зачем nat в роутере
Функция NAT в роутере – что это такое простыми словами
Доброго времени суток, уважаемые гости. Сегодня поговорим о NAT: что это в роутере за функция, можно ли обойтись без нее, обязательно ли нужно включать и как открыть NAT своего роутера.
Об адресации в локальной сети
Компьютер может подключаться к глобальной паутине несколькими способами. Если это выполняется напрямую, он получает собственный динамический или статистический IP адрес, по которому его можно всегда найти.
При подключении с помощью модема, собственный внешний IP адрес получает только модем (как вариант, маршрутизатор со встроенным модемом), все прочие девайсы уже являются участниками собственной локальной сети и получают адресацию внутри нее.
Роутер берет на себя функцию распределения исходящего и входящего трафика между шлюзом и клиентами интернета. Из-за нестыковки сетевых адресов, возможны некоторые глюки:
Эти недостатки можно устранить при правильной настройке на маршрутизаторе.
Что такое режим NAT
Если совсем простыми словами, то НАТ – это интерпретация внутренних сетевых адресов локалки во внешние адреса интернета. Независимо от модели, стоимости и используемого протокола подключения эта функция присутствует абсолютно во всех роутерах.
Разница может быть только в наличии или отсутствии дополнительной опции nat loopback (обратная петля), когда пакет из локальной сети, приходящий на внешний порт маршрутизатора, считается пришедшим извне, поэтому обрабатывается согласно установленным брандмауэром или антивирусной программой сценариям.
Как правило, нет необходимости отдельно включить NAT при настройке маршрутизатора: функция активна по умолчанию.
Более того, часто отключить аппаратный NAT невозможно: производитель убирает эту опцию в качестве «защиты от дурака», дабы слишком любопытный пользователь, который любит поиграть с настройками, не особо в них разбираясь, вообще не остался без интернета.
По умолчанию маршрутизатор находится в nat окружении, запрещая извне обращаться к девайсу внутри локалки: весь трафик проходит только через него.
Как определить, находится ли компьютер за NAT
Проверить, скрыт ли компьютер с помощью режима NAT или транслирует в сеть свой реальный IP, можно с помощью простого способа.
Выполняется он аналогично в любой версии Виндовс – запустить командную строку (нажать кнопку «Пуск» и в строке «Выполнить» ввести команду cmd). В открывшемся интерфейсе следует вручную ввести команду ipconfig. На экран выведутся такие данные:
Согласно принятой спецификации, исключительно внутри локалки всегда используются следующие диапазоны:
Если адрес компьютера попадает в один из этих диапазонов, то это означает, что устройство находится в локальной сети за НАТом. Самый распространенный пример – адрес 192.168.1.Х – именно такой диапазон используется для роутера и подсети большинством производителей.
Где найти в настройках маршрутизатора
Относительно того, нужно ли включать эту опцию дополнительно, то могу сказать что в большинстве моделей маршрутизаторов вай-фай она активирована по умолчанию. Проверить или настроить самостоятельно это можно, перейдя в браузере на страницу настроек роутера – как правило, для этого нужно ввести его сетевой адрес.
Нужная функция находится во вкладке Network в разделе Routing. Если она включена, то статус будет отображаться как Enable.
Также для вас будут полезны статьи «UPNP – что такое в роутере» и «Устройство роутера». Буду благодарен всем, кто поделится этой публикаций в социальных сетях. Еще увидимся!
NAT — что это такое, зачем он нужен и как его использовать
На данный момент в интернете больше всего распространены IP адреса в формате четвертой версии интернет протокола — IPv4. Но данная технология позволяет создавать лишь 4.3 миллиарда айпи на всех пользователей всемирной паутины.
Хотя нам и кажется, что это много — их уже критически не хватает, надо было придумывать, что-то новое, и еще до появления IPv6 был создан механизм преобразования сетевых адресов — NAT.
Из прошлого материала вы могли узнать о сетевом шлюзе, сейчас давайте разберемся, что из себя представляет технология NAT, как она работает и зачем была в принципе придумана и внедрена.
