网络工程师考试案例导学 3.3.2

3.3.2　2003年下半年下午试题3

3.3.2.1    试题描述

阅读以下说明，回答问题，将解答填入答题纸的对应栏内。（10分）

【说明】

网络地址转换（NAT）的主要目的是解决IP地址短缺问题以及实现TCP负载均衡等。在图3-7的设计方案中，与Internet连接的路由器采用网络地址转换。

图3-7  TCP负载均衡拓扑示意图

表3-14                                          边界路由器Router的部分NAT表

协  议	内部局部地址及端口号	内部全局IP地址及端口号	外部全局IP地址及端口号
TCP	10.1.1.1：80	10.1.1.127：80	172.20.7.3：3058
TCP	10.1.1.2：80	10.1.1.127：80	172.20.7.3：4371
TCP	10.1.1.3：80	10.1.1.127：80	172.20.7.3：3062

【问题】（10分）

请根据路由器的NAT表和图3中给出的网络结构、IP地址，简要叙述主机B向内部网络发出请求进行通信时，边界路由器实现TCP负载均衡的过程。

3.3.2.2    要点解析

这是一道要求对边界路由器实现TCP负载均衡工作原理有深入理解的试题。解题的关键是仔细阅读所给的网络拓扑图及正确理解“虚机主机”的概念。当内部网络节点共享一个IP地址访问Internet网时，站在Internet的角度看这个IP地址就相当于一台虚拟的主机。当外网节点要与内网节点建立链路连接时，边缘路由器接收到这一外网请求后，就从网络地址转换NAT表中检查上一次的转换条目，并为本次连接分配下面一个条目进行映射，使用下面一个内部地址。当这次连接结束后，下一次的外部请求将被分配到再接下来的一个转换条目。

3.3.2.3    参考答案

主要步骤如下：

1．外部主机B（172.20.7.3）发出请求，建立B到虚拟主机（10.1.1.127）的连接。

2．边界路由器接到这个连接请求后，查询NAT表，建立一个新的地址转换映射。如为10.1.1.127分配真实主机地址10.1.1.1。

3．边界路由器用所选真实地址替换目的地址，转发该数据包。内部主机10.1.1.1接收到该数据包，并作应答。

4．边界路由器接到应答包后，根据内部地址及端口号和外部地址及端口号，从NAT映射表中查找对应的内部虚拟主机地址及端口号。

5．将源地址转换为虚拟主机地址，并转发应答包；B接收到源地址为10.1.1.127的应答包。

6．下一个请求时，边界路由器为其分配下一个内部局部地址，如10.1.1.2。