NAT (Networking Address Translation)

NAT (Network Address Translation - Traducción de Dirección de Red) es un mecanismo utilizado por enrutadores IP para intercambiar paquetes entre dos redes que se asignan mutuamente direcciones incompatibles. Consiste en convertir en tiempo real las direcciones utilizadas en los paquetes transportados. También es necesario editar los paquetes para permitir la operación de protocolos que incluyen información de direcciones dentro de la conversación del protocolo.

Su uso más común es permitir utilizar direcciones privadas (definidas en el RFC 1918) para acceder a Internet. Existen rangos de direcciones privadas que pueden usarse libremente y en la cantidad que se quiera dentro de una red privada. Si el número de direcciones privadas es muy grande puede usarse solo una parte de direcciones públicas para salir a Internet desde la red privada. De esta manera simultáneamente sólo pueden salir a Internet con una dirección IP tantos equipos como direcciones públicas se hayan contratado.

FUNCIONAMIENTO

El protocolo TCP/IP tiene la capacidad de generar varias conexiones simultáneas con un dispositivo remoto. Para realizar esto, dentro de la cabecera de un paquete IP, existen campos en los que se indica la dirección origen y destino. Esta combinación de números define una única conexión.

Una pasarela NAT cambia la dirección origen en cada paquete de salida y, dependiendo del método, también el puerto origen para que sea único. Estas traducciones de dirección se almacenan en una tabla, para recordar qué dirección y puerto le corresponde a cada dispositivo cliente y así saber donde deben regresar los paquetes de respuesta. Si un paquete que intenta ingresar a la red interna no existe en la tabla de en un determinado puerto y dirección se pueda acceder a un determinado dispositivo, como por ejemplo un servidor web, lo que se denomina NAT inverso o DNAT (Destination NAT).

TIPOS DE NAT 

• NAT estático

Consiste básicamente en un tipo de NAT en el cuál se mapea una dirección IP privada con una dirección IP pública de forma estática. De esta manera, cada equipo en la red privada debe tener su correspondiente IP pública asignada para poder acceder a Internet. La principal desventaja de este esquema es que por cada equipo que se desee tenga acceso a Internet se debe contratar una IP pública. Además, es posible que haya direcciones IP públicas sin usar (porque los equipos que las tienen asignadas están apagados, por ejemplo), mientras que hay equipos que no puedan tener acceso a Internet (porque no tienen ninguna IP pública mapeada). 

• NAT dinámico

  
  

Este tipo de NAT pretende mejorar varios aspectos del NAT estático dado que utiliza un pool de IPs públicas para un pool de IPs privadas que serán mapeadas de forma dinámica y a demanda. La ventaja de este esquema es que si se tienen por ejemplo 5 IPs públicas y 10 máquinas en la red privada, las primeras 5 máquinas en conectarse tendrán acceso a Internet. Si suponemos que no más de 5 máquinas estarán encendidas de forma simultánea nos garantiza que todas las máquinas de nuestra red privada tendrán salida a Internet eventualmente. Para configurar este tipo de NAT definimos el pool de IPs públicas disponibles y el rango de direcciones privadas que deseamos que sean nateadas.

• NAT con sobrecarga

  
  

El caso de NAT con sobrecarga o PAT (Port Address Translation) es el más común de todos y el más usado en los hogares. Consiste en utilizar una única dirección IP pública para mapear múltiples direcciones IPs privadas. Las ventajas que brinda tienen dos enfoques: por un lado, el cliente necesita contratar una sola dirección IP pública para que las máquinas de su red tengan acceso a Internet, lo que supone un importante ahorro económico; por otro lado se ahorra un número importante de IPs públicas, lo que demora el agotamiento de las mismas.

La pregunta casi obvia es cómo puede ser que con una única dirección IP pública se mapeen múltiples IPs privadas. Bien, como su nombre lo indica, PAT hace uso de múltiples puertos para manejar las conexiones de cada host interno. Veamos esto con el siguiente ejemplo:

La PCA quiere acceder a www.netstorming.com.ar. El socket está formado por:

• IP origen: PCA.
• Puerto origen: X.
• IP destino: www.netstorming.com.ar.
• Puerto destino: 80.

Al llegar el requierimiento anterior al router que hace PAT, el mismo modifica dicha información por la siguiente:

• IP origen: router.
• Puerto origen: Y.
• IP destino: www.netstorming.com.ar.
• Puerto destino: 80.

Además, el router arma una tabla que le permite saber a qué máquina de la red interna debe dirigir la respuesta. De esta manera, cuando recibe un segmente desde el puerto 80 de www.netstorming.com.ar dirigido al puerto Y del router, este sabe que debe redirigir dicha información al puerto X de la PCA.

Tutorial Configuración NAT estatico





Tutorial Configuración NAT Dinamico



Tutorial Configuración NAT con sobrecarga