Что такое НАТ — NAT
NAT — это специальный механизм, реализованный в сетях TCP/IP, который позволяет изменять айпи адреса пересылаемых пакетов, т.е. тех внутренних IP, которые присылаются на сетевой шлюз — в глобальные для дальнейшей отправки во внешний интернет. Также, такие пакеты называют транзитными.
Реализуется через маршрутизатор, на программном уровне или настраивается самим провайдером. Полностью расшифровывается, как Network Address Translation и переводится на русский, как Преобразование Сетевых Адресов.
Простыми словами, работает это так. При создании сетей обычно используются частные IP вида: 10/8, 172.16/12, 192.168/16. Обмен пакетами между этими айпи внутри такой сети происходит напрямую. Но, чтобы выйти в глобальную паутину, такой IP должен быть преобразован в глобальный/публичный — именно этим и занимается NAT.
Именно НАТ позволяет вам из частной сети общаться с внешними ip адресами, за ее пределами. А между прочем, даже ваш роутер и подсоединенные к нему ПК, ноутбук, телевизор, смартфон и т.д. — это уже локальная частная сеть.
Интересно! Вот таким вот простыми способом, была решена проблема нехватки уникальных айпи IPv4 для каждого устройства. Т.е. в своей сети — свой IP, а во всемирной паутине — публичный, другой IP.
Типы NAT
1. Статический, Static NAT
Берется один IP-адрес из внутренней сети и преобразовывается во внешний/публичный и все запросы, которые будут на него посылаться извне, будут пересылаться именно на этот внутренний айпи. Т.е. для всемирной паутины он будет выглядеть полностью, как белый/публичный IP.
Используется чаще всего в корпоративных сетях, когда необходимо, чтобы какой-либо IP всегда был доступен из глобальной паутины.
Работает это так:
Вот и все. Если у вас несколько роутеров, то такую процедуру можно проделать со всеми ними.
2. Динамический, Dynamic NAT
Если вы имеете определенное количество белых/внешних IP, например, ваш поставщик интернета предоставил вам сеть 199.49.101.0/28 — с 16 айпи. Надеюсь помните, что первый и конечный адреса всегда заняты, подробнее в статье про IPv4. Еще два мы возьмем для оборудования на функционирование маршрутизации. И остается их 12, которые можно применять для NAT и пускать посредством них свои устройства.
Тут все практически также, как и со статичным НАТ, также 1 внутренний айпи привязан к 1 внешнему, но с той лишь разницей, что адреса теперь будут выдаваться динамически каждому нуждающемуся пользователю во внутренней сети, а не одному определенному узлу.
Все бы хорошо, но если, например, адресов 12, а пользователей 300? Те, кто успел, те и смогут их использовать.
3. NAT Overload
Этот вид еще имеет другие названия такие как: Many-to-One NAT, Port Address Translation (PAT) и IP Masquerading.
Как вы знаете, чаще всего провайдер выдает вам лишь один IP адрес, который может быть статическим или динамическим. Но дома может быть множество устройств с разными программами, которым необходим доступ во всемирную паутину и как определить, какое из них отправило запрос, какое приложение? Проблема эта решается использованием портов, по этой ссылке очень подробно описана эта тема.
Важно! Надеюсь вы помните, что порт пишется сразу после айпи через двоеточие, например: 176.57.209.9:443. И такая связка называется — сокет.
Как это будет выглядеть, когда NAT подменяет один IP на другой? Так, например, с двух устройств с внутренними адресами 173.52.6.7 и 173.52.4.5, которые должны заменяться на: 198.50.100.9 и 198.50.100.11 будет выполнен запрос на какой-либо сервер в интернете — это будет смотреться так:
Что происходит дальше? NAT берет IP-пакет первого узла, вынимает его TCP сегмент, при этом узнавая порт. У этого айпи внешний адрес 198.50.100.9 — на него он меняется при выходе в глобальный интернет. Далее происходит выбор порта, к примеру, 11837 и все данные уровня приложений упаковываются в новый TCP сегмент. Порт адресата естественно остается — 80, а вот того, кто отправляет заменяется с 21784 на 11837. TCP сегмент вставляется в новый IP-пакет со сменой самого адреса на 198.50.100.9. Такая же процедура происходит и со вторым хостом только отбирается следующий незанятый PORT.
