NAT là gì?
NAT là viết tắt của Network Address Translation, là kỹ thuật chuyển đổi địa chỉ IP từ mạng nội bộ sang mạng công cộng, cho phép các thiết bị trong mạng cục bộ (Private) truy cập internet một cách dễ dàng. NAT đóng vai trò quan trọng trong việc mở rộng kết nối mạng LAN. Từ đó giúp tối ưu hóa và duy trì liên kết hiệu quả giữa mạng nội bộ và internet.
Tại sao NAT quan trọng?
NAT đóng vai trò quan trọng trong hệ thống mạng nhờ khả năng tiết kiệm địa chỉ IP công cộng. Cho phép nhiều thiết bị trong mạng nội bộ sử dụng chung một địa chỉ IP để truy cập internet. Điều này không chỉ tối ưu hóa nguồn tài nguyên IPv4 mà còn giúp kết nối mạng linh hoạt hơn. Đặc biệt khi các thiết bị trong mạng cục bộ có thể dễ dàng liên lạc với mạng bên ngoài mà không cần địa chỉ công cộng riêng lẻ.
Bên cạnh đó, NAT còn tăng cường bảo mật bằng cách ẩn địa chỉ IP nội bộ, bảo vệ các thiết bị trong mạng cục bộ khỏi các truy cập trái phép. Ngoài ra, NAT hỗ trợ chuyển đổi mạng hiệu quả, đặc biệt trong môi trường kết hợp IPv4 và IPv6, giúp kết nối các hệ thống mạng khác nhau một cách dễ dàng. Nhờ những lợi ích này, NAT trở thành một công cụ thiết yếu trong việc quản lý và phát triển hạ tầng mạng.
Điểm khác biệt giữa Proxy Server và NAT là gì?
Proxy Server và NAT có nhiều điểm tương đồng, tuy nhiên giữa hai kỹ thuật này vẫn có những điểm khác biệt:
| Tiêu chí | Proxy Server | NAT |
| Chức năng chính | Làm trung gian kết nối giữa client và server, chủ yếu ở tầng ứng dụng. | Chuyển đổi địa chỉ IP ở tầng mạng. |
| Tầng hoạt động | Tầng ứng dụng (Application Layer). | Tầng mạng (Network Layer) |
| Mục đích sử dụng | Lọc, giám sát truy cập web, ẩn IP của client. | Chia sẻ kết nối internet, tiết kiệm IP công cộng. |
| Hiệu suất | Thường chậm hơn vì phải xử lý dữ liệu ở mức ứng dụng. | Nhanh hơn vì hoạt động ở tầng mạng. |
| Hỗ trợ giao thức | HTTP, FTP, SMTP, và các giao thức ứng dụng. | Tất cả các giao thức IP |
Hướng dẫn cấu hình NAT căn bản
Chủ yếu chúng ta sẽ cấu hình trên 3 loại NAT chính:
Static NAT
Static NAT là quá trình ánh xạ cố định một địa chỉ IP nội bộ với một địa chỉ IP công cộng, được thiết lập thủ công và chỉ định rõ ràng. Phương pháp này thường áp dụng cho các thiết bị cần địa chỉ cố định để truy cập từ internet, như máy chủ Web hoặc Mail.
Lệnh tạo liên kết chuyển đổi giữa địa chỉ IP nội bộ và địa chỉ đại diện bên ngoài.
Router (config) # ip nat inside source static [local ip] [global ip]Lệnh định tuyến các cổng để kết nối vào mạng nội bộ và thực thi lệnh.
Router (config-if) # ip nat insideĐịnh tuyến các cổng để kết nối ra mạng công cộng bên ngoài và thực thi lệnh.
Router (config-if) # ip nat outside
NAT Overload
NAT Overload, hay PAT (Port Address Translation), là một dạng Dynamic NAT ánh xạ nhiều địa chỉ IP nội bộ thành một địa chỉ công cộng (many-to-one). Bằng cách sử dụng các cổng khác nhau để phân biệt. Với cổng 16 bit, tối đa 65.536 địa chỉ nội bộ có thể chia sẻ cùng một IP công cộng.
