NAT

5.1 NAT bilan tanishuv

Yana bir juda qiziqarli mavzu - bu NAT. NAT Network Address Translation deb nomlanadi va odatda har bir marshrutizatorda xizmat sifatida mavjud. Xo'sh, bu nima va nima uchun kerak?

NAT - bu nuqta bo'lib, uning yordamida mahalliy tarmoqlarni global tarmoqlarga, masalan, internetga, ulash mumkin.

Siz allaqachon bilasizki, mahalliy tarmoqlarda barcha kompyuterlar (va tarmoqqa ulangan boshqa qurilmalar) o'zlarining mahalliy IP-manzillariga ega. Internetdagi server bilan ma'lumot almashish uchun kompyuterimiz serverga so'rov yuborishi va server bizga javob qaytarishi kerak. Ammo javobni qaysi manzilga yuborishi kerak, agar bizning IP-manzilimiz mahalliy tarmoq doirasida noma'lum bo'lsa?

O'zingizni qog'ozli xat yozayotganday tasavvur qiling, masalan, Donald Trumpga. Trump - bu ommaga oshkor figur, u yagona - bu bizning ommaviy serverimiz. Xatda qaytish manzili sifatida Mashani ko'rsatasiz. Ko'p Masha bor. Qaysi Mashaga javob yuborilishi kerak?

Shuning uchun siz xatni Vashingtondan tanish bir kishingizga yuborasiz, u ham ommaga oshkor figur, va qattiq ko'rsatma bilan uni Trumpga yuborishni so'raysiz. Tanishingiz xatni oladi, Trumpga yuboradi va orqaga jo'natish manzili sifatida Vashingtondagi manzilini ko'rsatadi.

Keyin, Trumpdan javob olingach, tanish uni sizga yuboradi. IP-paketlar ham xuddi shunday...

Xususiy IPv4-manzilga ega qurilmani mahalliy tarmoqdan tashqaridagi qurilmalar va resurslar bilan aloqa qilish imkoniyatini berish uchun, xususiy manzil birinchi navbatda umumiy ommaviy manzilga o'zgartirilishi kerak.

Xususan, NAT xususiy manzillarni ommaviy manzillarga tarjima qiladi. Bu mahalliy IP-manzilga ega qurilmaga o'zining maxfiy tarmog'idan tashqaridagi resurslarga murojaat qilish imkonini beradi. NAT va mahalliy IP-manzillarni birlashtirib, ommaviy IPv4-manzillarni tejashning foydali usuli bo'ldi.

Dunyo bo'ylab 8 milliard odam yashaydi, va tarmoq qurilmalari allaqachon bir necha marta ko'p: telefonlar, noutbuklar, aqlli soatlar, serverlar, har qanday aqlli qurilmalar. Ammo IP-manzillar faqat 4 milliard. Oldin bu ko'p ko'ringan edi, lekin internetning tez o'sishi bilan hamma bu yetarli emasligini tushundi.

Bu yerda bizga NAT yordam beradi: bitta ommaviy IPv4-manzil yuzlab, hatto minglab qurilmalar tomonidan ishlatilishi mumkin, ularning har biri mahalliy IPv4-manzilga ega. NAT qo'shimcha maxfiylik va xavfsizlik darajasini qo'shishga imkon beradi, chunki u ichki IPv4-manzillarni tashqi tarmoqlardan yashiradi.

5.2 NATdagi past tarmoqlar

Mahalliy tarmoqlar odatda xususiy IP-manzillardan foydalangan holda loyihalanadi. Bu xususiy past tarmoqlarning manzillari 10.0.0.0/8, 172.16.0.0/12, va 192.168.0.0/16. Ushbu IP-manzillar tashkilot yoki hudud ichida ishlatiladi, qurilmalarga mahalliy aloqa imkonini beradi, ular internetda marshrutlanmaydi.

NATni qo'llab-quvvatlaydigan marshrutizatorlar bitta yoki bir nechta haqiqiy ommaviy IPv4-manzillar bilan sozlanishi mumkin. Ushbu ommaviy manzillar NAT havzasi deb nomlanadi.

Mahalliy tarmoqdagi qurilma tarmoqdan tashqariga trafik yuborganida, NATni qo'llab-quvvatlaydigan marshrutizator qurilmaning ichki IP-manzilini NAT havzasidagi ommaviy IP-manzilga o'zgartiradi. Tashqi qurilmalar uchun tarmoqdan kiruvchi va chiqayotgan barcha trafik ommaviy IP-ga ega bo'lgan ko'rinadi.

NAT marshrutizatori odatda Stub tarmoq chegarasida ishlaydi. Stub tarmoq - bu tarmoq nazariyasidagi atama: oxiri yopiq tarmoq, bu qo'shni tarmoqqa bitta ulanish, tarmoqga kirish va chiqish yo'llariga ega.

Stub tarmog'idagi qurilma o'z tarmog'idan tashqaridagi qurilma bilan aloqa qilmoqchi bo'lsa, paket marshrutizatorga yuboriladi va u NAT jarayonini bajaradi, qurilmaning ichki xususiy manzilini ommaviy, tashqi, marshrutlanadigan manzilga tarjima qiladi.

