ICS与NAT上网结构

提到共享上网，我们很容易想到使用代理服务器或者是带路由功能的ADSL Modem，其实我们还有更廉价的选择——用Windows系统提供的共享上网的功能。这并没有什么新鲜的，但很多人并没有注意到：在Windows中提供的共享上网方式有两种——ICS和NAT。这两种方式各是一个什么概念，各自依据的是什么原理，它们各有什么优缺点，这是我们下面要探讨的内容。
　　什么是ICS
　　ICS即Internet连接共享(Internet Connection Sharing)的英文简称，是Windows系统针对家庭网络或小型的Intranet网络提供的一种Internet连接共享服务。它实际上相当于一种网络地址转换器，所谓网络地址转换器就是当数据包向前传递的过程中，可以转换数据包中的IP地址和TCP/UCP端口等地址信息。有了网络地址转换器，家庭网络或小型的办公网络中的电脑就可以使用私有地址，并且通过网络地址转换器将私有地址转换成ISP分配的单一的公用IP地址从而实现对Internet的连接。ICS方式也称之为Internet转换连接。
　　什么是NAT
　　NAT即网络地址转换(Network Address Translator)，从广义上讲，ICS也是使用了一种NAT技术，不过我们这里讨论的NAT是指将运行Windows 2000 Server的计算机作为IP路由器，通过它在局域网和Internet主机间转发数据包从而实现Internet的共享。NAT方式也称之为Internet的路由连接。网络地址转换NAT　通过将专用内部地址转换为公共外部地址，对外隐藏了内部管理的IP地址。这样，通过在内部使用非注册的IP地址，并将它们转换为一小部分外部注册的IP地址，从而减少了IP地址注册的费用。同时，这也隐藏了内部网络结构，从而降低了内部网络受到攻击的风险。
　　

特性	ICS	NAT
定位	单个C类子网范围，适合于家庭网络或者小型企业网络使用。	网络地址范围无限制，适合于大中型网络使用。
配置	简单	较ICS更为复杂
提供方式	Windows 2000及其后客户端操作系统和服务器操作系统中均提供	作为路由和远程访问服务的一个组件，只在Windows服务器操作系统中提供。
公共IP地址	只能使用一个公共IP地址	可以使用多个公共IP地址
保留IP地址	无此功能	可以
对外发布服务（端口映射）	可以	可以
专用网络地址范围	限定为192.168.0.0/24	无限制
连接专用网络的网络接口的IP地址	限定为192.168.0.1/24	无限制，可保持原有配置不变。
专用网络地址分配	提供简化的DHCP服务，但是不可配置。分配的IP地址范围为192.168.0.2～192.168.0.254，子网掩码为255.255.255.0	提供DHCP分配器服务（也是简化的DHCP服务），默认分配的IP地址范围为专用网络接口所属子网。你可以禁用此DHCP分配器服务，也可以配置DHCP分配器分配的IP地址范围，分配的IP地址数只受到配置的限制
DNS代理服务	默认启用，不能禁用，ICS中的简化DHCP服务为客户分配的DNS服务器地址是连接专用网络的网络接口的IP地址192.168.0.1。	默认启用，NAT的简化DHCP服务为客户分配的DNS服务器地址是连接专用网络的网络接口的IP地址，但是可以手动禁用
分配的默认网关地址	默认启用，不能禁用，为连接专用网络的网络接口的IP地址192.168.0.1	默认启用，不能禁用，为连接专用网络的网络接口的IP地址
DHCP更新期限	300秒（5分钟）
DHCP重新绑定期限	453600秒（租约期限的75％）
DHCP租约期限	604800秒（7天）
分配的连接指定域名	mshome.net

