编程模拟 NAT 网络地址转换(2024)

1.题目描述

参考计算机网络教材 188 页内容，模拟 NAT 路由器的工作过程，主要有 2 个步骤的工作：1、将收到的来自 内网报文中的私有源 IP 地址转换为 NAT 的外部合法 IP 地址，同时将传输层源端口号转换为 NAT 路 由器分配的端口号，建立转换映射表；2、将收到的来自外网的应答报文提取其目的 IP 地址及端口号， 查找映射表，找到其对应的内网机器的 IP 地址及端口号并替换。 转换表如下图所示：

614c2622070b4877a7f08520acd13313.png

因此我们只需要实现转换功能就可以，可以用if else来实现(doge)。

这里我们可以用两个Map表来维护，保证查询速度

2.运行Demo

5e7dc287d0b54e48a0615b7275d8fa85.png

图2.1主页面

cac7e9c7a7a14f5492b4498ddabc2d27.png

图2.2 转换结果

其他功能自行探索 ，doge

3.程序代码

//time:2024.1.4
//coder:MGJ
#include <iostream>
#include<map>
#include <conio.h>
#include <windows.h>

using namespace std;
//功能数量
#define MENUNUMS1 4
//~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
//函数声明
void cls();

void Init_data();

int Menuchoose1();

void Menushow1(int i);

void Function_Select(int select);

void Net_address_translation();

void Net_address_add();

void Net_address_delect();

void Net_address_revise();

//~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
map<string, string> Maps_In;
map<string, string> Maps_Out;

//----------------------------------------------------------------------------------
//主函数
int main() {
    int out = 0;
    Init_data();
    while (true) {
        out = Menuchoose1();
        Function_Select(out);
    }
}

//~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
//初始化函数
void Init_data() {
    Maps_In["172.38.1.5:40001"] = "192.168.0.3:30000";
    Maps_In["172.38.1.5:40002"] = "192.168.0.4:30000";
    Maps_Out["192.168.0.3:30000"] = "172.38.1.5:40001";
    Maps_Out["192.168.0.4:30000"] = "172.38.1.5:40002";
}

//选择函数
int Menuchoose1() {
    int ch, i = 0;
    Menushow1(0);
    while (true) {
        if (_kbhit()) {
            ch = _getch();
            if (ch == 80) {
                //循环
                i = (++i) % MENUNUMS1;
                Menushow1(i);
            } else if (ch == 72) {
                //循环防止出现负数
                i = ((--i) + MENUNUMS1) % MENUNUMS1;
                Menushow1(i);
            } else if (ch == 13) return i + 1;
        }
    }
}

//~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
//菜单显示
void Menushow1(int i) {
    cls();
    SetConsoleTextAttribute(GetStdHandle(STD_OUTPUT_HANDLE),
                            FOREGROUND_INTENSITY | FOREGROUND_RED | FOREGROUND_GREEN | FOREGROUND_BLUE);
    cout << "\n *=====模拟 NAT 网络地址转换Demo=====*\n";
    if (i == 0)SetConsoleTextAttribute(GetStdHandle(STD_OUTPUT_HANDLE), BACKGROUND_RED);
    cout << "          ->>>转换网络地址<<<-        " << endl;
    if (i == 1)SetConsoleTextAttribute(GetStdHandle(STD_OUTPUT_HANDLE), BACKGROUND_RED);
    if (i == 0)
        SetConsoleTextAttribute(GetStdHandle(STD_OUTPUT_HANDLE),
                                FOREGROUND_INTENSITY | FOREGROUND_RED | FOREGROUND_GREEN | FOREGROUND_BLUE);
    cout << "          ->>>增加网络地址<<<-        " << endl;
    if (i == 2)SetConsoleTextAttribute(GetStdHandle(STD_OUTPUT_HANDLE), BACKGROUND_RED);
    if (i == 1)
        SetConsoleTextAttribute(GetStdHandle(STD_OUTPUT_HANDLE),
                                FOREGROUND_INTENSITY | FOREGROUND_RED | FOREGROUND_GREEN | FOREGROUND_BLUE);
    cout << "          ->>>删除网络地址<<<-        " << endl;
    if (i == 3)SetConsoleTextAttribute(GetStdHandle(STD_OUTPUT_HANDLE), BACKGROUND_RED);
    if (i == 2)
        SetConsoleTextAttribute(GetStdHandle(STD_OUTPUT_HANDLE),
                                FOREGROUND_INTENSITY | FOREGROUND_RED | FOREGROUND_GREEN | FOREGROUND_BLUE);
    cout << "          ->>>修改网络地址<<<-        " << endl;
    if (i == 3)
        SetConsoleTextAttribute(GetStdHandle(STD_OUTPUT_HANDLE),
                                FOREGROUND_INTENSITY | FOREGROUND_RED | FOREGROUND_GREEN | FOREGROUND_BLUE);
    cout << " -------------------------------------\n";
}

//功能函数
void Function_Select(int select) {
    switch (select) {
        case 1: {
            Net_address_translation();
            break;
        }
        case 2: {
            Net_address_add();
            break;
        }
        case 3: {
            Net_address_delect();
            break;
        }
        case 4: {
            Net_address_revise();
            break;
        }
    }
    system("cls");
}

void Net_address_translation() {
    string Search_addrs;
    cout << "请输入IP与端口(例如:172.38.1.5:40001):" << endl;
    cin >> Search_addrs;
    cout << endl << " 转换结果为:--------------------------------" << endl << endl;
    if (Maps_In.find(Search_addrs) == Maps_In.end() && Maps_Out.find(Search_addrs) == Maps_Out.end()) {
        cout << " * 系统没有此地址IP *" << endl;
    } else if (Maps_In.find(Search_addrs) != Maps_In.end()) {
        cout << "  内部地址: " << Maps_In[Search_addrs] << endl;
    } else if (Maps_Out.find(Search_addrs) != Maps_Out.end()) {
        cout << "  外部地址:" << Maps_Out[Search_addrs] << endl;
    }
    cout << endl << " -------------------------------------------" << endl;
    system("pause");

