Функция nat в роутере что это
Национальная библиотека им. Н. Э. Баумана
Bauman National Library
Персональные инструменты
NAT (Network Address Translation)
NAT (англ. Network Address Translation) — преобразование сетевых адресов. Предназначен для упрощения и сохранения IP-адресов. Он позволяет частным IP-сетям, которые используют незарегистрированные IP-адреса, подключаться к Интернету. NAT работает на маршрутизаторе, который обычно соединяет две сети, и преобразует частные (а не глобально уникальные) адреса во внутренней сети в действительные адреса перед отправкой пакетов в другую сеть. Поскольку данная функция является частью возможностей маршрутизатора, трансляцию сетевых адресов (NAT) можно настроить для отображения только одного адреса всей сети для внешнего мира. Это обеспечивает дополнительную безопасность и позволяет скрыть внутреннюю сеть от доступа извне. NAT поддерживает совместные функции обеспечения безопасности и сохранения адресов и обычно устанавливается в средах удаленного доступа. [1]
Содержание
Методология
Термин NAT стал практически синонимом IP маскировки.
Так как преобразование сетевых адресов изменяет информацию адреса IP в пакеты, она имеет серьезные последствия для качества подключения к Интернету и требует пристального внимания к деталям процесса реализации.
Основной тип преобразования сетевых ресурсов
Простейший тип преобразования сетевых ресурсов (NAT) обеспечивает трансляцию IP-адресов один-к-одному. RFC 2663 относится к этому типу NAT в качестве основного NAT; его часто также называют NAT один-к-одному. В этом типе NAT, только IP-адреса, IP-заголовка контрольной суммы и любых высших контрольных сумм уровня, которые включают в себя измененный IP-адрес. Основные NAT можно использовать для соединения двух IP-сетей, у которых несовместимы адресации.
Назначение NAT
Концепции трансляции адресов NAT
Существует 3 базовых концепции трансляции адресов: статическая (Static Network Address Translation), динамическая (Dynamic Address Translation), маскарадная(NAPT, NAT Overload, PAT).
Статический NAT
Статический NAT — Отображение незарегистрированного IP-адреса на зарегистрированный IP-адрес на основании один к одному. Особенно полезно, когда устройство должно быть доступным снаружи сети.
Динамический NAT
Динамический NAT — Отображает незарегистрированный IP-адрес на зарегистрированный адрес из группы зарегистрированных IP-адресов. Динамический NAT также устанавливает непосредственное отображение между незарегистрированным и зарегистрированным адресом, но отображение может меняться в зависимости от зарегистрированного адреса, доступного в пуле адресов, во время коммуникации.
Перегруженный NAT (NAPT, NAT Overload, PAT, маскарадинг) — форма динамического NAT, который отображает несколько незарегистрированных адресов в единственный зарегистрированный IP-адрес, используя различные порты. Известен также как PAT (Port Address Translation). При перегрузке каждый компьютер в частной сети транслируется в тот же самый адрес, но с различным номером порта.
Преимущества и недостатки
| Преимущества | Недостатки |
|---|---|
| Позволяет сэкономить IP-адреса (только в случае использования NAT в режиме PAT), транслируя несколько внутренних IP-адресов в один внешний публичный IP-адрес (или в несколько, но меньшим количеством, чем внутренних). По такому принципу построено большинство сетей в мире: на небольшой район домашней сети местного провайдера или на офис выделяется 1 публичный (внешний) IP-адрес, за которым работают и получают доступ интерфейсы с приватными (внутренними) IP-адресами. | Старые протоколы. Протоколы, разработанные до массового внедрения NAT, не в состоянии работать, если на пути между взаимодействующими хостами есть трансляция адресов. Некоторые межсетевые экраны, осуществляющие трансляцию IP-адресов, могут исправить этот недостаток, соответствующим образом заменяя IP-адреса не только в заголовках IP, но и на более высоких уровнях (например, в командах протокола FTP). См. Application-level gateway. |
| Позволяет предотвратить или ограничить обращение снаружи ко внутренним хостам, оставляя возможность обращения изнутри наружу. При инициации соединения изнутри сети создаётся трансляция. Ответные пакеты, поступающие снаружи, соответствуют созданной трансляции и поэтому пропускаются. Если для пакетов, поступающих снаружи, соответствующей трансляции не существует (а она может быть созданной при инициации соединения или статической), они не пропускаются. | Идентификация пользователей. Из-за трансляции адресов «много в один» появляются дополнительные сложности с идентификацией пользователей и необходимость хранить полные логи трансляций. |
