NAT là gì?

NAT là một thuật ngữ tương đối quen thuộc đối với dân công nghệ. Nếu là người mới nhập môn hoặc người ngoại đạo muốn tìm hiểu NAT là gì? Hoặc mọi người có nhu cầu tìm hiểu kỹ hơn về cách sử dụng NAT, hãy cùng Nhân Hòa giải đáp qua bài viết sau.

1. NAT là gì?

NAT (Network Address Translation) là một kỹ thuật cho phép chuyển đổi từ một địa chỉ IP này thành một địa chỉ IP khác. Thông thường NAT được sử dụng phổ biến trong mạng sử dụng địa chỉ cục bộ, cần truy cập đến mạng công cộng (Internet). Vị trí thực hiện NAT là Router biên kết nối giữa 2 mạng.

NAT là gì?

NAT cũng có thể được coi như là một firewall cơ bản. Để thực hiện được công việc đó, NAT duy trì một bảng thông tin về mỗi gói tin được gửi qua. Khi một PC trên mạng kết nối đến một Website trên Internet header của địa chỉ IP nguồn được thay đổi và thay thế bằng địa chỉ public mà đã được cấu hình sẵn trên NAT Server, sau khi có gói tin trở về NAT dựa vào bảng record mà nó đã lưu về các gói tin, thay đổi địa chỉ IP đích thành địa chỉ của PC trong mạng và chuyển tiếp đi. Thông qua cơ chế đó quản trị mạng có khả năng lọc các gói tin được gửi đến hay gửi từ một địa chỉ IP và cho phép hay cấm truy cập đến một port cụ thể.

>>> Xem thêm: Website là gì? Lợi ích TUYỆT VỜI khi sở hữu WEBSITE

2. Ưu điểm và nhược điểm của NAT

- Về ưu điểm

+ Tiết kiệm địa chỉ IPv4: Lượng người dùng truy cập internet ngày càng tăng cao. Điều này dẫn đến nguy cơ thiếu hụt địa chỉ IPv4. Kỹ thuật NAT sẽ giúp giảm thiểu được số lượng địa chỉ IP cần sử dụng

+ Giúp che giấu IP bên trong mạng LAN

+ NAT có thể chia sẻ kết nối internet cho nhiều máy tính, thiết bị di động khác nhau trong mạng LAN chỉ với một địa chỉ IP public duy nhất

+ NAT giúp nhà quản trị mạng lọc được các gói tin đến và xét duyệt quyền truy cập của IP public đến 1 port bất kỳ

Ưu điểm và nhược điểm của NAT

- Về nhược điểm

Bên cạnh những ưu điểm dễ nhận thấy trên, NAT cũng tồn tại một số nhược điểm, hạn chế sau:

+ Khi dùng kỹ thuật NAT, CPU sẽ phải kiểm tra và tốn thời gian để thay đổi địa chỉ IP. Điều này làm tăng độ trễ trong quá trình switching. Làm ảnh hưởng đến tốc độ đường truyền của mạng internet

+ NAT có khả năng che giấu địa chỉ IP trong mạng LAN nên kỹ thuật viên sẽ gặp khó khăn khi cần kiểm tra nguồn gốc IP hoặc truy tìm dấu vết của gói tin

+ NAT giấu địa chỉ IP nên sẽ khiến cho 1 vài ứng dụng cần sử dụng IP không thể hoạt động được

>>> Xem thêm: IPv6 là gì? Những điều bạn cần phải biết về IPv6 

3. Phân loại NAT

- NAT tĩnh - Static NAT

NAT tĩnh hay còn gọi là Static NAT là phương thức NAT một đổi một. Nghĩa là một địa chỉ IP cố định trong LAN sẽ được ánh xạ ra một địa chỉ IP Public cố định trước khi gói tin đi ra Internet. Phương pháp này không nhằm tiết kiệm địa chỉ IP mà chỉ có mục đích ánh xạ một IP trong LAN ra một IP Public để ẩn IP nguồn trước khi đi ra Internet làm giảm nguy cơ bị tấn công trên mạng.

Kỹ thuật này thường được sử dụng để chuyển đổi từ địa chỉ IP này sang địa chỉ khác một cách cố định, và thường là từ một địa chỉ private sang một địa chỉ public. Toàn bộ quá trình này được cài đặt thủ công, địa chỉ IP được ánh xạ tĩnh với nhau thông qua các lệnh cấu hình.

- NAT động - Dynamic NAT

NAT được thực hiện 1 cách tự động. Trên Router, người quản trị cấu hình 1 danh sách các địa chỉ bên trong cần đi ra ngoài Internet và 1 danh sách các địa chỉ bên ngoài đại diện cho các địa chỉ bên trong. Tiếp theo, người quản trị cấu hình yêu cầu Router NAT danh sách bên trong thành danh sách bên ngoài. Bảng NAT của Router sẽ không có bất kỳ 1 dòng thông tin NAT nào được tạo sẵn mà các dòng thông tin NAT sẽ chỉ được tạo ra khi có gói tin đến Router ra Internet.

Dynamic NAT phức tạp hơn so với Static, chúng phải lưu giữ các thông tin kết nối và thậm chí phải tìm thông tin của TCP trong packet. Do mức độ phức tạp cao hơn, nên Dynamic NAT chỉ dùng thay Static NAT với mục đích bảo mật. Những người bên ngoài không thể tìm ra IP kết nối với host chỉ định vì tại thời điểm tiếp theo host này có thể nhận một IP hoàn toàn khác.