5.3 NAT terminologiyasi

Agar siz tarmoq nazariyasini chuqurroq o'rgansangiz, NAT - bu tarjima qilinadigan past tarmoqlar to'plamini ifodalovchi ichki tarmoq. Tashqi tarmoq boshqa barcha tarmoqlarni anglatadi.

NATdan foydalanishda, IP manzillar ularning xususiy tarmoqda yoki ommaviy tarmoqda (internetda) joylashganligi va ularning trafik kiruvchilar yoki chiqayotganligiga asoslangan holda turli nomlarga ega.

NAT to'rt turdagi manzillarni o'z ichiga oladi:

• Ichki mahalliy manzil (Inside local address);
• Ichki global manzil (Inside global address);
• Tashqi mahalliy manzil (Outside local address);
• Tashqi global manzil (Outside global address);

Qanday turdagi manzil ishlatilayotganini aniqlashda, NAT terminologiyasi har doim tarjima qilingan manzilga ega qurilma nuqtai nazaridan qo'llanilishini unutmaslik muhim:

• Ichki manzil (Inside address) – NATda tarjima qilinayotgan qurilma manzili;
• Tashqi manzil (Outside address) – manzilni belgilangan qurilma manzili;
• Mahalliy manzil (Local address) – bu tarmoqning ichki qismida ko'rsatiladigan har qanday manzil;
• Global manzil (Global address) – bu tarmoqning tashqi qismida ko'rsatiladigan har qanday manzil.

Buni misol yordamida ko'rib chiqamiz.

Chap tomondagi kompyuter ichki mahalliy (Inside local) manzilga ega 192.168.1.5 va uning nuqtai nazaridan veb server tashqi (outside) manzilga ega 208.141.17.4. Kompyuterdan veb serverning global manziliga ma'lumot paketlari yuborilganda, ichki mahalliy (Inside local) manzili PKdan 208.141.16.5 (inside global) ga tarjima qilinadi. Tashqi qurilmaning manzili odatda tarjima qilinmaydi, chunki u umumiy ommaviy IPv4-manzilga ega.

Kompyuterning go'yo ikkita manzili bor: mahalliy va global manzillar, holbuki veb server bir xil ommaviy IP-manzilga ega. Uning nuqtai nazaridan kompyuterdan kelayotgan trafik ichki global manzildan 208.141.16.5 keladi. NATli marshrutizator ichki va tashqi tarmoqlar, va mahalliy va global manzillar orasidagi ajratish nuqtasi hisoblanadi.

Inside va outside terminlari local va global atamalar bilan birlashtirilgan, maxsus manzillarni ifodalash uchun. Rasmda marshrutizator NATni taqdim etish uchun sozlangan va ichki mezbonlar uchun ommaviy manzillar havzasiga ega.

5.4 Paketning o'tishi yo'li

Agar siz allaqachon charchagan bo'lsangiz, keyingi lektsiyaga o'ting. Agar siz hali ham qiziqayotgan bo'lsangiz, keyingi quyon uyasiga xush kelibsiz.

Quyidagi rasmda mahalliy kompyuterdan tashqi veb serverga NATni qo'llab-quvvatlaydigan marshrutizator orqali trafik qanday qilib yuborilayotganligi va tarjima qilinib, qaytarilayotganligi ko'rsatilgan.

Ichki mahalliy manzil (Inside local address) – ichki tarmoqdan ko'rinadigan manzil manbasi. Rasmda 192.168.1.5 manziliga ega kompyuterga manzil berilgan - bu uning ichki mahalliy manzili.

Ichki global manzil (Inside global address) – tashqi tarmoqdan ko'rinadigan manzil manbasi. Rasmda, kompyuterdan veb serverga 208.141.17.4 manziliga trafik yuborilganda, marshrutizator ichki mahalliy manzilni (local address) ichki global manzilga (Inside global address) tarjima qiladi. Bu holda, marshrutizator manba IPv4 manzilini 192.168.1.5 dan 208.141.16.5 ga o'zgartiradi.

Tashqi global manzil (Outside global address) – tashqi tarmoqdan ko'rinadigan manzil. Bu internetdagi xostga tayinlangan global marshrutlanadigan IP-manzil. Diagramda veb server 208.141.17.4 manzili bilan mavjud. Ko'pincha tashqi mahalliy va tashqi global manzillar bir xil bo'ladi.

Tashqi mahalliy manzil (Outside local address) – ichki tarmoqdan ko'rinadigan manzil. Bu misolda kompyuter trafikni veb serverga 208.141.17.4 manziliga yuboradi.

Endi paketni o'tish yo'lini ko'rib chiqamiz. 192.168.1.5 manziliga ega kompyuter 208.141.17.4 veb server bilan aloqani o'rnatishga harakat qiladi. Paket NATni qo'llab-quvvatlaydigan marshrutizatorga kelganda, u paketin manzilini o'qiydi, uni tarjima uchun aniqlangan mezonlarga mos kelishini aniqlash uchun. Bu misolda manba manzili mezonlarga mos keladi va 192.168.1.5 (Inside local address) dan 208.141.16.5 (Inside global address) ga tarjima qilinadi.