| Позволяет скрыть определённые внутренние сервисы внутренних хостов/серверов. По сути, выполняется та же указанная выше трансляция на определённый порт, но возможно подменить внутренний порт официально зарегистрированной службы (например, 80-й порт TCP (HTTP-сервер) на внешний 54055-й). Тем самым, снаружи, на внешнем IP-адресе после трансляции адресов на сайт (или форум) для осведомлённых посетителей можно будет попасть по адресу http://example.org:54055, но на внутреннем сервере, находящемся за NAT, он будет работать на обычном 80-м порту. Повышение безопасности и скрытие «непубличных» ресурсов. | Иллюзия DoS-атаки. Если NAT используется для подключения многих пользователей к одному и тому же сервису, это может вызвать иллюзию DoS-атаки на сервис (множество успешных и неуспешных попыток). Например, избыточное количество пользователей ICQ за NAT приводит к проблеме с подключением к серверу некоторых пользователей из-за превышения допустимой скорости подключений. Частичным решением проблемы является использование пула адресов(группы адресов), для которых осуществляется трансляция. |
| Пиринговые сети. В NAT-устройствах, не поддерживающих технологию Universal Plug & Play, в некоторых случаях, необходима дополнительная настройка (см.Трансляция порт-адрес) при работе с пиринговыми сетями и некоторыми другими программами, в которых необходимо не только инициировать исходящие соединения, но также принимать входящие. |
Практический пример действия NAT
Адресация в закрытой сети и трансляция сетевых адресов (NAT) — это два взаимосвязанных метода, которые способствуют резкому сокращению потребности в использовании открытых IP-адресов. В основе этих методов лежит простой принцип. Хостам закрытой сети присваиваются адреса, которые не используются в общедоступной сети (Internet). При возникновении необходимости организовать обмен данными между хостом в закрытой сети и хостом в открытой сети первый посылает запрос в сетевой шлюз, который преобразует закрытый IP-адрес в открытый IP-адрес. Благодаря этому уменьшается потребность в использовании открытых IP-адресов, поскольку не приходится присваивать открытый IP-адрес каждому хосту, для которого необходимо обеспечить работу в Internet. Вместо этого присваивается один (или несколько) адресов устройству NAT, которое обеспечивает доступ к Internet.
Но, как обычно, в действительности функционирование метода NAT происходит немного сложнее, чем описано выше. Чтобы понять, какие действия при этом фактически осуществляются, рассмотрим практический пример.
Теперь маршрутизатор с поддержкой NAT принимает пакет и заменяет в нем адрес отправителя своим открытым IP-адресом (в данном примере 70.14.1.1), а также вводит другой номер порта, чтобы иметь возможность отличить пакет, переданный в ответ отправителю (по адресу 192.168.1.10), от других пакетов, например, передаваемых в ответ на компьютер с адресом 192.168.1.200. Маршрутизатор вносит сведения о выполненных им преобразованиях в таблицу трансляции и отправляет пакет на Web-сервер. К этому времени заголовок пакета содержит данные, приведенные ниже.
Предположим, что одновременно с этим попытку обратиться по адресу www.cisco.com предпринимает еще один хост (с адресом 192.168.1.200). Для него выполняется такие же действия. Допустим, что заголовок пакета, первоначально отправленный этим хостом (до трансляции), содержит данные, перечисленные ниже.
Преобразуется и IP-адрес этого компьютера (192.168.1.200), и после преобразования заголовок пакета содержит данные, перечисленные ниже.
После выполнения всех этих действий устройство NAT формирует таблицу трансляции, которая приведена в табл. 1.
| IP-адрес отправителя | Порт отправителя | Оттранслированный IP-адрес | Оттранслированный номер порта |
|---|---|---|---|
| 192.168.1.10 | 44000 | 70.14.1.1 | 60000 |
| 192.168.1.200 | 55555 | 70.14.1.1 | 50600 |
После поступления на маршрутизатор с узла www.cisco.com пакета с IP-адресом получателя 70.14.1.1 и портом получателя 60000, это устройство NAT выполняет поиск в таблице трансляции и обнаруживает, что пакет предназначен для передачи в порт 44000 компьютера с адресом 192.168.1.1. После этого выполняется преобразование и пере дача пакета на локальный компьютер. Компьютер получает этот пакет, не имея никаких сведений о том, какая промежуточная обработка была выполнена с данным пакетом.
