Вопрос 15. Трансляция сетевых адресов. Статическая и динамическая трансляция адресов. Трансляция порт-адрес Определение и необходимость nat

NAT (Network Address Translation) — это технология преобразования IP-адресов пакетов, проходящих через маршрутизатор, которая позволяет сокрыть внутренние адреса сети от внешних сетей и решить проблему ограниченности IPv4 адресного пространства.habr+2​

Проблема, которую решает NAT:

• Недостаток публичных IP-адресов: предприятия хотели бы подключить множество компьютеров в Интернет, но публичных адресов недостаточно

• Безопасность: внутренние адреса скрыты от Интернета, что затрудняет несанкционированный доступ

• Гибкость: можно переделать внутреннюю сетевую архитектуру без влияния на внешнее подключение

Принцип NAT:

Маршрутизатор имеет два интерфейса:

• Inside Local (внутри локальный) — адреса компьютеров внутри организации (обычно частные адреса из RFC 1918)

• Outside Global (снаружи глобальный) — публичные адреса, видимые в Интернете

Маршрутизатор преобразует адреса пакетов:

• На выходе: заменяет внутренний адрес (Inside Local) на публичный (Outside Global)

• На входе: заменяет публичный адрес назначения (Outside Global) на внутренний (Inside Local)

Терминология nat

Четыре типа адресов в NAT:wiki.merionet​

Термин	Обозначение	Описание
Inside Local	IL	Исходный частный адрес внутреннего узла
Inside Global	IG	Публичный адрес, который заменяет IL для внешней сети
Outside Local	OL	Адрес, видимый узлам внутри сети (после трансляции)
Outside Global	OG	Исходный публичный адрес внешнего узла

Статическая трансляция адресов (Static nat)

Определение: Статическая трансляция — это один-к-одному отображение частного IP-адреса на публичный IP-адрес, которое остаётся неизменным всё время.habr+1​

Характеристики:wiki.merionet+1​

• Каждому внутреннему адресу (Inside Local) присваивается постоянный публичный адрес (Inside Global)

• Отображение не изменяется со временем

• Один внутренний компьютер всегда имеет один и тот же внешний адрес

• Требует выделения публичного адреса для каждого компьютера, который должен быть доступен из Интернета

Процесс статической трансляции:wiki.merionet​

text

Конфигурация маршрутизатора:

ip nat inside source static 192.168.1.5 203.0.113.5

ip nat inside source static 192.168.1.10 203.0.113.10

Таблица трансляции маршрутизатора:

Inside Local Inside Global

192.168.1.5 ←→ 203.0.113.5

192.168.1.10 ←→ 203.0.113.10

Пример использования:

text

Компьютер A (192.168.1.5) отправляет пакет в Интернет

↓

Маршрутизатор перехватывает

Смотрит в таблицу NAT:

192.168.1.5 → 203.0.113.5

↓

Заменяет адрес источника

↓

Пакет уходит в Интернет с адресом 203.0.113.5

↓

Ответный пакет приходит на 203.0.113.5

↓

Маршрутизатор видит в обратной таблице:

203.0.113.5 → 192.168.1.5

↓

Заменяет адрес назначения обратно

↓

Пакет доставляется Компьютеру A (192.168.1.5)

Преимущества статической NAT:habr​

• Простота — постоянное отображение

• Стабильность — всегда известен конечный адрес

• Позволяет серверам быть доступными из Интернета с фиксированным адресом

Недостатки статической NAT:habr​

• Расточительно: требуется один публичный адрес на каждый внутренний адрес

• Масштабируемость: невозможна при ограниченном количестве публичных адресов

• Применение: используется только для нескольких важных серверов

Применение:habr​

• Серверы в DMZ (демилитаризованной зоне)

• Важные внутренние серверы, которые должны быть доступны извне

• Корпоративные сети с небольшим количеством внешних сервисов