Giúp bạn hiểu hơn về NAT - PAT - VLSM

Tổng quan:

Hai mươi năm trước đây, IPv4 đưa ra một mô hình địa chỉ và cũng đáp ứng được một trong khoảng thời gian, nhưng trong tương lai gần không đáp ứng đủ.Trong khi đó, IPv6 được xem là một không gian địa chỉ không giới hạn, thì được triển khai thử nghiệm chậm chạp và chắc chắn sẽ thay thế IPv4 trong tương lai gần. Trong thời gian chờ đợi sự thay đổi đó, một số kỹ thuật để có thể sử dụng để sử dụng có hiệu quả tài nguyên IP đó là: NAT (Network Address Translation); PAT ( Port address translation ); VLSM ( Variable-Length Subnet Mask ).

Định nghĩa các thuật ngữ

 Địa chỉ riêng (private address) – là địa chỉ IP được dành riêng và có thể được sử dụng bởi bất kỳ ai cho các mạng mội bộ. các gói dữ liệu có địa chỉ riêng sẽ không định tuyến được trên Internet. RFC 1918 dành riêng 3 dải địa chỉ IP như sau:
• 1 địa chỉ lớp A : 10.0.0.0/8.
• 16 địa chỉ lớp B : 172.16.0.0 – 172.31.255.255 (172.16.0.0/12).
• 256 địa chỉ lớp C : 192.168.0.0 – 192.168.255.255 (192.168.0.0/16).

 Địa chỉ internet công cộng (public IP address) : là địa chỉ phải được đăng ký với một công ty có thẩm quyền internet, ví dụ như American Registry for Internet Number (ARIN)… public IP address có thể được thuê từ một nhà cung cấp dịch vụ ISP.

 NAT - Được thiết kế để tiết kiệm địa chỉ IP công cộng và cho phép mạng nội bộ sử dụng địa chỉ IP riêng . Các địa chỉ IP riêng sẽ được chuyển đổi sang địa chỉ công cộng bằng cách chạy phần mềm NAT hoặc cấu hình trong các Interface của route.

Host A sử dụng 1 địa chỉ dành riêng 192.168.2.23, host B sử dụng 1 địa chỉ công cộng 192.31.7.130. Khi Host A gửi một packet đến host B, backet sẽ được truyền qua router và router thực hiên qúa trình NAT. NAT sẽ thay thế địa chỉ nguồn private ip address (192.168.2.23) thành một public IP address (203.10.5.23) và forwards the packet., với địa chỉ này packet sẽ được định tuyến trên internet tới destination address (192.31.7.130). Khi host B gửi gói tin hồi đáp tới host A, destination address của gói tin sẽ là 203.10.5.23. gói tin này đi qua router và sẽ được NAT thành địa chỉ 192.168.2.23

 Inside local address - Địa chỉ IP được gán cho một host của mạng trong. Đây là địa chỉ được cấu hình như là một tham số của hệ điều hành trong máy tính hoặc được gán một cách tự động thông qua các giao thức như DHCP. Địa chỉ này không phải là những địa chỉ IP hợp lệ được cấp bởi NIC (Network Information Center) hoặc nhà cung cấp dịch vụ Internet.

 Inside global address - Là một địa chỉ hợp lệ được cấp bởi NIC hoặc một nhà cung cấp dịch vụ trung gian. Địa chỉ này đại diện cho một hay nhiều địa chỉ IP inside local trong việc giao tiếp với mạng bên ngoài

 Outside local address - Là địa chỉ IP của một host thuộc mạng bên ngoài, các host thuộc mạng bên trong sẽ nhìn host thuộc mạng bên ngoài thông qua địa chỉ này. Outside local không nhất thiết phải là một địa chỉ hợp lệ trên mạng IP (có thể là địa chỉ private).

 Outside global address - Là địa chỉ IP được gán cho một host thuộc mạng ngoài bởi người sở hữu host đó. Địa chỉ này được gán bằng một địa chỉ IP hợp lệ trên mạng Internet.

 Với sơ đồ mạng ( hinh 1) ta có NAT Table
Inside local address 192.168.2.23
Inside global address 205.10.5.23
Outside globaladdress 197.31.7.130

Các gói tin bắt nguồn từ phần mạng “inside” sẽ có địa chỉ source IP là địa chỉ kiểu “inside local” và destination IP là “ouside local” khi nó còn ở trong phần mạng “inside”. Cũng gói tin đó, khi được chuyển ra mạng “outside” source IP address sẽ được chuyển thành "inside global address" và địa destination IP của gói tin sẽ là “outside global address”.
Ngược lại, khi một gói tin bắt nguồn từ một mạng “outside”, khi nó còn đang ở mạng “outside” đó, địa chỉ source IP của nó sẽ là "outside global address", địa chỉ destination IP sẽ là "inside global address". Cũng gói tin đó khi được chuyển vào mạng “inside”, địa chỉ source sẽ là "outside local address" và địa chỉ destination của gói tin sẽ là "inside local address".

Các đặc điểm của NAT vàPAT

 Static NAT – dùng để ánh xạ một địa chỉ nội bộ(private address) sang một địa chỉ công cộng (public address)


Ví dụ: chuyển đổi một địa chỉ IP riêng 165.10.1.2 255.255.255.0 sang dải địa chỉ IP công cộng từ 169.10.1.50 dến 169.10.1.100 . mình đã dùng ( netsim ) để cấu hình. Sau khi cấu hình song ta dùng lệnh show ip nat translations sẽ có kế quả như sau.

 NAT Overloading hay PAT – dùng để ánh xạ nhiều địa chỉ IP riêng sang một địa chỉ công cộng vì mỗi địa chỉ riêng được phân biệt bằng số port. Có tới 65.356 địa chỉ nội bộ có thể chuyển đổi sang 1 địa chỉ công cộng. Nhưng thực tế thì khỏang 4000 port.



 trong ví dụ trên pat sử dụng số port nguồn cùng với địa chỉ IP riêng bên trong để phân biệt khi chuyển đổi. Router thực hiện chuyển đổi địa chỉ ip nguồn từ 10.0.0.4 sang 179.9.8.80. port nguồn 1331. tương tự ip nguồn từ 10.0.0.2 sang 179.9.8.80. port nguồn là 1555