Network Address Translation - Polski Serwis Naukowy

NAT (skr. od ang. Network Address Translation, tłumaczenie adresów sieciowych; czasem Native Address Translation, tłumaczenie adresów rodzimych), znane również jako maskarada sieci lub maskarada IP (od ang. network/IP masquerading) – technika przesyłania ruchu sieciowego poprzez router, która wiąże się ze zmianą źródłowych lub docelowych adresów IP, zwykle również numerów portów TCP/UDP pakietów IP podczas ich przepływu. Zmieniane są także sumy kontrolne (zarówno w pakiecie IP jak i w segmencie TCP/UDP), aby potwierdzić wprowadzone zmiany.

IPv4 (ang. Internet Protocol version 4) – czwarta wersja protokołu komunikacyjnego IP przeznaczonego dla Internetu. Identyfikacja hostów w IPv4 opiera się na adresach IP. Dane przesyłane są w postaci standardowych datagramów. Wykorzystanie IPv4 jest możliwe niezależnie od technologii łączącej urządzenia sieciowe – sieć telefoniczna, kablowa, radiowa, itp. IPv4 znajduje się obecnie w powszechnym użyciu. Dostępna jest również nowsza wersja – IPv6. Dokładny opis czwartej wersji protokołu IP znajduje się w RFC 791. W modelu TCP/IP protokół IPv4 znajduje się w warstwie sieciowej.

Brama sieciowa (ang. gateway) – maszyna podłączona do sieci komputerowej, za pośrednictwem której komputery z sieci lokalnej komunikują się z komputerami w innych sieciach.

Większość systemów korzystających z NAT ma na celu umożliwienie dostępu wielu hostom w sieci prywatnej do internetu przy wykorzystaniu pojedynczego publicznego adresu IP (zob. brama sieciowa). Niemniej NAT może spowodować komplikacje w komunikacji między hostami i może mieć pewien wpływ na osiągi.

ipfw (skrót od ipfirewall) - Zapora sieciowa dla systemu FreeBSD pełniąca rolę filtra pakietów i narzędzia do sterowania ruchem sieciowym stworzona przez BSDI. Reguły opisujące działanie zapory sieciowej tworzy się podobnie jak w iptables.

Internet Protocol (IP) – protokół komunikacyjny warstwy sieciowej modelu OSI (warstwy internet w modelu TCP/IP). Używany powszechnie w Internecie i sieciach lokalnych.

Zastosowanie NAT

Wraz ze wzrostem liczby komputerów w Internecie, zaczęła zbliżać się groźba wyczerpania puli dostępnych adresów internetowych IPv4. Aby temu zaradzić, lokalne sieci komputerowe, korzystające z tzw. adresów prywatnych (specjalna pula adresów tylko dla sieci lokalnych), mogą zostać podłączone do Internetu przez jeden komputer (lub router), posiadający mniej adresów internetowych niż komputerów w tej sieci.

Sieć wewnętrzna to termin prawniczy, którego definicja jest zawarta w ustawie z dnia 21 lipca 2000 r. prawo telekomunikacyjne. Termin ten oznacza sieć telekomunikacyjną eksploatowaną przez podmiot wyłącznie dla własnych potrzeb lub założoną w budynkach niemieszkalnych usytuowanych na terenie jednej nieruchomości gruntowej.

Połączenie dodzwaniane, wdzwaniane (ang. Dial-up access) lub komutowane (telefonia kablowa), jest to sposób połączenia komputera z siecią komputerową polegający na wykorzystaniu modemu telefonicznego do połączenia się z serwerem dostępowym sieci. Aby uzyskać połączenie, wykorzystywana jest zwykła kablowa linia telefoniczna (analogowa lub cyfrowa) lub bezprzewodowa linia telefonii komórkowej w publicznej sieci telekomunikacyjnej. Serwer dostępowy przekazuje ruch pochodzący z tak połączonego komputera do wnętrza sieci komputerowej.

Router ten, gdy komputery z sieci lokalnej komunikują się ze światem, dynamicznie tłumaczy adresy prywatne na adresy zewnętrzne, umożliwiając użytkowanie Internetu przez większą liczbę komputerów niż posiadana liczba adresów zewnętrznych.

NAT jest często stosowany w sieciach korporacyjnych (w połączeniu z proxy) oraz sieciach osiedlowych.

Wady i zalety NAT

Korzystanie z Internetu poprzez NAT ma pewne wady:

Adres IP – liczba nadawana interfejsowi sieciowemu, grupie interfejsów (broadcast, multicast), bądź całej sieci komputerowej opartej na protokole IP, służąca identyfikacji elementów warstwy trzeciej modelu OSI – w obrębie sieci oraz poza nią (tzw. adres publiczny).

