Что такое NAT? - коротко
NAT (Network Address Translation) — технология, преобразующая внутренние IP‑адреса сети в один публичный адрес и обратно, экономя адресное пространство и скрывая внутреннюю структуру от внешних сетей. Она функционирует на уровне сетевого шлюза, перенаправляя трафик между локальной и глобальной сетью.
Что такое NAT? - развернуто
NAT (Network Address Translation) — это механизм, позволяющий преобразовывать IP‑адреса пакетов, проходящих через сетевое оборудование, обычно роутер или firewall. При этом внутренние (частные) адреса, используемые в локальной сети, заменяются на один или несколько публичных адресов, которые видимы в глобальном интернете. Благодаря этой трансляции устройства внутри сети могут взаимодействовать с внешними ресурсами, не раскрывая свои реальные адреса.
Основные задачи NAT:
- экономия публичных IPv4‑адресов, поскольку несколько сотен и даже тысяч устройств могут пользоваться одним внешним адресом;
- повышение уровня защиты локальной сети: скрытые адреса недоступны напрямую из интернета, что усложняет несанкционированный доступ;
- упрощение администрирования, поскольку изменение внутренней схемы адресации не требует согласования с внешними провайдерами.
Существует несколько вариантов реализации NAT:
- Статический NAT – каждому внутреннему адресу сопоставляется фиксированный внешний адрес. Это удобно для серверов, которым необходимо постоянное публичное представление.
- Динамический NAT – пул публичных адресов распределяется между внутренними устройствами по мере необходимости. Когда соединение завершается, адрес возвращается в пул.
- PAT (Port Address Translation), также известный как NAT overload – все внутренние устройства используют один публичный IP, а различие соединений обеспечивается разными номерами портов. Наиболее распространённый вариант в домашних и офисных роутерах.
- NAT64 – специальный тип, позволяющий клиентам IPv6 обращаться к ресурсам IPv4, преобразуя адреса и протоколы.
Процесс трансляции происходит на уровне сетевого уровня модели OSI. При получении пакета роутер проверяет таблицу соответствий, заменяет исходный или целевой IP‑адрес (и при необходимости порт), а затем пересылает пакет дальше. При обратном трафике происходит обратное преобразование, благодаря чему соединение сохраняет целостность.
Важно помнить, что NAT не является полноценным заменителем механизма маршрутизации. Он лишь изменяет адресацию, а решения о пути передачи данных по‑прежнему принимает маршрутизатор. Кроме того, некоторые протоколы, использующие встроенные IP‑адреса в полезной нагрузке (например, SIP, FTP), требуют дополнительных механизмов (ALG – Application Layer Gateway), чтобы корректно работать через NAT.
В итоге NAT представляет собой эффективный инструмент для оптимального использования ограниченного адресного пространства и повышения безопасности сети, при этом оставаясь простым в реализации и управлении.