}

void Net_address_add() {
    string Input_interior_addrs;
    string Input_exterior_addrs;
    cout << "请输入内部地址(例如:172.38.1.5:40001):" << endl;
    cin >> Input_interior_addrs;
    cout << "请输入外部地址(例如:172.38.1.5:40001):" << endl;
    cin >> Input_exterior_addrs;
    cout << endl << " 保存结果为:--------------------------------" << endl << endl;
    cout << "  内部地址:" << Input_interior_addrs << endl;
    cout << "  外部地址:" << Input_exterior_addrs << endl;
    cout << endl << " -------------------------------------------" << endl;
    Maps_In[Input_exterior_addrs] = Input_interior_addrs;
    Maps_Out[Input_interior_addrs] = Input_exterior_addrs;
    system("pause");
}

void Net_address_delect() {
    string Search_addrs;
    cout << "请输入需要删除的IP与端口(例如:172.38.1.5:40001):" << endl;
    cin >> Search_addrs;
    cout << endl << " 删除结果为:--------------------------------" << endl << endl;
    if (Maps_In.find(Search_addrs) == Maps_In.end() && Maps_Out.find(Search_addrs) == Maps_Out.end()) {
        cout << " * 系统没有此地址IP *" << endl;
    } else if (Maps_In.find(Search_addrs) != Maps_In.end()) {
        cout << "  内部地址: " << Maps_In[Search_addrs] << endl;
        cout << "  外部地址: " << Search_addrs<< endl;
        Maps_Out.erase(Maps_In[Search_addrs]);
        Maps_In.erase(Search_addrs);
    } else if (Maps_Out.find(Search_addrs) != Maps_Out.end()) {
        cout << "  内部地址: " << Search_addrs<< endl;
        cout << "  外部地址: " << Maps_Out[Search_addrs] << endl;
        Maps_In.erase(Maps_Out[Search_addrs]);
        Maps_Out.erase(Search_addrs);
    }
    cout << endl << " -------------------------------------------" << endl;
    system("pause");
}

void Net_address_revise() {
    string Search_addrs;
    string Input__addrs;
    cout << "请输入需要修改的IP与端口(例如:172.38.1.5:40001):" << endl;
    cin >> Search_addrs;
    cout << endl << " 当前结果为:--------------------------------" << endl << endl;
    if (Maps_In.find(Search_addrs) == Maps_In.end() && Maps_Out.find(Search_addrs) == Maps_Out.end()) {
        cout << " * 系统没有此地址IP *" << endl;
        cout << endl << " -------------------------------------------" << endl;
        system("pause");
        return;
    } else if (Maps_In.find(Search_addrs) != Maps_In.end()) {
        cout << "  内部地址: " << Maps_In[Search_addrs] << endl;
        cout << "  外部地址: " << Search_addrs<< endl;
        cout << endl << " -------------------------------------------" << endl;
        cout << "请修改内部的IP与端口(例如:172.38.1.5:40001):" << endl,cin>>Input__addrs;;
        Maps_In[Search_addrs]=Input__addrs;
    } else if (Maps_Out.find(Search_addrs) != Maps_Out.end()) {
        cout << "  内部地址: " << Search_addrs<< endl;
        cout << "  外部地址: " << Maps_Out[Search_addrs] << endl;
        cout << endl << " -------------------------------------------" << endl;
        cout << "请修改外部的IP与端口(例如:172.38.1.5:40001):" << endl,cin>>Input__addrs;;
        Maps_Out[Search_addrs]=Input__addrs;
    }
    cout << endl << " -------------------------------------------" << endl;
    system("pause");
}
//清屏函数
void cls() {
    COORD pos;
    HANDLE hOut = GetStdHandle(STD_OUTPUT_HANDLE);
    pos.Y = pos.X = 0;
    SetConsoleCursorPosition(hOut, pos);
}

点个关注，哈哈 

 2024 HNUST计算机网络课程设计-(ᕑᗢᓫ∗)˒芒果酱-参考文章

（代码可以参考，૮₍ ˃ ⤙ ˂ ₎ა 但同学们要认真编写哦）
-------------------------------------------------------------------------
1、网络聊天程序的设计与实现
C++ Socket 多线程 网络聊天室 支持用户端双向交流(2023)-CSDN博客
2、Tracert 与 Ping 程序设计与实现
Tracert 与 Ping 程序设计与实现（2024）-CSDN博客
3、滑动窗口协议仿真
滑动窗口协议仿真（2024）-CSDN博客
4、OSPF 路由协议原型系统设计与实现
OSPF 路由协议原型系统设计与实现-CSDN博客
5、基于 IP 多播的网络会议程序
基于 IP 多播的网络会议程序（2024）-CSDN博客
6、编程模拟 NAT 网络地址转换
编程模拟 NAT 网络地址转换(2024)-CSDN博客
7、网络嗅探器的设计与实现
网络嗅探器的设计与实现(2024)-转载-CSDN博客
8、网络报文分析程序的设计与实现
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10、路由器查表过程模拟

计算机网络 - 路由器查表过程模拟 C++(2024)-CSDN博客

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