Что такое NAT

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149 150 151 152 153 154 155 156 157 158 159 160 161 162 163 164 165 166 167 168 169 170 171 172 173 174 175 176 177 178 179 180 181 182 183 184 185 186 187 188 189 190 191 192 193 194 195 196 197 198 199 200 201 202 203 204 205 206 207 208 209 210 211 212 213 214 215 216 217 218 219 220 221 222 223 224 225 226 227 228 229 230 231 232 233 234 235 236 237 238 239 240 241 242 243 244 245 246 247 248 249 250 251 252 253 254 255 256 257 258 259 260 261 262 263 264 265 266 267 268 269 270 271 272 273 274 275 276 277 278 279 280 281 282 283 284 285 286 287 288 289 290 291 292 293 294 295 296 297 298 299 300 301 302 303 304 305 306 307 308 309 310 311 312 313 314 315 316 317 318 319 320 321 322 323 324 325 326 327 328 329 330 331 332 333 334 335 336 337 338 339 340 341 342 343 344 345 346 347 348 349 350 351 352 353 354 355 356 357 358 359 360 361 362 363 364 365 366 367 368 369 370 371 372 373 374 375 376 377 378 379 380 381 382 383 384 385 386 387 388 389 390 391 392 393 394 395 396 397 398 399 400 401 402 403 404 405 406 407 408 409 410 411 412 413 414 415 416 417 418 419 420 421 422 423 424 425 426 427 428 429 430 431 432 433 434 435 436 437 438 439 440 441 442 443 444 445 446 447 448 449 450 451 452 453 454 455 456 457 458 459 460 461 462 463 464 465 466 467 468 469 470 471 472 473 474 475 476 477 478

Средства NAT позволяют изменять в процессе маршрутизации содержимое TCP- и IP-пакетов. В частности, при NAT-преобразовании изменяется IP-адрес источника и назначе­ния в составе пакета. Ниже описаны ситуации, в которых оправданы подобные изменения адреса.

• Установление соответствия между внешними и внутренними адресами. Воз­можно, что, получив в свое распоряжение блок IP-адресов, вы не захотите пере­настраивать сеть и будете использовать адреса, предназначенные для внутреннего пользования. Используя средства NAT, вы можете установить взаимно-однозначное соответствие между обычными Internet-адресами, выделенными для вашей сети, и адресами, которые реально присвоены вашим компьютерам.

• Временное изменение адресов. Средства NAT можно использовать для перена­правления запросов, адресованных некоторой системе, на другой компьютер. Пред­положим, например, что ваш Web-сервер вышел из строя и вы временно разместили его на другом компьютере. Проблему перенаправления запросов можно решить, из­меняя конфигурацию сервера DNS, но средства NAT позволяют сделать это гораздо

быстрее.

• Распределение нагрузки. С помощью NAT можно поставить в соответствие одно­му IP-адресу два компьютера внутренней сети и переключаться между ними припередаче запросов. Такая форма распределения нагрузки считается очень грубой, но если один сервер не справляется со своей задачей, можно использовать подобное решение. Следует, однако помнить, что существуют более совершенные способы распределения нагрузки, не связанные с использованием NAT.

• Расширение адресного пространства. Если в вашем распоряжении имеется лишь ограниченное число IP-адресов, вы можете "спрятать" несколько компьютеров за одним IP-адресом. Такая возможность обычно используется в небольших сетях, подключенных к Internet по коммутируемой линии либо через соединение с ши­рокой полосой пропускания. Если провайдер выделил для сети лишь один адрес, с помощью можно обеспечить работу всех компьютеров сети.

Расширение адресного пространства является наиболее частым применением NAT. Данная разновидность NAT-преобразования называется IP-маскировкой. В этом разделе будет рассматриваться именно этот способ использования NAT.

Средства NAT применяются совместно со средствами маршрутизации. В роли марш­рутизатора, поддерживающего NAT, может выступать компьютер под управлением Linux. Настройка ядра системы производится с помощью программы iptables. Обычно ком­пьютер, предназначенный для выполнения NAT-преобразования, содержит два сетевых интерфейса: посредством одного из них компьютер подключается к Internet, а с помощью другого соединяется с внутренней

Внешние узлы не должны идентифицировать компьютер, выполняющий NAT-

на преобразование, как маршрутизатор. В этом состоит одно из отличий NAT-марш-

эаметку

рутизатора от обычного маршрутизатора.

Для того чтобы лучше понять работу NAT, рассмотрим процесс преобразования адреса с помощью NAT-маршрутизатора. Взаимодействие с сервером, расположенным в Internet, начинается по инициативе клиента (например, Web-броузера), который находится в сети, защищенной с помощью NAT-маршрутизатора. Предположим, что этот клиент пытается обратиться к Web-броузеру по адресу 172.18.127.45. Он генерирует HTTP-запрос; в па­кетах, содержащих этот запрос, указывается локальный IP-адрес клиента (предположим, 192.168.9.32). Клиент передает запрос компьютеру, выполняющему роль локального шлю­за; этот компьютер осуществляет NAT-преобразование. Получив пакет с запросом к Web-серверу, NAT-маршрутизатор анализирует его содержимое, заменяет IP-адрес источника на свой IP-адрес (допустим, что его адрес 10.34.176.7) и передает пакет по назначению. Web-сервер считает, что пакет поступил с компьютера, выполняющего функции NAT-маршрутизатора, поэтому направляет ему ответ. Получив ответ сервера, NAT-маршрути­затор распознает его как ответ на запрос, переданный с компьютера 192.168.9.32, выпол­няет обратное преобразование, заменяя адрес назначения в пакете, а затем передает пакет, содержащий ответ, клиенту. Рис. 25.3 иллюстрирует этот процесс. При этом ни клиент, ни сервер не знают о том, что адрес был преобразован средствами NAT, поэтому при использовании NAT-маршрутизатора не требуется изменять конфигурацию компьютеров

МАТ-преобразование, а в особенности 1Р-маскировка, автоматически обеспечивает за­щиту компьютеров в локальной сети. Поскольку внешним компьютерам доступен только один 1Р-адрес, они не могут установить непосредственное соединение с внутренним ком­пьютером. В локальную сеть извне передаются только ответы на запросы, отправленные

 

в сети.

Пакет от 192.168.9.32

NAT-маршрутизатор

192.168.9.1

 

 

192.168.9.32 192.168.9.33 Локальные компьютеры

Рис. 25.3. NAT-маршрутизатор изменяет IP-адреса в пакетах

ими. По этой причине продукты NAT часто называют брандмауэрами, хотя между этими инструментами имеются существенные различия.

Помимо преимуществ, NAT имеет существенные недостатки.

• Автоматически создаваемая защита затрудняет размещение сервера во внутренней сети, расположенной за NAT-маршрутизатором, и обеспечение внешнего доступа к этому серверу. Чтобы доступ к серверу извне стал возможен, надо использовать перенаправление портов.

• Не все протоколы нормально взаимодействуют с NAT. Иногда IP-адреса исполь­зуются для обработки содержимого пакетов, в других случаях на обоих концах соединения могут работать серверы. Средства, реализующие NAT в системе Linux, обеспечивают поддержку некоторых протоколов, но если вы используете видеокон­ференции или средства шифрования, то при обмене с Internet через NAT-маршру­тизатор могут возникнуть проблемы.

• Несмотря на то что NAT защищает компьютеры локальной сети, не следует думать, что их безопасность гарантирована. Угрозу для ваших компьютеров могут представ­лять также вирусы и программы типа "троянский конь", попадающие в систему по другим каналам.