Phân loại NAT

- NAT Overload - PAT

NAT Overload - PAT là giải pháp được dùng nhiều nhất đặc biệt là trong các Modem ADSL, đây là giải pháp mang lại cả hai ưu điểm của NAT đó là: ẩn địa chỉ IP trong hệ thống mạng nội bộ trước khi gói tin đi ra Integiằm giảm thiểu nguy cơ tấn công trên mạng tiết kiệm không gian địa chỉ IP. Bản chất PAT là kết hợp IP Public và số hiệu cổng (port) trước khi đi ra Internet. Lúc này mỗi IP trong LAN khi đi ra Internet sẽ được ánh xạ ra một IP Public kết hợp với số hiệu cổng.

4. Nhiệm vụ của NAT là gì?

NAT sử dụng IP của chính nó làm IP công cộng cho mỗi máy con (client) với IP riêng. Khi một máy con thực hiện kết nối hoặc gửi dữ liệu tới một máy tính nào đó trên Internet, dữ liệu sẽ được gửi tới NAT, sau đó NAT sẽ thay thế địa chỉ IP gốc của máy con đó rồi gửi gói dữ liệu đi với địa chỉ IP của NAT. Máy tính từ xa hoặc máy tính nào đó trên Internet khi nhận được tín hiệu sẽ gửi gói tin trở về cho NAT computer bởi chúng nghĩ rằng NAT computer là máy đã gửi những gói dữ liệu đi. NAT ghi lại bảng thông tin của những máy tính đã gửi những gói thông tin ra ngoài trên mỗi cổng dịch vụ và gửi những gói tin nhận được về đúng client đó.

Nhiệm vụ của NAT là gì?

NAT xử lý một gói tin xuất phát từ bên trong đi ra bên ngoài một mạng theo cách thức sau:

- Khi NAT nhận một gói tin từ một cổng bên trong, gói tin này đáp ứng các tiêu chuẩn để NAT, Router sẽ tìm kiếm trong bảng NAT địa chỉ bên ngoài của gói tin. Nói cách khác, tiến trình NAT tìm kiếm một hàng ở trong bảng NAT trong đó địa chỉ outside local address bằng với địa chỉ đích của gói tin. Nếu không có phép so sánh trùng nào được tìm thấy, gói tin đó sẽ bị loại bỏ.

- Nếu có một hàng trong bảng NAT là tìm thấy, trong hàng này địa chỉ đích của gói tin bằng với địa chỉ outside local, NAT sẽ thay thế địa chỉ đích trong gói tin bằng địa chỉ outside global theo thông tin trong bảng NAT.

- Tiến trình NAT tiếp tục tìm kiếm bảng NAT để xem có một địa chỉ Inside local nào bằng với địa chỉ nguồn của gói tin hay không. Nếu có một hàng là tìm thấy, NAT tiếp tục thay thế địa chỉ nguồn của gói tin bằng địa chỉ Inside global. Nếu không có một hàng nào được tìm thấy, NAT sẽ tạo ra một hàng mới trong bảng NAT và chèn địa chỉ mới vào trong gói tin.

- Nếu không có hàng nào trong bảng NAT được tìm thấy, gói tin sẽ bị loại bỏ. Nếu có một hàng tìm thấy trong bảng NAT thì nó sẽ thay thế địa chỉ đích bằng địa chỉ Inside local từ bảng NAT.

- Router tìm kiếm bảng NAT để tìm ra địa chỉ Outside global bằng với địa chỉ nguồn của gói tin. Nếu có một hàng là tìm thấy, NAT sẽ thay thế địa chỉ đích bằng địa Outside local từ bảng NAT. Nếu NAT không tìm thấy một hàng nào, nó sẽ tạo ra một hàng mới trong bảng NAT và cũng thực hiện như ở bước 2.

>>> Xem thêm: TCP/ IP là gì - Tổng quan những điều cần biết

5. Thuật ngữ liên quan về NAT

- Địa chỉ Inside Local

Đây là địa chỉ IP được đặt cho 1 thiết bị ở mạng nội bộ bên trong. Nó không được cung cấp bởi NIC (Network Information Center)

- Địa chỉ Inside Global

Đây là địa chỉ IP đã được đăng ký tại NIC. Địa chỉ inside global thường được dùng để thay thế cho địa chỉ IP inside local

Thuật ngữ liên quan về NAT

- Địa chỉ Outside Local

Đây là địa chỉ IP của một thiết bị nằm ở mạng bên ngoài. Các thiết bị thuộc mạng bên trong sẽ tìm thấy thiết bị thuộc mạng bên ngoài thông qua địa chỉ IP này. Địa chỉ outside local không nhất thiết phải được đăng ký với NIC. Nó hoàn toàn có thể là một địa chỉ Private

- Địa chỉ Outside Global

Đây là địa chỉ IP được đặt cho một thiết bị nằm ở mạng bên ngoài. Địa chỉ này là một IP hợp lệ trên mạng internet

6. Kết luận

Có thể thấy kỹ thuật NAT giữ vai trò đặc biệt quan trọng trong việc kết nối internet ở bối cảnh hiện đại. Cùng theo dõi tiếp các bài viết công nghệ mới và hấp dẫn cùng Nhân Hòa nhé.