Хотя метод NAT может применяться при использовании любой структуры IР адресов (включая открытые адреса), обычно лучше использовать пространство адресов, зарезервированное для закрытой сети. Причина этого очень проста — если в закрытой сети применяются открытые адреса, то общедоступный ресурс, обозначенный этим адресом (а также все другие ресурсы, обозначенные применяемой маской), станут недоступными из закрытой сети. Например, если организация использует в своей внутренней сети адрес 207.46.230.0/24, то ее сотрудники не смогут обратиться к любому компьютеру в Internet, находящемуся в сети 207.46.230.0 (которая принадлежит Microsoft), поскольку хост локальной сети будет рассматривать такой адрес получателя в пакете как локальный адрес и не отправит пакет в устройство NAT.
В связи с этим, для каждого класса сети (от А до С) определен блок адресов, предназначенный для использования в закрытой сети. Именно эти адреса, перечисленные ниже, должны использоваться в сочетании со средствами NAT.
Метод адресации в закрытой сети определен в документе RFC 1918, а метод NAT — в документе RFC 3022.
NAT в роутере и на сервере – что это такое и где используется
NAT (происходит от английского термина Network Address Translation, который переводится как «преобразование сетевых адресов») при помощи этой функции в сетях TCP/IP преобразовываются IP-адреса транзитных пакетов. Он есть у всех роутеров, имеет название port forwarding.
Преимущество данной технологии в том, что не надо изменять конфигурацию маршрутизаторов и окончательных узлов внутренней сети. Эти технологии не применяются там, где в работе с внешними сетями задействовано много внутренних узлов.
Типы NAT
Static NAT
Как правило, не используется физическими лицами для их потребностей, а применяется компаниями, в которых есть много IP адресов с необходимостью, чтобы они для некоторых серверов оставались постоянными и были доступны из вне. Чтобы открыть какой-нибудь сервис (почта, сайт и т.д.) необходимо знать 2 параметра: IP адрес (DNS имя) и порт. При этом порт обычно не вводится (если он не был изменен), поскольку программы вводят его автоматически и, следовательно, пользователь даже не задумывается о его наличии. Для того чтобы другие пользователи глобальной паутины могли работать с определённым компьютером, им необходимы знать его IP (DNS имя) и порт сервиса.
Если у человека статический Network Address Translation и один компьютер в сети, то знать порт не обязательно, достаточно будет знания IP. Чтобы ограничить доступ, нужна установка межсетевого экрана.
Чтобы было понятнее, можно провести такую аналогию: IP адрес — это чей-то дом, а порт – его квартира. Чтобы человека нашли, нужно знать и то и другое.
Как это работает. Допустим, провайдер выдал 4 IP для 3-х серверов. Роутеру назначается первый, а остальные достаются серверам. Чтобы на них смогли попасть достаточно указать внешние IP, например, второй, а роутер всё равно перенаправит на первый сервер. Человек попадает на сервер, работает на нём, но не знает, что его адрес иной. Запись будет храниться об этом в таблице NAT.
Есть положительные моменты: адреса пользователя не видны, но он сам виден из интернета. Минусы: любому другому пользователю будет просто совершить попытку взлома его компьютера.
Dynamic NAT
В отличие от статического имеет одно исключение: из глобальной паутины нет возможности увидеть сервера, с которыми производится работа. Клиент получает несколько IP, но здесь их распределяет роутер. Когда клиент находится в интерне, роутер сам выбирает среди полученных один адрес, выдаёт его и заносит в таблицу Network Address Translation. Но сама запись долго не хранится, когда пользователь вышел из интернета она вытирается из таблицы.
Большим недостатком является то, что необходимое число входов в глобальную паутину не может быть больше количества IP адресов, которые выдал провайдер. Пока не найдутся свободные, новые пользователи не смогут подключиться к компьютеру. Но по сравнению с первым типом есть большое превосходство, другие пользователи не смогут свободно зайти на жёсткий диск компьютера, так как адреса постоянно меняются. Также самим клиентам не надо распределять IP адреса, их распределит роутер.
Port Address Translation (PAT), NAT Overload и Masquerading
Данный тип актуальнее физическому лицу, поскольку выдается единственный внешний адрес, а пользователь только назначает порт любому серверу. Скажем, кому-то необходимо, чтобы к нему могли зайти в торрент, для этого понадобятся не только внутренние, но и внешние порты. Программой используется внутренний порт только на компьютере, на котором она установлена. С других же машин будут подключаться к внешнему порту, находящемуся на роутере. Очень часто, но не всегда они совпадают.
