انواع نَت (NAT)

NAT چیست؟

NAT مخفف Network Address Translation به معنی ترجمه نشانی شبکه است. این تکنولوژی به یک دستگاه (معمولا یک روتر یا فایروال) اجازه می‌دهد تا یک آدرس IP عمومی را بین چندین آدرس IP خصوصی در یک شبکه داخلی به اشتراک بگذارد. هدف اصلی NAT مقابله با کمبود آدرس‌های IPv4 است. زیرا تعداد آدرس‌های IPv4 عمومی محدود است، اما با استفاده از NAT، هزاران دستگاه می‌توانند با یک آدرس عمومی به اینترنت متصل شوند.

بررسی دقیق‌تر انواع NAT

NAT دارای سه نوع اصلی است:

Static NAT (SNAT)

این نوع NAT که به عنوان NAT یک به یک هم شناخته می‌شود، ساده‌ترین شکل ترجمه نشانی است. هر آدرس IP خصوصی به صورت ثابت به یک آدرس IP عمومی خاص نگاشت می‌شود. این نگاشت معمولا به صورت دستی توسط مدیر شبکه پیکربندی می‌شود.

کاربردها:

• میزبانی سرورها: اگر یک شرکت بخواهد یک وب سرور یا سرور FTP را در شبکه داخلی خود میزبانی کند و آن را از طریق اینترنت در دسترس قرار دهد، از SNAT استفاده می‌کند تا یک آدرس IP عمومی ثابت به آن سرور اختصاص دهد.
• دسترسی از راه دور: برای دسترسی به یک دستگاه خاص از بیرون شبکه، می‌توان از SNAT استفاده کرد.

Dynamic NAT (DNAT)

در DNAT، یک مجموعه از آدرس‌های IP عمومی در اختیار روتر قرار می‌گیرد. وقتی یک دستگاه داخلی بخواهد به اینترنت متصل شود، روتر یکی از آدرس‌های IP عمومی موجود در این مجموعه را به صورت پویا به آن اختصاص می‌دهد. وقتی اتصال قطع می‌شود، آدرس IP عمومی آزاد شده و برای دستگاه دیگری قابل استفاده است.

کاربردها:

• شرکت‌های کوچک و متوسط: این نوع NAT در شرکت‌هایی که تعداد کاربران زیادی دارند ولی به تعداد محدودی آدرس IP عمومی دسترسی دارند، بسیار مفید است.
• شبکه‌های خانگی بزرگ: در شبکه‌های خانگی که تعداد زیادی دستگاه (مانند کامپیوترها، تلفن‌های همراه و کنسول‌های بازی) دارند، می‌توان از DNAT برای مدیریت بهینه آدرس‌ها استفاده کرد.

PAT (Port Address Translation) یا NAT Overload

PAT که به آن NAT Overload هم می‌گویند، به چندین دستگاه در یک شبکه داخلی اجازه می‌دهد تا یک آدرس IP عمومی را به اشتراک بگذارند. این کار با استفاده از پورت‌های TCP/UDP انجام می‌شود. روتر یک پورت منحصر به فرد به هر اتصال اختصاص می‌دهد تا بتواند بسته‌های اطلاعاتی برگشتی را به دستگاه درست هدایت کند.

کاربردها:

• شبکه‌های خانگی و اداری: این رایج‌ترین نوع NAT است که در مودم‌ها و روترهای خانگی استفاده می‌شود.
• ارائه دهندگان اینترنت (ISPها): ISPها نیز برای ارائه اینترنت به میلیون‌ها کاربر از یک مجموعه محدود از آدرس‌های IP عمومی، از PAT استفاده می‌کنند.

NAT و سرورهای مجازی

در محیط خرید سرور مجازی مناسب کسب و کار، NAT نقش مهمی در مدیریت ترافیک شبکه دارد. بسیاری از ارائه دهندگان سرویس‌های ابری از NAT برای اختصاص آدرس‌های IP خصوصی به هر ماشین مجازی استفاده می‌کنند. سپس، یک آدرس IP عمومی مشترک بین چندین ماشین مجازی به اشتراک گذاشته می‌شود. این کار باعث می‌شود تا از آدرس‌های عمومی به صورت بهینه استفاده شود و مدیریت شبکه نیز ساده‌تر شود. همچنین، استفاده از NAT به عنوان یک لایه امنیتی عمل می‌کند، زیرا آدرس‌های خصوصی سرورهای مجازی از دنیای بیرون پنهان می‌مانند.