Теперь данные отправляемые в интернет будут выглядеть так:
В NAT-таблицу записываются значения отправителя и получателя:
Когда приходит ответ от сервера происходит сопоставление данных с таблицей и пакеты данных доставляются именно тому, кто совершил запрос.
Преимущества NAT
Недостатки NAT
В заключение
Надеюсь вам стало чуточку понятнее, что это такое. Старался написать все, как можно понятнее без заумных терминов и других определений. Надеюсь вам понравилось и до встречи на страницах данного портала.
Технология преобразования сетевых адресов (NAT)
Одной из проблем в развитии сетей является ограниченное количество существующих IPv4 адресов — их около 4,3 миллиарда. С повсеместным распространением интернета и взрывообразным ростом количества пользователей, стало очевидно, что этого недостаточно. Возникла потребность в инструменте, способном решить эту проблему (по крайней мере до момента, когда будут внедрены IPv6) — и одним из таких инструментов стала технология NAT (Network Address Translation).
Что такое NAT
При проектировании сетей обычно применяются частные IP-адреса 10.0.0.0/8, 172.16.0.0/12 и 192.168.0.0/16. Их используют внутри сети площадки или организации для поддержания локального взаимодействия между устройствами, а не для маршрутизации во всемирной сети. Чтобы устройство с адресом IPv4 могло обратиться к другим устройствам или ресурсам через интернет, его частный адрес должен быть преобразован в публичный и общедоступный. Такое преобразование — это главное, что делает NAT, специальный механизм преобразования приватных адресов в общедоступные.
Поддержка NAT в сочетании с приватными IPv4 адресами стала эффективным способом сохранения общедоступных адресов IPv4. Механизм дает возможность многочисленным устройствам, каждое из которых имеет собственный приватный адрес, использовать единый общедоступный адрес IPv4. Дополнительным плюсом NAT является повышение уровня безопасности и конфиденциальности сети, за счет того, что он скрывает приватные адреса IPv4.
Маршрутизатор NAT можно настроить с одним или несколькими общедоступными IPv4-адресами, которые называют пулом NAT. При отправке трафика устройством из внутренней сети во внешнюю сеть, маршрутизатор преобразует его внутренний IPv4-адрес в один из адресов, входящих в состав пула. В результате действия такого механизма весь, исходящий из сети трафик внешние устройства «видят» с общедоступным адресом IPv4, который можно назвать NAT IP адресом.
Действие маршрутизатора NAT осуществляется на границе тупиковой сети, получившей название Stub-сети. Она связана с соседней сетью одним соединением, имеет один вход и один выход. При установлении связи между устройствами внутри и снаружи Stub-сети пакет отправляется пограничному маршрутизатору, который исполняет процесс NAT. В результате этого процесса внутренний приватный адрес устройства преобразуется в публичный наружный адрес, поддающийся маршрутизации.
Терминология NAT
В соответствии с принятой терминологией NAT внутренняя сеть понимается как набор сетей, которые подлежат терминологии. Под внешней понимают все другие сети.
Чтобы определить, что такое NAT-адрес, нужно учитывать его нахождение в частной сети или в интернете, а также тип трафика (входящий или исходящий). В зависимости от этих факторов устанавливаются следующие четыре обозначения:
Нужно учитывать, что терминология NAT всегда строится с позиции устройства с транслируемым адресом.
Типы NAT
Для понимания, что такое NAT в сети, необходимо разобраться с классификацией трансляции. В частности, по способу сопоставления адресов, бывают такие типы трансляции NAT:
Рассмотрим подробнее, что такое каждый из этих типов NAT.
Статический NAT
Этот тип NAT использует принцип «один к одному» при сопоставлении локальных и глобальных адресов. Настройки сопоставлений, установленные сетевым администратором, остаются неизменными. При отправке сетевыми устройствами трафика в интернет выполняется преобразование их внутренних локальных адресов в настроенные администратором глобальные внутренние адреса. Для внешних сетей устройства, которые работают во внутренней сети со статическим NAT, имеют общедоступные адреса IPv4.
Static NAT Type — это то, что хорошо подходит для веб-серверов, а также для устройств, которым необходим доступный из интернета согласованный адрес. Реализация статистического NAT требует наличия числа общедоступных адресов, достаточного для удовлетворения общего числа одновременных пользовательских сеансов.
