wireshark的NAT分析

### Wireshark的NAT分析 #### 一、引言 在现代网络环境中，网络地址转换（Network Address Translation，简称NAT）是一项重要的技术，它允许一个或多个私有IP地址在网络边界路由器上被转换为一个公共IP地址，从而使得内部网络中的设备能够通过单一公网IP地址访问互联网。Wireshark是一款强大的网络数据包捕获工具，能够帮助网络工程师深入理解NAT的工作原理。本篇将详细介绍如何使用Wireshark对NAT环境下的网络流量进行分析。 #### 二、Wireshark NAT测量场景 在本次实验中，我们关注的是从家庭网络内的客户端向`www.google.com`服务器发送简单网页请求时的数据包捕获。家庭网络中的路由器提供了NAT服务，具体配置如图1所示。 ##### 图1：Wireshark数据包捕获场景 在这个场景中，我们在家庭网络的客户端PC上收集了一个Wireshark数据包捕获文件，命名为`NAT_home_side`。同时，在家庭路由器与ISP网络之间的链路上，我们收集了另一个Wireshark数据包捕获文件，命名为`NAT_ISP_side`。这个位置捕获到的数据包已经经过了NAT转换。这两个文件共同构成了整个NAT转换过程的完整视图。 #### 三、Wireshark捕获文件分析 1. **NAT_home_side**：该文件记录了客户端发起请求时的数据包，包括TCP握手、HTTP请求等信息。这些数据包的源IP地址是客户端的私有IP地址，目标IP地址是`www.google.com`的公网IP地址。 2. **NAT_ISP_side**：这个文件包含了经过NAT转换后的数据包，其中源IP地址已经被转换为家庭路由器的公网IP地址，而目的IP地址保持不变。 #### 四、NAT原理及Wireshark分析要点 - **NAT原理简介**：NAT的基本思想是在路由器上维护一张映射表，这张表记录了私有IP地址和端口号到公有IP地址和端口号的映射关系。当私网内的主机向公网发送数据包时，路由器会修改数据包的源IP地址，并根据映射表进行替换；同样地，当响应数据包返回时，路由器会根据映射表将源IP地址还原为原始的私有IP地址，确保数据包正确送达目的地。 - **Wireshark分析要点**： - 使用Wireshark查看`NAT_home_side`文件，重点关注客户端发起的HTTP请求。可以观察到请求头中的源IP地址是私有地址。 - 查看`NAT_ISP_side`文件，可以看到源IP地址已经变成了路由器的公网IP地址，这表明NAT转换已经发生。 - 分析两个文件中的TCP握手过程，理解NAT是如何影响三次握手建立连接的过程的。 - 观察HTTP响应数据包，比较它们在`NAT_home_side`和`NAT_ISP_side`文件中的差异，了解NAT在数据传输过程中如何处理响应包。 - 检查NAT映射表的变化情况，理解路由器是如何管理和更新映射表的。 #### 五、Wireshark过滤器使用技巧 为了更高效地分析数据包，可以利用Wireshark提供的过滤器功能来筛选特定的数据包类型或信息。例如： - `ip.addr == 192.168.1.100`：显示所有涉及IP地址为`192.168.1.100`的数据包。 - `tcp.port == 80`：显示所有TCP协议端口为80的数据包。 - `http.request.method == GET`：显示所有HTTP GET请求方法的数据包。 #### 六、结论 通过对Wireshark捕获的数据包进行分析，我们可以深入了解NAT的工作机制及其在网络通信中的作用。这对于网络安全、网络管理以及故障排除等方面都具有重要意义。掌握Wireshark的使用技巧和NAT的基本原理对于网络工程师来说至关重要。通过本实验的学习，不仅能够加深对NAT的理解，还能提高使用Wireshark进行网络分析的能力。