉use proxy port選項(xiàng)，同時(shí)開啟USIP

抓包情況：

用戶端192.168.20.1:4503訪問172.16.10.10:3000

被netscaler替換為192.168.20.1:4503訪問192.168.0.50:8000，源地址和源端口不做替換

一、總結(jié)：

以上展示了可以控制netscaler NAT行為的所有參數(shù)，可知netscaler有非常豐富的參數(shù)來根據(jù)需要靈活控制NAT行為（對于INAT部分有另一篇文章做詳細(xì)討論）根據(jù)數(shù)通設(shè)備習(xí)慣的NAT術(shù)語，總結(jié)了netscaler各個(gè)參數(shù)對應(yīng)的NAT類型。