Пример статической NAT таблицы:
Inside Local Address
Inside Global Adress
Динамический NAT
Тип динамического NAT работает с пулом публичных адресов, которые назначаются на основе принципа «первым пришел, первым обслужен». При запросе внутренним устройством доступа к интернету динамическим NAT производится назначение из пула общедоступного адреса IPv4. Как и в случае со статическим, для динамического типа NAT необходимо достаточное число общедоступных адресов, чтобы удовлетворить совокупное число одновременных пользовательских сеансов.
Пример динамической NAT таблицы:
Inside Local Address
Inside Global Adress
Port Address Translation (PAT)
Это наиболее распространенный тип NAT. При использовании Port Address Translation NAT подключение осуществляет трансляцию нескольких приватных адресов на один или несколько общедоступных. Этот принцип используется в большинстве маршрутизаторов, которые устанавливаются дома у частных абонентов. Адрес назначается провайдером маршрутизатором. При этом одновременный доступ к интернету могут получать несколько домашних пользователей.
Применение PAT позволяет сопоставлять несколько адресов с одним или несколькими. Это возможно благодаря отслеживанию каждого приватного адреса по номеру порта. После начала сеанса TCP/IP устройство генерирует номер порта источника TCP или UDP, что позволяет идентифицировать сеанс. При получении пакета от клиента NAT-маршрутизатором, он однозначно идентифицирует перевод NAT, используя номер собственного исходного порта. Схема PAT гарантирует использование разных портов TCP устройствами для каждого сеанса. При поступлении ответа от сервера при этом типе NAT номер порта источника уже используется как номер порта получателя. Это позволяет маршрутизатору однозначно правильно передавать пакеты.
Маршрутизатор выполняет обработку каждого пакета и определяет устройство, с которого он выслан, используя номер порта. Адресом источника (Source Address) в этой схеме будет локальный адрес устройства с добавлением номера порта, который был назначен TCP/IP. Адресом назначения (Destination Address) при использовании TAP будет внешний локальный адрес с добавлением номера служебного порта, например, порта службы 80: HTTP. При ответе веб-сервера производится обратная трансформация адресов.
Часто на маршрутизаторе порты клиента изменяются, поскольку ранее назначенные порты могут закрепляться за другими работающими сеансами. В процессе NAT сессии PAT стремится сохранить исходный порт источника. Если же этот порт уже занят, выполняется назначение первого из доступных номеров. Поиск свободного номера начинается с начала группы портов 0–511, 512–1023 или 1024–65535. В случае если свободных портов не остается и имеется больше одного внешнего адреса в пуле адресов, PAT переходит на новый адрес для поиска исходного порта источника.
Между традиционным NAT и PAT есть существенные отличия. NAT осуществляет перевод IPv4-адреса на основе принципа «один к одному» между приватными и общедоступными IPv4-адресами. С другой стороны, PAT трансформирует и адрес, и номер порта. Перенаправление входящих пакетов в NAT интернете выполняется на заданный хостом IP-адрес источника. В схеме PAT предусматривается только один или небольшое число публично открытых адресов IPv4, поэтому перенаправление входящих данных осуществляется на основе NAT таблицы маршрутизатора.
Преимущества и недостатки NAT
Понимая, как работает NAT, можно выделить комплекс серьезных преимуществ, которые предоставляет этот механизм при организации сетей. В том числе к основным плюсам относятся такие свойства Network Address Translation:
Особенностью NAT является организация прямого взаимодействия хостов в интернете с устройством, поддерживающим Network Address Translation, а не с фактическим хостом в локальной сети.
Тут выявляются некоторые недостатки механизма, в том числе:
В то же время NAT остается эффективным и удобным механизмом, применяемым для организации работы сетей с использованием адресов IPv4.
NAT (обзор и примеры)
Содержание
Это абсолютно разные технологии. Не путайте их.
Что такое NAT
Существуют более узкие понятие SNAT, DNAT, маскарадинг, PAT, NAT-PT и т.д.