Marshrutizator bu lokal manzil bilan global manzilni NAT jadvaliga qo'shadi va tarjima qilingan manzilli paketni manzilga yuboradi. Veb server javobni ichki global manzil PKga (208.141.16.5) yuboradi.

Marshrutizator 208.141.16.5 manzili bilan manzil paketini oladi va NAT jadvalini tekshiradi, bu joylashmalarning yozuvini topadi. Ushbu ma'lumotdan foydalanib, ichki global manzilni (208.141.16.5) ichki mahalliy manzilga (192.168.1.5) tarjima qiladi, paket PK tomon yuboriladi.

5.5 NATning afzalliklari va kamchiliklari

NAT xizmati - bu juda kuchli yechim, va u hamma joyda qo'llaniladi. NAT ko'plab afzalliklarni taqdim etadi, jumladan:

• NAT ro'yxatga olingan manzil sxemasini saqlab, mahalliy tarmoqlarni moslashuvchan ishlashini ta'minlaydi. NATda ichki xostlar barcha tashqi aloqalar uchun bitta ommaviy IP-manzildan foydalanishi mumkin. Ushbu turdagi konfiguratsiyada ko'p sonli ichki xostlarni qo'llab-quvvatlash uchun kam miqdorda tashqi manzillar talab qilinadi.
• NAT internetga ulanishlar moslashuvchanligini oshiradi. Ko'p sonli havzalar, zaxira havzalari va yuklarni balanslovchi havzalar amalga oshirilishi mumkin, bu umumiy ommaviy tarmoq ulanishlarini ishonchli ta'minlaydi.
• NAT ichki tarmoq manzil sxemalarini izchillik bilan ta'minlaydi. Xususiy IP-manzillar va NATni ishlatmasdan turuvchi tarmoqda umumiy IP-manzil sxemasini o'zgartirish tarmoqdagi barcha xostlarni qayta manzillashni talab qiladi. Xostlarni qayta manzillash narxi sezilarli bo'lishi mumkin. NAT mavjud xususiy IPv4-manzil sxemasini saqlab turishga imkon beradi, yangi umumiy manzil sxemasini osonlik bilan o'zgartirishga imkon beradi. Bu, tashkilot provayderlarni o'zgartirishi mumkinligini anglatadi va ichki mijozlaridan birontasi o'zgarmaydi.
• NAT tarmoq xavfsizligini ta'minlaydi. Xususiy tarmoqlar o'zlarining manzillari yoki ichki topologiyasini reklama qilmagani uchun, ular ko'proq ishonchli hisoblanadi NAT bilan birgalikda tashqi nazoratli kirish uchun foydalanilganda. Ammo, NAT xavfsizlik devorlarini almashtirmasligini tushunish kerak.

Ammo NATning ba'zi kamchiliklari bor. Internetdagi mezbonlar go'yo NATni qo'llab-quvvatlaydigan qurilma bilan bevosita o'zaro faoliyatda bo'lganligi, xususiy tarmoq ichidagi haqiqiy mezbon emas, bir qator muammolarni yuzaga keltiradi:

• NATdan foydalanishning kamchiliklaridan biri tarmoq ishlashiga, ayniqsa real vaqtdagi protokollar uchun, masalan, VoIP. Har bir IP-manzilni paket sarlavhalaridagi tarjima qilish vaqti talab qiladi, bu NAT uskunalari ushlanishlarini oshiradi.
• NATdan foydalanishning yana bir kamchiligi skvoz manzil yo'qotiladi. Ko'plab internet-protokollar va ilovalar manzildan manzilga o'tishdan foydalanadi. Ba'zi ilovalar NAT bilan ishlamaydi. Fizik manzillarni emas, balki to'liq domen nomini ishlatadigan ilovalar NAT marshrutizatori orqali yo'ldan chiqadi. Ba'zida bu statik NAT moslamalari amalga oshirilgani orqali hal qilinishi mumkin.
• Skvoz IPv4 izlanishi ham yo'qoladi. Paketlarni NAT o'tishlarida ko'plab manzil o'zgartiruvlariga duchor bo'lganligini kuzatish va tuzatish qiyinroq bo'ladi.
• NATdan foydalanish IPsec kabi tunellash protokollarini murakkablashtiradi, chunki NAT sarlavhalardagi qiymatlarni o'zgartiradi, bu IPsec va boshqa tunellash protokollari tomonidan bajarilayotgan integritet tekshiruvlariga xalaqit beradi.
• Tashqi tarmoqlardan TCP ulanishlarini boshlashni yoki UDP ishlatadigan stateless protokollarini talab qiladigan xizmatlar to'siq qilinishi mumkin. Agar NAT marshrutizatori bunday protokollarni qo'llab-quvvatlash uchun sozlanmagan bo'lsa, kiruvchi paketlar maqsadiga yetmasligi mumkin.