Sieć komputerowa – grupa komputerów lub innych urządzeń połączonych ze sobą w celu wymiany danych lub współdzielenia różnych zasobów, na przykład:

nie można na własnym komputerze uruchomić serwera dostępnego w Internecie bez zmian wymagających interwencji administratora,

utrudnione korzystanie z sieci P2P i bezpośrednie wysyłanie plików,

utrudnione korzystanie z gier sieciowych z osobami spoza sieci, należy skorzystać z aplikacji VPN, np. Hamachi, można też przekierować porty, ale wtedy z gry może skorzystać tylko jeden komputer.

Do zalet należą:

Router (po polsku – ruter, trasownik) – urządzenie sieciowe pracujące w trzeciej warstwie modelu OSI. Służy do łączenia różnych sieci komputerowych (różnych w sensie informatycznym, czyli np. o różnych klasach, maskach itd.), pełni więc rolę węzła komunikacyjnego. Na podstawie informacji zawartych w pakietach TCP/IP jest w stanie przekazać pakiety z dołączonej do siebie sieci źródłowej do docelowej, rozróżniając ją spośród wielu dołączonych do siebie sieci. Proces kierowania ruchem nosi nazwę trasowania, routingu lub rutowania.

Sieć lokalna (ang. Local Area Network stąd używany także w języku polskim skrótowiec LAN) (wewnętrzna sieć) – najmniej rozległa postać sieci komputerowej, większa jednak od sieci osobistej PAN (ang. Personal Area Network), zazwyczaj ogranicza się do jednego budynku (biura) lub kilku pobliskich budynków (np. bloków na osiedlu).

większa anonimowość, gdyż serwery, z którymi nastąpiło połączenie nie mogą zidentyfikować konkretnego hosta po samym adresie IP,

możliwość dostępu do Internetu dla większej ilości komputerów niż ilość dostępnych publicznych adresów IP.

Rodzaje NAT

Można wyróżnić 2 podstawowe typy NAT:

FreeBSD – system operacyjny z rodziny Unix. Do wersji 2.0 wywodził się z systemu 4.3BSD, kolejne wersje wywodziły się z 4.4BSD Lite2; obu stworzonych przez Computer Systems Research Group (CSRG) na Uniwersytecie Kalifornijskim w Berkeley. Podobnie jak NetBSD, jest bezpośrednią pochodną 386BSD – systemu będącego pierwszą próbą przeportowania systemu Unix z gałęzi BSD na architekturę IA-32.Początkowo znany pod nazwą Unofficial 386BSD Patchkit.

Port protokołu – pojęcie związane z protokołami używanymi w Internecie do identyfikowania procesów działających na odległych systemach. Jeden z parametrów gniazda.

SNAT (Source Network Address Translation) to technika polegająca na zmianie adresu źródłowego pakietu IP na jakiś inny. Stosowana często w przypadku podłączenia sieci dysponującej adresami prywatnymi do sieci Internet. Wtedy router, przez który podłączono sieć, podmienia adres źródłowy prywatny na adres publiczny (najczęściej swój własny).

DNAT (Destination Network Address Translation) to technika polegająca na zmianie adresu docelowego pakietu IP na jakiś inny. Stosowana często w przypadku, gdy serwer, który ma być dostępny z Internetu ma tylko adres prywatny. W tym przypadku router dokonuje translacji adresu docelowego pakietów IP z Internetu na adres tego serwera.

Szczególnym przypadkiem SNAT jest maskarada, czyli sytuacja, gdy router ma zmienny adres IP (np. otrzymuje go w przypadku połączenia modemowego dodzwanianego). Wtedy router zmienia adres źródłowy na taki, jak adres interfejsu, przez który pakiet opuszcza router.

Serwer pośredniczący (pośrednik, często z ang. proxy) – oprogramowanie lub serwer z odpowiednim oprogramowaniem, które dokonuje pewnych operacji (zwykle nawiązuje połączenia) w imieniu użytkownika. Często utożsamiany z pośrednikiem HTTP (HTTP proxy).

Internet (, która jest logicznie połączona w jednolitą sieć adresową opartą na protokole IP (ang. Internet Protocol). Sieć ta dostarcza lub wykorzystuje usługi wyższego poziomu, które oparte są na funkcjonowaniu telekomunikacji i związanej z nią infrastrukturze.

Oprogramowanie

W przypadku systemu operacyjnego Linux funkcje NAT definiowane są za pomocą programów iptables lub ipchains, a w przypadku FreeBSD ipfw (IP firewall), ipf (IP filter) lub pf (OpenBSD Packet Filter).

Zobacz też

Porty protokołu

Natdet

Linki zewnętrzne

Zasada działania NAT