зачем нужен NAT, как его используют
Для вывода в интернет внутренней сети
Для подмены внешнего ip адреса другим (перенаправление трафика)
Для балансировки нагрузки между одинаковыми серверами с разными ip адресами.
Для объединения двух локальных сетей с пересекающейся внутренней адресацией.
как устроен NAT
port-mapping, прокидывание портов
Преимущества и недостатки
Несовместим с некоторыми протоколами. Конкретная реализация NAT должна поддерживать инспекцию требуемого протокола.
NAT обладает свойством «экранировать» внутреннюю сеть от внешнего мира, но его нельзя использовать вместо межсетевого экрана.
Настройка на Cisco IOS
Маршрутизаторы и межсетевые экраны Cisco поддерживают различные типы NAT, в зависимости от набора опций ПО. Наиболее используемым является метод NAT с привязкой внутренних локальных адресов в различные порты одного внешнего адреса (PAT в терминологии Cisco).
Для настройки NAT на маршрутизаторе требуется: o Определить трафик, который необходимо транслировать (при помощи access-list’ов или route-map);
Аксесс-лист LOCAL выбирает весь трафик из 10 сети.
Роут-мап INT1 выбирает трафик аксесс-листа LOCAL, выходящий через сабинтерфейс Fa 0/1.1
o Определить на какие внешние адреса проводить трансляцию. Выбрать пул внешних адресов. Для PAT достаточно одного адреса.
Задание пула внешних адресов с именем GLOBAL. В пуле всего один адрес.
o Включить NAT для выбранных внутренних и внешних адресов.
Включение NAT для трансляции адресов источника на внутреннем интерфейсе. Будет транслироваться только трафик попадающий под условия роут-мапа INT1. Внешний адрес будет браться из пула GLOBAL.
Статическое «прокидывание порта» или «публикация сервиса». В трафике идущем внутрь на адрес 212.192.64.74 на порт tcp 23 будет заменен адресат на адрес 10.0.0.1 и порт 23.
o Назначить внутренние и внешние интерфейсы.
Интерфейс Fa 0/0 назначен внутренним для NAT.
Сабинтерфейс Fa 0/1.1 назначен внешним для NAT.
o Отладка и диагностика:
Примеры
Приведем несколько демонстрационных примеров для эмулятора cisco Packet Tracer.
Простая схема вывода небольшой сети в интернет через пул внешних адресов http://k.psu.ru/disk/files/user/MoiseevVI/wiki/NAT_exapmles_Simple_SNAT.pkt
Порядок работы NAT
Порядок применения правил NAT различается у различных производителей и на различном оборудовании. Приведем порядок применения политик NAT для маршрутизаторов на cisco IOS:
Интернет-канал от одного провайдера через NAT
Простая схема реализации NAT с одним провайдером
Резервирование интернет-канала от двух провайдеров при помощи NAT, ip sla
Дано: мы получаем для нескольких компьютеров интернет от провайдера ISP1. Он выделили нам адрес 212.192.88.150. Выход в интернет организован с этого ip адреса через NAT.
В чем сложность задачи? clear ip nat translations?
Схема
Конфиг
1 clear ip nat translations *
Найден, оттестирован такой кусок EEM. Не на всех версиях IOS генерируется событие.. Надо уточнить.
2 При падении интерфейса на провайдера, велики шансы, что его шлюз будет пинговаться через второго
Разное
CGN (carrier grade nat) с особым пулом приватных адресов
Что такое NAT? Особенности в MOXA
Что такое NAT?
NAT (Network Address Translation, трансляция сетевых адресов) — это функция для изменения IP-адреса во время передачи пакетов Ethernet через маршрутизатор. Чаще всего используется для подключения устройств в локальной сети к сети Интернет, но может использовать и для других целей.
Зачем использовать NAT?
Какие бывают NAT?
Подробнее о NAT 1-к-1 или Статический NAT
Самый простой для понимания тип NAT, но и наименее полезный. В случае статического NAT каждому внутреннему IP адресу присваивается уникальный внешний IP адрес.
Пример статического NAT и сетевые настройки:
На картинке ниже ПЛК с локальным IP 192.168.127.1 присвоен внешний постоянный IP 10.0.0.1, по которому он всегда будет доступен из глобальной сети WAN.
