ICMP为何会相应任何地址发回的包

haierccc

本帖悬赏20币，只求解惑，谢谢。

我来细说一下这个实验。
我在学习NAT。典型的NAT环境如下图：

在典型的P2P的IPv4环境下，由于用户的内网使用了私网地址，且ISP路由器没有私网地址的路由，所以私网用户是无法上公网的。
但NAT就解决了这个问题。方法就是让3个私网地址192.168.1.x顶着“公网帽子”202.96.64.68上网。

好了，NAT的简单介绍结束。接下来，好奇的我就通过Cisco Packet Tracer 7.1搭建了一个环境，并利用CPT的单步跟踪功能，跟踪ICMP数据包的流转，希望能够在底层上更加深入地了解NAT。

同时，我心里还有个疑问：既然NAT解决的是“公网没有私网路由，造成私网无法与公网通信”这个问题，那么，如果有路由呢？在有路由，同时又开启了NAT的情况下，NAT是怎样工作的呢？

用CPT建立拓扑如下：

配好所有接口的IP之后，就成为了一个典型的路由网络，PC0是可以ping通WebServer的，而且也可以通过浏览器访问其上的网页，因为中间的NAT路由器是直连这2个网络，所以有路由表。见下图：


注意：虽然路由器的名字叫做NAT，但因为此时还没有配置NAT，所以仍然是个P2P的路由网络。

现在给路由器配置静态NAT，命令很简单，就3条：
NATr(config)#ip nat inside source static 192.168.1.1 192.168.2.254 //配置静态NAT
NAT(config)#int g0/0
NAT(config-if)#ip nat inside //指明内网接口
NAT(config-if)#int g0/1
NAT(config-if)#ip nat outside  //指明外网接口
配置完毕。

OK！现在路由器就处于有2边网络的路由表，同时又配静态NAT的状态了。
我用PC0 ping WebServer，用CTP单步跟踪ICMP包的流转，注意其源地址、目标地址的变化，结果就是，看到了我不理解的，要到这里来请教的一幕。

ICMP包的流转过程：
1、192.168.2.1 ping 192.168.1.1
2、ICMP请求包从PC0出发，源地址是192.168.2.1，目标地址是192.168.1.1。
3、经过路由器NAT，再到达Webserver，源地址和目标地址都未发生变化。
4、WebServer收到请求包以后，发回ICMP响应包，源地址是192.168.1.1，目标地址是192.168.2.1
5、该包到达路由器NAT（入），再向PC0发出（出）的时候，源地址被改为192.168.2.254，目标地址仍然是192.168.2.1 ：

6、PC0收到该响应包，显示出一条ping的回应信息：


这就是我不明白的地方。返回包的源地址被修改为NAT的外网接口192.168.254了，但在ICMP看，它根本就没有和该地址通信过（它发出的包，目标地址是192.168.1.1），怎么会认可192.168.2.254返回的ICMP回应包呢？

我怀疑这是CPT的BUG，于是用GNS3重建拓扑（用路由器模拟WebServer和PC0），再用Wireshark抓包，这是完全真实的环境了：

结果还是一样的，从NAT出来的数据包，源地址被改成NAT的外网口地址：

可见，这肯定不是BUG，而是实景。
注：当我no掉3条NAT语句，恢复到P2P路由环境时，返回给PC0的包源地址没有被修改，仍然是192.168.1.1

那么剩下的就是要解释这种现象了。我反复思考，似乎跟“ICMP是一种无状态协议”有关，但更详细的我也说不上了，到底怎样理解”无状态“呢？

其次，ICMP包可能不是靠”源地址-目标地址“来判断”接收到的包，是属于上次发送包的回应“这个过程的。而是靠ICMP包
里的”ID“字段，比如上次发送ICMP请求时的ID字段被置为1，那么返回的ICMP响应包的ICMP的ID字段的值也为1。
所以，我收到的ID=1，而我之前也曾经发送过ID=1的的包，所以我就显示出一行ping通的结果：

以上就是我的问题了。

Rockyw

192.168.2.254是网关，默认发向外网的数据包都转发给它处理，回包当然也是由它处理

black105133

haierccc

Rockyw 发表于 2018-7-16 22:38
192.168.2.254是网关，默认发向外网的数据包都转发给它处理，回包当然也是由它处理

是的，我也想通了，NAT设备是一堵墙，外网只能看到NAT设备。
所以外网进入的数据包的目标地址是NAT，内网发出的源地址也是NAT。

h19

NAT是会产生   会话ID   来标识是回给哪台主机的

zhurx

多做一个ping 测试，使用NAT时 ping 192.168.1.1 , 移掉NAT后，再 ping 192.168.1.1, 看看响应的时间是不是很接近？最好是一样的就更好解释了。
有NAT时，你看到的192.168.2.254就是PAT后的IP，对外网可见的就是PAT后的IP，真实的内网IP剖是不可见的。

YhuY

thank you.

matinchow

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