У данного метода есть преимущество: доступ открыт для определённой программы, все остальное закрыто. А недостаток в том, что очень часто порты нужно настраивать вручную.
Как изменить тип NAT
Нужно зайти на свой роутер. Для этого, в браузере набираем 192.168.1.1 или 192.168.0.1 (или другую комбинацию в зависимости от маршрутизатора). Вводим логин и пароль. Там смотрим свой IP и настройки сети.
Затем необходимо обратиться к провайдеру интернет-подключения, сообщить данные, которые смотрели в роутере и он всё перенастроит.
Терминология NAT
Для NAT важно различать внутреннюю и внешнюю сеть. К внутренней относятся все сети, которые необходимы в преобразовании, к внешней – все остальные сети.
Система имеет 4 разновидности адресов:
В задачи внутреннего входит преобразование механизмов NAT, внешний служит адресом устройства, куда необходимо войти. Под локальным понимают тот, который бывает во внутренних, а глобальным – во внешних сетях.
Как проверить находится ли компьютер за NAT
Для этого достаточно определить IP компьютера пользователя. Если какой-то адрес попадает в диапазоны (используются только для локальных сетей):
Это значит, что данный компьютер находится в локальной сети и пользователь в NAT.
Настройки NAT, как сделать его открытым
Чтобы настроить NAT в роутере, нужно зайти в браузер, набрать 192.168.1.1 или 192.168.0.1 (адрес роутера) после чего потребуется ввести логин с паролем (обычно Admin/Admin). Затем находится поле Configuration (настройки), потом Network (сеть) и Routing (маршруты или маршрутизация). В новом окне выбирают Policy Routing (новое правило). Здесь задаются условия маршрутизации. Выбрать можно по различным свойствам, таким, как: пользователи, интерфейсы, IP-адрес источников или получателей, порт назначения.
Задаем условия трафика, там есть несколько назначений: Auto перенаправит трафик в глобальный интерфейс, который указан по умолчанию, Gateway на адрес, имеющийся в настройках, Trunk — на несколько интерфейсов, Interface – на тот интерфейс, который указан.
На сервере настраивается следующим образом: в начале находится Диспетчер сервера, на который щёлкают мышкой, потом в новом окошке на добавить роли и компоненты, затем далее, устанавливают удалённый доступ, потом добавить компоненты и продолжить. Затем выбирают службы ролей и отмечают маршрутизация, нажимают на далее. В самом конце на закрыть.
После подключения компьютера к серверу необходимо его настроить в NAT. В меню пуск находится окно администрирование — маршрутизация и удалённый доступ. Для активации нужно нажать на «включить маршрутизацию и удалённый доступ». Затем на «далее» и выбрать преобразование сетевых адресов NAT. Потом нажимаем на интернет и включаем базовые службы назначения. Продолжаем несколько раз нажимать на «далее» и последний раз на «готово».
Сделать NAT открытым может помочь провайдер с которым клиент заключил договор на поставку интернет услуг, просто необходимо обратиться к нему с этим вопросом.
Технология NAT loopback и NAT Traversal
Суть NAT loopback в том, что если пакет попадает из внутренней сети на IP-адрес роутера, то такой пакет будет принят, как внешний и на него будут распространяться брандмауэрные правила для внешних соединений. После успешного прохождению пакета через брандмауэр вступит в работу Network Address Translation, который будет посредником для двух внутрисетевых машин. Получается следующее:
NAT Traversal – это возможности у сетевых приложений определить то, что они располагаются за границами устройства. В этом случае Network Address Translation оказывает содействие в том, чтобы определить внешний IP-адрес данного устройства и сопоставлять порты, чтобы NAT пересылал используемые приложениями пакеты с внешнего порта на внутренний. Все эти процессы выполняются автоматически. Без них пользователю пришлось бы вручную сопоставлять настройки портов и вносить в разные параметры изменения. Но есть и минусы – нужно проявлять осторожность для таких приложений – они обладают возможностями широкого контроля над устройствами, а следовательно могут появится уязвимости.
NAT: что такое в роутере и как ей пользоваться?
В Интернете встречается много вопросов по поводу NAT, что это такое в роутере, и какие функции выполняет. Простыми словами, это механизм, позволяющий всему оборудованию локальной сети (мобильным устройствам, планшетам, ПК, ноутбукам) использовать только один общедоступный IP адрес для подключения к Интернету. Ниже рассмотрим, в чем особенности этой опции, для чего она необходима, и как правильно ее настроить в маршрутизаторе.