Настройка сетевого адаптера на ПЛК:
Обратите внимание, так как сообщение отправляется в другую подсеть, на ПЛК обязательно указывать Шлюз по умолчанию. В качестве MAC-адреса получателя ПЛК ставит адрес шлюза. При этом IP-адрес получателя в пакете остаётся 192.168.126.1.
На маршрутизаторе создаем WAN интерфейс, через который он будет подключаться к внешней сети.
Внешний адрес WAN-интерфейса: 10.0.0.1
LAN интерфейс: 192.168.127.254
IP веб-интерфейса маршрутизатора: 192.168.127.254
Правило NAT на маршрутизаторе будет таким:
Для исходящих соединений – заменить внутренний адрес 192.168.127.1 на внешний 10.0.0.1
Для входящих соединений – переслать пакеты с адресом 10.0.0.1 на внутренний 192.168.127.1
Вот так происходит подмена IP адресов:
Пример настройки правил NAT на двух маршрутизаторах EDR-G903:
Bidirectional 1-к-1 NAT
Bidirectional NAT является разновидностью обычного NAT 1-1 и позволяет организовать связь между разными подсетями без указания Основного шлюза в настройках сетевого адаптера.
На некоторых устройствах нельзя прописать основной шлюз по умолчанию в настройках сетевого адаптера. Как быть, если нужно соединить такое устройство с другой подсетью через маршрутизатор? В этом случае на помощь приходит Bidirectional NAT.
Вот как настраивается правило Bidirectional NAT на маршрутизаторе EDR-810:
Разница между обычным 1-1 NAT и Bidirectional NAT заключается в простом нюансе: в первом случае устройство знает, что существуют другие подсети, и для выхода на них использует шлюз умолчанию с дальнейшей подменой адресов на роутере; во втором случае устройство «обмануто» и думает, что общается внутри своей подсети. Логично, что Bidirectional NAT используется для более старых или простых приборов, а обычный 1-1 NAT работает с более умными устройствами.
Подробнее о NAT N-к-1, он же Port Address Translation (PAT), NAT Overload или IP Masquerading
В случае NAT N-к-1 через один внешний IP адрес в сеть могут выходить десятки и сотни устройств, находящиеся за NAT. Такой подход помогает экономить дефицитные IP адреса v4. Можно иметь до 65 535 одновременных активных соединений через один и тот же адрес.
Также технология позволяет скрыть реальный IP адрес и порт устройств и приложений за NAT, что повышает безопасность.
Ограничение N-1 NAT:
Главным минусом и в то же время плюсом (в зависимости от задач) этой технологии является то, что она не позволяет иметь доступ извне к внутренним узлам. Все соединения должны быть инициированы изнутри, т.е. инициатором связи всегда является устройство за NAT. Невозможно установить связь с устройством из внешней сети.
Как мы видим, роутер метит информацию от компьютеров из внутренней сети при помощи портов на 4 уровне модели OSI: он запоминает сопоставление внутренних портов источника (до WAN) и вновь сгенерированных внешних (после WAN). Когда приходят разные ответы, то, хоть они и поступают на один и тот же IP-адрес WAN-порта, роутер безошибочно распределяет их по правильным компьютерам согласно этому сопоставлению.
Port Forward / Проброс портов
Проброс портов позволяет указать, что все запросы, приходящие на конкретный внешний адрес и конкретный порт маршрутизатора, должны быть перенаправлены на конкретный внутренний адрес и порт получателя.
Требуется, если TCP-сервер находится за NAT или для подключения UDP, инициированного извне. То есть, Port Forward позволяет обойти ограничение NAT N-к-1.
Функция проброса портов NAT является одним из способов подключения из внешней незащищенной зоны (WAN) во внутреннюю защищенную зону (LAN). Пользователь может инициировать подключение из внешней сети к внутренней сети, но не сможет инициировать подключение из внутренней сети к внешней сети.
Внимание: будьте осторожны, используя проброс портов в Интернет! Если злоумышленники узнают IP-адрес и TCP/UDP-порт вашего устройства, то они смогут получить к нему доступ из любой точки мира! Прежде, чем настраивать проброс портов в открытом доступе, лучше заранее подумать обо всех необходимых мерах по кибербезопасности.