　　其工作过程我们通过图1来了解，对于由NAT传出数据包，源IP地址(专用地址)被映射到ISP分配的公用地址，并且TCP/UDP端口号也会被映射到不同的TCP/UDP端口号。对于到NAT协议的传入数据包，目标公用IP地址被映射到源内部专用地址，并且TCP/UDP端口号被重新映射回源TCP/UDP端口号。可以简单地概括为，对于向外发出的数据包，NAT将源IP地址和源TCP/UDP端口号转换成一个公共的IP地址和端口号；对于流入内部网络的数据包，NAT将目的地址和TCP/UDP端口转换成专有的IP地址和最初的TCP/UDP端口号。
　　ICS和NAT的区别
　　说到这里似乎让人糊涂了，那究竟两者有什么区别呢？在Windows 2000的帮助文件中ICS和NAT分别叫做Internet的转换连接和路由连接，其实说白了ICS就是NAT的简化版，使用ICS无需理解IP地址和路由方面的一些知识，并且提供一种局域网中使用Windows 2000路由器共享Internet的简化配置，不过ICS可能不允许局域网和Internet主机之间所有的IP通信，如《暗黑破坏神》一类的多玩家游戏、实时通讯及其他对等服务，如果在公用Internet上使用专用地址或同时使用同一端口号，这些应用程序就会中止。而NAT的配置需要有关于IP地址和路由配置方面的知识，它的配置比ICS要复杂，它允许在局域网和Internet主机间所有的IP通信。此外，ICS只能使用一个合法的公用IP地址，而NAT可以通过配置地址池的方式使用ISP提供的多个合法的公用IP地址供客户机共享。
　　配置ICS和NAT服务
　　在局域网中ICS和NAT服务不能并存，我们只能选用其中的一种。
　　ICS的配置过程相当简单，首先通过在控制面板中的“网络和拨号连接”文件夹，建立好同ISP的连接，然后从该连接的“属性”中选择“共享”标签，选中“启用此连接的Internet的连接共享”复选框，“确定”后，根据系统的提示就完成ICS服务器的设置。而客户端只需将网卡设为“自动获得IP地址”，并将“默认网关”一栏空着，重启后即可使用ICS服务了。
　　NAT的配置相对复杂一些，首先要将服务器与局域网连接的网卡IP地址设为：192.168.0.1，与ADSL或Cable Modem连接的网卡IP地址设为自动获取(也可以是ISP提供的合法的固定IP地址)。并将服务器的DNS和DHCP服务设置好。NAT功能主要是通过“管理工具”中的“路由和远程访问”进行配置来实现的。客户端在定义TCP/IP协议属性时需设置DNS，并指定默认网关为192.168.0.1，就可使用NAT服务共享上网。
　　选择ICS还是NAT
　　从上面对两者所作的比较和两者的实现方式我们可以得出结论：
　　ICS更适用于家庭网络环境：它的功能比较简单，设定也相当容易，不需要太多的专业知识也可以完成设置，这对家庭组网来说是十分必要的；它只能使用单一的公用IP地址，无须注册多个公用IP地址，因而它的费用小，而通常家庭组网对成本是十分敏感的；它本身没有任何安全措施，必须另外增加防火墙之类的安全措施，但只需在ICS主机上加装防火墙，局域网中的其他机器都会得到有效的保护，通常家庭网络环境下对安全的要求并不会太高；ICS对系统平台没有特殊的要求，装有Windows 98 SE以上版本的操作系统的电脑都可以配置成ICS的主机，更适合于当前家庭主流操作平台的联网要求。
　　NAT则适合于公司办公网络环境：它的设置比ICS要复杂，需要安装者具备一定的专业知识，这种条件家庭通常是不具备的；它能使用多个公用IP地址(设置地址池)，从而使局域网用户可使用多个合法IP地址访问Internet，申请多个IP地址当然只有规模较大的网络才有这种需要；由于使用IP路由，它具备一定的安全措施，相对安全性它要比ICS好得多，当然，对于使用NAT共享上网的局域网来说，加装防火墙也是必要的；目前能支持NAT的操作系统只有Windows 2000 Server/Advance Server，显然这类操作系统并不是家庭用户使用的，在办公网络中将提供其他服务的Windows 2000 Server服务器同时配置成NAT服务器是顺理成章的事情；与ICS要求网络中的客户机由DHCP服务器动态分配IP地址不同，NAT网络中的客户机可以设置静态内部IP地址，因而其设定更具有弹性，网络中的应用也可以更加多样，也更能适应规模较大的网络。

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