Что такое NAT в роутере
Кратко рассмотрим особенности NAT, и что это в роутере. Расшифровывается как Network Address Translation, а именно «трансляция сетевых адресов». С помощью процесса компьютер или другое оборудование получает доступ к Интернету.
Простыми словами, NAT в роутере (Network Address Translation) — это процесс перевода внутренних (приватных) адресов во внешние. Такая функция применяется всеми маршрутизаторами вне зависимости от установленных настроек и цены.
Многие путают NAT в роутере с фаерволом. Задача Firewall в запрете доступа к ресурсу по конкретному порту, к примеру, UDP или TCP. Он может устанавливаться на любом оборудовании для фильтрации трафика. Что касается NAT, он дает разрешение или запрещает доступ к определенному адресу или диапазону IP внутри сети.
NAT бывает трех видов:
Много вопросов касается еще одного термина — что такое NAT loopback в роутере. Здесь все просто. Если пакет поступает из внутренней сети на IP-адрес, он принимается в качестве внешнего. Это означает, что на него распространяются правила брандмауэра. После прохождения firewall в силу вступает NAT роутера, являющийся неким посредником. В результате удается следующее:
Существует также NAT Traversal, позволяющий сетевым приложениям определить тот факт, что они находятся вне границ устройства. В таких ситуациях NAT применяется для определения IP адреса устройства и сопоставления портов.
Для чего он нужен
Выше мы кратко затронули функции NAT в роутере, что это, и как работает. Но назначение такой технологии заслуживает более глубокого изучения. При проектировании сети подразумевается применение локальных IP-адресов, которые используются внутри компании или площадки для локального взаимодействия. Иными словами, они не маршрутизируются во «всемирной паутине». Для обращения к устройствам вне локальной платформы приватный адрес необходимо перевести в публичный. Для этого и существует NAT.
Благодаря действию такой функции, устройство с персональным адресом IPv4 может подавать запросы вне частной интернет-сети. Дополнительное преимущество механизма состоит в обеспечении конфиденциальности и безопасности. На практике маршрутизаторы NAT могут настраиваться с одним или группой общедоступных адресов (пулом NAT). Как только оборудование вышло во внешнюю интернет-сеть, роутер с поддержкой технологии переводит внутренний адрес в общедоступный. При этом маршрутизатор NAT, как правило, функционирует на границе Stub (тупиковой) сети, имеющей одно соединение (вход/выход).
С помощь NAT все устройства, подключенные к интернет-сети, используют один IP-адрес внешнего интерфейса. Простыми словами, сетевые пакеты корректируются и в них происходит подмена IP-адреса источника и назначения.
Подводя промежуточные итоги, можно выделить следующие особенности NAT в роутере:
С помощью NAT частная сеть подключается к Интернету через общий публичный IP, которые выдается провайдером, а ресурс адресов тратится более экономично. Кроме того, применение опции важно с позиции безопасности. В частности, можно скрыть локалку от пользователей из вне, что исключает несанкционированный доступ.
Как пользоваться функцией NAT
С учетом сказанного возникает вопрос, как открыть NAT для своего роутера. В большинстве случаев опция включена по умолчанию. Если это не так, необходима ее активация и дополнительная настройка. Алгоритм действий следующий:
Для каждого роутера принципы включения NAT могут отличаться. К примеру, в Zyxel необходимо войти в настройки маршрутизатора, перейти в раздел Network — Routing, а там в Policy routing, Здесь будет тумблер, позволяющий включить службу. Далее задаются настройки в группе Criteria. Если необходимо отключить NAT в роутере, проделайте рассмотренные выше шаги и деактивируйте службу. В качестве альтернативы отключению можно перевести маршрутизатор в другой режим работы.
Если возникает необходимость изменения типа NAT, войдите в настройки роутера, посмотрите IP и настройки сетевого подключения. После этого звоните провайдеру для получения помощи в перенастройке на нужный тип.
Плюсы и минусы использования
Перед тем как отключить NAT на роутере или до включения функции обратите внимание на ее плюсы и минусы.
Если говорить в целом, технологию NAT в роутере трудно переоценить. С ее помощью обеспечивается удобство выхода в Интернет, гарантируется безопасность подключения и гибкость настройки. При этом решение о включении и отключении режима необходимо принимать самостоятельно.