Xác định phạm vi địa chỉ nội bộ cần dịch sang bên ngoài
Router (config) # access-list <ACL-number> permit <source> <wildcard>Chuyển IP sang cổng ngoài
Router (config) # ip nat inside source list <ACL-number> interface <interface> overloadXác định cổng nối mạng trong:
Router (config-if) # ip nat insideXác định cổng nối mạng ngoài:
Router (config-if) # ip nat outside
Dynamic NAT
Dynamic NAT tự động ánh xạ địa chỉ IP nội bộ sang một địa chỉ công cộng đã được đăng ký. Mỗi thiết bị trong mạng có thể được gán một địa chỉ IP công cộng trong dải đã định sẵn.
Xác định dải địa chỉ công cộng (public) dùng cho NAT.
Router (config) # ip nat pool [name start ip] [name end ip] netmask [netmask]/prefix-lenght [prefix-lenght]Cấu hình ACL để xác định các địa chỉ nội bộ được phép chuyển đổi qua NAT.
Router (config) # access-list [access-list-number-permit] source [source-wildcard]Kết nối địa chỉ nguồn trong ACL với dải địa chỉ công cộng bên ngoài.
Router (config) # ip nat inside source list <acl-number> pool <name>Xác định cổng kết nối tới mạng nội bộ
Router (config-if) # ip nat insideXác định cổng kết nối ngoài
Router (config-if) # ip nat outside
NAT và IPv6
Trong bối cảnh sử dụng IPv6, câu hỏi đặt ra là liệu IPv6 có cần NAT hay không. Một trong những khác biệt chính giữa NAT trong IPv4 và IPv6 là IPv6 có không gian địa chỉ rộng lớn, đủ để mỗi thiết bị có một địa chỉ IP công cộng riêng biệt. Do đó NAT không còn cần thiết để giải quyết vấn đề thiếu hụt địa chỉ như trong IPv4.
Tuy nhiên, trong một số trường hợp đặc biệt, như việc duy trì tính tương thích ngược với IPv4 hoặc yêu cầu bảo mật, NAT vẫn cần thiết. Do đó, mặc dù IPv6 có thể giảm sự phụ thuộc vào NAT, nhưng công nghệ này vẫn sẽ tiếp tục tồn tại trong một số tình huống nhất định.
Câu hỏi thường gặp về NAT
NAT và PAT khác nhau như thế nào?
NAT ánh xạ một địa chỉ IP nội bộ với một địa chỉ IP công cộng. PAT (Port Address Translation), còn gọi là NAT Overload, là một dạng đặc biệt của NAT. PAT ánh xạ nhiều địa chỉ IP nội bộ vào một địa chỉ công cộng bằng cách sử dụng các cổng khác nhau để phân biệt.
NAT có thể dùng cho các giao thức nào?
NAT hỗ trợ hầu hết các giao thức mạng sử dụng địa chỉ IP, bao gồm TCP, UDP, ICMP,… Nhưng có thể gặp khó khăn trong việc xử lý các giao thức không có trường cổng. Chẳng hạn như FTP hoặc SIP.
NAT có ảnh hưởng đến các ứng dụng P2P không?
NAT có thể gặp khó khăn trong việc hỗ trợ các ứng dụng P2P (Peer-to-Peer). Bởi vì chúng yêu cầu các kết nối trực tiếp giữa các thiết bị, điều này bị hạn chế khi sử dụng NAT. Để giải quyết vấn đề này, các giao thức như UPnP (Universal Plug and Play) hoặc NAT Traversal có thể được sử dụng để mở các cổng cần thiết cho kết nối P2P.
Lời kết
Với những chia sẻ trên, LANIT hy vọng các bạn đã hiểu được NAT là gì cũng như các cấu hình NAT căn bản. Nếu bạn còn điều gì thắc mắc hãy liên hệ để LANIT hỗ trợ bạn giải đáp nhanh nhất nhé!
Mọi người cùng tìm hiểu:
