NAT چیست؟
NAT یا Network Address Translation، یک فرآیند کلیدی در شبکه‌های کامپیوتری است که به دستگاه‌های درون یک شبکه محلی (LAN) اجازه می‌دهد با استفاده از یک آدرس IP عمومی واحد به اینترنت متصل شوند. این تکنیک نقشی حیاتی در حفظ و صرفه‌جویی در آدرس‌های IPv4 ایفا می‌کند و امنیت شبکه را نیز افزایش می‌دهد.
مفهوم و کاربرد NAT
NAT یک روش برای نگاشت آدرس‌های IP است. به زبان ساده، این تکنولوژی آدرس‌های IP خصوصی مورد استفاده در یک شبکه داخلی را به یک یا چند آدرس IP عمومی تبدیل می‌کند. این تبدیل توسط یک دستگاه شبکه مانند روتر انجام می‌شود که به عنوان دروازه بین شبکه محلی و اینترنت عمل می‌کند. هر دستگاه در یک شبکه محلی دارای یک آدرس IP خصوصی است که فقط در همان شبکه قابل شناسایی است. برای ارتباط با دنیای خارج، این دستگاه‌ها نیاز به یک آدرس IP عمومی دارند و NAT این تبدیل را به صورت خودکار انجام می‌دهد.
چرا NAT ضروری است؟
در اوایل ظهور اینترنت، آدرس‌های IPv4 به وفور در دسترس بودند، اما با گسترش سریع دستگاه‌های متصل، تعداد این آدرس‌ها به سرعت رو به کاهش رفت. IPv4 تنها حدود ۴.۳ میلیارد آدرس منحصر به فرد دارد که برای میلیاردها دستگاه متصل به اینترنت کافی نیست. NAT به عنوان یک راه حل موقت برای این مشکل طراحی شد. با استفاده از NAT، هزاران دستگاه می‌توانند با داشتن تنها یک آدرس IP عمومی به اینترنت متصل شوند. این امر باعث می‌شود که آدرس‌های IP عمومی کمتری مصرف شود و عمر آدرس‌های IPv4 طولانی‌تر گردد، تا زمانی که گذار به IPv6 به صورت کامل انجام شود.
انواع NAT
NAT انواع مختلفی دارد که هر کدام برای سناریوهای خاصی طراحی شده‌اند:
Static NAT
در این نوع، یک آدرس IP خصوصی به صورت ثابت به یک آدرس IP عمومی نگاشت می‌شود. این نوع NAT معمولا برای سرورهایی استفاده می‌شود که باید همیشه از اینترنت در دسترس باشند.
Dynamic NAT
در Dynamic NAT، یک مجموعه از آدرس‌های IP عمومی در دسترس قرار می‌گیرد. هر دستگاهی که نیاز به دسترسی به اینترنت دارد، به صورت پویا و موقت یک آدرس IP عمومی آزاد از این مجموعه دریافت می‌کند.
Port Address Translation (PAT)
این نوع از NAT که به آن NAT Overload هم گفته می‌شود، رایج‌ترین نوع NAT است. در PAT، چندین دستگاه خصوصی می‌توانند از یک آدرس IP عمومی واحد استفاده کنند. این امر با استفاده از پورت‌های مختلف TCP و UDP برای تفکیک ترافیک انجام می‌شود.
نحوه عملکرد NAT
هنگامی که یک دستگاه در شبکه داخلی می‌خواهد به اینترنت متصل شود، یک بسته داده ارسال می‌کند. این بسته دارای آدرس IP مبدا (آدرس خصوصی دستگاه) و آدرس IP مقصد (آدرس سرور وب‌سایت مورد نظر) است. وقتی بسته به روتر می‌رسد، NAT فعال می‌شود. روتر آدرس IP مبدا خصوصی را با آدرس IP عمومی خود جایگزین کرده و اطلاعات نگاشت را در یک جدول به نام جدول NAT ذخیره می‌کند. سپس بسته با آدرس مبدا جدید به سمت مقصد ارسال می‌شود. هنگامی که پاسخ از سرور مقصد برمی‌گردد، به آدرس IP عمومی روتر می‌رسد. روتر با استفاده از اطلاعات موجود در جدول NAT، آدرس مقصد را دوباره به آدرس IP خصوصی دستگاه اصلی تبدیل کرده و پاسخ را به آن دستگاه ارسال می‌کند.
به دنبال سرویسی برای عبور از تحریم‌های بین المللی هستید؟
ارتباط NAT با سرور مجازی
همانطور که NAT اجازه می‌دهد تا چندین دستگاه با یک آدرس IP عمومی به اینترنت متصل شوند، یک سرور مجازی (VPS) مدیریت نشده نیز با همین منطق عمل می‌کند. در واقع، یک سرور فیزیکی واحد با استفاده از مجازی‌سازی، به چندین سرور مجازی تقسیم می‌شود که هر کدام سیستم عامل و منابع اختصاصی خود را دارند. این روش به ارائه‌دهندگان میزبانی وب امکان می‌دهد تا با به اشتراک گذاشتن منابع سخت‌افزاری یک سرور فیزیکی بین چندین کاربر، هزینه‌ها را کاهش دهند و در عین حال، هر کاربر حس داشتن یک سرور مستقل و اختصاصی را تجربه کند.
موارد استفاده NAT در سرور اختصاصی
برخلاف NAT که در آن منابع و آدرس IP به صورت اشتراکی استفاده می‌شوند، یک سرور اختصاصی (Dedicated Server) با منابع مشخص، تمام سخت‌افزار فیزیکی را به صورت انحصاری در اختیار یک کاربر قرار می‌دهد. این وضعیت مانند داشتن یک آدرس IP عمومی منحصر به فرد است که به هیچ دستگاه دیگری تعلق ندارد. این سطح از انحصار و کنترل برای کسب‌وکارهای بزرگی که به حداکثر عملکرد، امنیت بالا و سفارشی‌سازی کامل نیاز دارند، حیاتی است و هیچ‌گونه اشتراکی در منابع سخت‌افزاری وجود ندارد.
جمع‌بندی
NAT یک تکنولوژی حیاتی در شبکه‌های امروزی است که با ترجمه آدرس‌های IP، امکان اتصال چندین دستگاه به اینترنت را از طریق یک آدرس IP عمومی فراهم می‌کند. این فرآیند علاوه بر صرفه‌جویی در آدرس‌های IPv4، یک لایه امنیتی مهم به شبکه اضافه می‌کند. علی‌رغم معایبی مانند تاثیر جزئی بر عملکرد یا پیچیدگی در ارتباطات مستقیم، NAT همچنان ابزاری کلیدی در مدیریت شبکه‌ها باقی خواهد ماند تا زمانی که گذار کامل به IPv6 صورت گیرد.
سوالات متداول
تأثیر NAT بر سرعت اینترنت در شبکه‌های مدرن بسیار ناچیز است و در استفاده‌های روزمره محسوس نیست. تنها در برخی سناریوهای خاص مانند بازی‌های آنلاین با تأخیر بسیار کم، ممکن است این تأثیر دیده شود.
برای دسترسی از خارج به یک دستگاه خاص در شبکه داخلی خود، باید از قابلیت Port Forwarding در روتر استفاده کنید. این قابلیت به روتر می‌گوید که بسته‌های ورودی به یک پورت خاص را به آدرس IP و پورت مشخصی در شبکه داخلی ارسال کند.
خیر، NAT و فایروال دو مفهوم متفاوت هستند. NAT یک فرآیند ترجمه آدرس است، در حالی که فایروال یک سیستم امنیتی است که ترافیک شبکه را بر اساس قوانین از پیش تعیین شده، بررسی و فیلتر می‌کند. با این حال، NAT به طور غیرمستقیم با پنهان کردن آدرس‌های IP خصوصی، یک لایه امنیتی اضافی فراهم می‌کند.
آدرس‌های IP خصوصی در شبکه‌های داخلی مانند شبکه خانگی یا شرکتی استفاده می‌شوند و قابل مسیریابی در اینترنت نیستند. اما آدرس‌های IP عمومی توسط ارائه‌دهندگان خدمات اینترنت (ISP) اختصاص داده می‌شوند و در کل شبکه اینترنت منحصربه‌فرد هستند و برای ارتباط با وب‌سایت‌ها و خدمات آنلاین مورد استفاده قرار می‌گیرند.
بله، تقریبا تمام روترهای خانگی از NAT استفاده می‌کنند. این روترها به عنوان یک دروازه بین کامپیوترها، تلفن‌های هوشمند و سایر دستگاه‌های شما (با آدرس‌های IP خصوصی) و اینترنت (با آدرس IP عمومی اختصاص داده شده توسط ارائه‌دهنده اینترنت) عمل می‌کنند.
NAT با اجازه دادن به چندین دستگاه برای استفاده از یک آدرس IP عمومی، نیاز به آدرس‌های عمومی جدید را کاهش می‌دهد. مثلا، یک شرکت می‌تواند با داشتن تنها یک آدرس IP عمومی، به صدها کامپیوتر در شبکه داخلی خود اجازه دسترسی به اینترنت را بدهد، که در غیر این صورت به صدها آدرس IP عمومی نیاز داشت.
در بازی‌های آنلاین و تماس‌های تصویری که نیاز به ارتباط مستقیم بین دو کاربر دارند، NAT ممکن است مشکلاتی ایجاد کند. این ارتباطات مستقیم به دلیل پنهان بودن آدرس‌های IP خصوصی پشت NAT، به سادگی برقرار نمی‌شوند. برای حل این مشکل معمولاً از تکنیک‌هایی مانند Port Forwarding یا UPnP (Universal Plug and Play) استفاده می‌شود تا بسته‌های ورودی بتوانند به درستی به دستگاه مورد نظر هدایت شوند.
شما میتوانید دیدگاه خود را در مورد این مطلب با ما با اشتراک بگذارید.