NAT و سرورهای اختصاصی

در مورد سرور اختصاصی لینوکس ، معمولا هر سرور یک آدرس IP عمومی منحصر به فرد دارد و به صورت مستقیم به اینترنت متصل می‌شود. در این حالت، نیازی به NAT برای اشتراک‌گذاری آدرس IP وجود ندارد، مگر اینکه یک شبکه داخلی در خود سرور اختصاصی وجود داشته باشد. اما ممکن است برای اتصال سرور اختصاصی به یک شبکه داخلی بزرگ‌تر که از NAT استفاده می‌کند، از این تکنولوژی بهره برد. با این وجود، در سناریوهای رایج، سرور اختصاصی نیازی به NAT ندارد و مستقیماً با آدرس IP خود قابل دسترسی است.

NAT و گواهینامه SSL

گواهینامه SSL برای رمزگذاری ارتباط بین کاربر و سرور وب استفاده می‌شود. این گواهینامه به یک نام دامنه خاص و یک آدرس IP عمومی مرتبط است. هنگامی که از NAT استفاده می‌شود، گواهینامه SSL روی آدرس IP عمومی نصب می‌شود، زیرا این آدرسی است که کاربران از اینترنت به آن دسترسی پیدا می‌کنند. مهم نیست که سرور داخلی چه آدرس خصوصی‌ای دارد، زیرا ترافیک رمزگذاری شده از طریق آدرس IP عمومی NAT به سرور مربوطه هدایت می‌شود. بنابراین، NAT هیچ تداخلی با عملکرد گواهینامه SSL ایجاد نمی‌کند، بلکه تنها نقش یک مترجم نشانی را برای هدایت ترافیک رمزگذاری شده به مقصد نهایی ایفا می‌کند.

اهمیت NAT در شبکه‌های مدرن

NAT فراتر از یک راه‌حل ساده برای کمبود آدرس‌های IP است. این تکنولوژی به عنوان یک ابزار امنیتی نیز عمل می‌کند. از آنجایی که NAT آدرس‌های خصوصی شبکه داخلی را از دنیای بیرون پنهان می‌کند، دسترسی مستقیم به دستگاه‌های داخلی از طریق اینترنت را محدود می‌سازد. این امر به صورت پیش‌فرض از بسیاری از حملات خارجی جلوگیری می‌کند. همچنین، NAT به مدیران شبکه اجازه می‌دهد تا مدیریت مرکزی‌تری بر روی ترافیک اینترنت داشته باشند و با استفاده از قوانین NAT، دسترسی‌ها را کنترل و نظارت کنند.

محدودیت‌ها و چالش‌های NAT

با وجود مزایای فراوان، NAT چالش‌هایی نیز به همراه دارد. یکی از بزرگ‌ترین محدودیت‌های آن، ایجاد مشکل برای برخی از پروتکل‌ها و برنامه‌ها است که نیاز به ارتباط مستقیم بین دو دستگاه دارند. برای مثال، برخی از برنامه‌های P2P (نظیر به نظیر) یا پروتکل‌های صوتی/تصویری مانند VoIP ممکن است به دلیل ترجمه نشانی‌ها به درستی کار نکنند. برای حل این مشکل، تکنیک‌هایی مانند Port Forwarding (هدایت پورت) یا UPnP (Universal Plug and Play) استفاده می‌شود که به بسته‌های اطلاعاتی اجازه می‌دهند از NAT عبور کرده و به مقصد نهایی خود برسند.

NAT و آینده شبکه‌ها

با گسترش IPv6، که تعداد آدرس‌های بسیار بیشتری نسبت به IPv4 دارد، نیاز به NAT برای حل مشکل کمبود آدرس‌ها کاهش می‌یابد. در شبکه‌های IPv6، هر دستگاه می‌تواند یک آدرس عمومی منحصر به فرد داشته باشد، که این امر ارتباط مستقیم را تسهیل می‌کند. با این حال، NAT همچنان به عنوان یک ابزار امنیتی و مدیریتی در بسیاری از شبکه‌ها، به ویژه شبکه‌های ترکیبی IPv4 و IPv6، مورد استفاده قرار خواهد گرفت. بنابراین، با اینکه نقش اصلی NAT برای حل مشکل آدرس‌ها ممکن است کمرنگ شود، اما اهمیت آن به عنوان یک لایه امنیتی و مدیریتی همچنان باقی خواهد ماند.

جمع‌بندی

NAT یک تکنولوژی کلیدی است که به حل مشکل کمبود آدرس‌های IPv4 کمک کرده و همچنین یک لایه امنیتی مهم به شبکه‌های خصوصی اضافه می‌کند. با توجه به نوع شبکه و نیازهای آن، می‌توان از یکی از انواع Static NAT، Dynamic NAT یا PAT استفاده کرد. هرچند با گسترش IPv6، نیاز به NAT برای حل مشکل آدرس‌ها کمتر شده، اما این تکنولوژی همچنان به عنوان یک ابزار مدیریتی و امنیتی در شبکه‌های مدرن باقی خواهد ماند.