Co to jest NAT?

NAT (Network Address Translation) to przepisywanie adresów IP w nagłówkach pakietów, gdy przechodzą one przez router lub zaporę na granicy sieci. Najczęściej mapuje wiele prywatnych adresów z zakresów RFC 1918 (10.0.0.0/8, 172.16.0.0/12, 192.168.0.0/16) na jeden lub kilka publicznych adresów IPv4. Dzięki temu cała sieć wewnętrzna może korzystać z internetu bez przydzielania każdemu hostowi adresu publicznego. NAT prowadzi tablicę translacji, która wiąże sesje wewnętrzne z zewnętrznymi i odwraca mapowanie dla ruchu powrotnego.

SNAT i DNAT

Kierunek translacji dzieli NAT na dwie podstawowe odmiany. Source NAT (SNAT) przepisuje adres źródłowy pakietów wychodzących i jest najczęstszym przypadkiem: prywatny host wychodzi do internetu z publicznego adresu routera. Destination NAT (DNAT) przepisuje adres docelowy pakietów przychodzących i służy do publikowania usług, czyli przekierowania portów, gdy ruch z publicznego adresu trafia do wybranego serwera wewnętrznego. Statyczny NAT 1:1 trwale wiąże jeden adres prywatny z jednym publicznym w obu kierunkach.

PAT, czyli NAT z przeciążeniem

PAT (Port Address Translation), nazywany też NAT overload lub maskaradą, to odmiana SNAT, w której wiele hostów współdzieli jeden publiczny adres dzięki rozróżnianiu sesji po numerze portu warstwy transportowej. Router zapisuje w tablicy adres i port źródłowy wewnętrznego hosta oraz przypisany mu port zewnętrzny, więc potrafi odwzorować ruch powrotny do właściwego hosta. Ten mechanizm działa w typowym routerze domowym i biurowym.

• SNAT przepisuje adres źródłowy ruchu wychodzącego (dostęp z sieci prywatnej do internetu).
• DNAT przepisuje adres docelowy ruchu przychodzącego (przekierowanie portów, publikacja usług).
• PAT multipleksuje wiele sesji na jeden adres publiczny po numerach portów (teoretyczny limit ok. 65 tys. portów na adres).
• Statyczny NAT 1:1 daje trwałe, dwukierunkowe mapowanie jeden-do-jednego.
• NAT jest stanowy: musi utrzymywać tablicę translacji, a wpisy wygasają po czasie bezczynności.

Wady i zalety NAT

Główną zaletą NAT jest oszczędzanie adresów IPv4 i ukrycie wewnętrznej adresacji za jednym adresem publicznym, co bywa traktowane jako dodatkowa warstwa izolacji. Wady są jednak istotne. NAT łamie zasadę łączności end-to-end, utrudnia protokoły osadzające adresy w danych aplikacji (FTP, SIP, niektóre gry P2P) i wymaga modułów ALG lub technik NAT traversal (STUN, TURN, ICE), a urządzenie translacji jest stanowe i może stać się wąskim gardłem. W IPv6, gdzie adresów nie brakuje, NAT do oszczędzania adresów jest zbędny i odradzany na rzecz natywnej łączności end-to-end.

NAT a CGNAT oraz rola AS202520 SkyPass

Klasyczny NAT działa na brzegu sieci klienta, natomiast CGNAT (Carrier-Grade NAT) to ta sama idea zastosowana na dużą skalę w sieci operatora, gdzie tysiące abonentów współdzieli pulę publicznych adresów. AS202520 SkyPass dostarcza tranzyt IP i peering w pełnym dual-stacku z natywnym IPv4 i IPv6. Dzięki temu możesz utrzymać czystą, dobrze trasowaną adresację publiczną tam, gdzie NAT jest niewskazany, i ograniczać zależność od translacji na dużą skalę. Z PoP-ami w Warszawie i Wrocławiu oraz peeringiem w THINX, TPIX, WRIX i 1-IX zapewniamy łączność end-to-end bez zbędnych warstw translacji.