NAT: cos’è e come funziona


Network Address Translation (NAT) è una tecnologia di rete utilizzata per modificare gli indirizzi IP nelle intestazioni dei pacchetti IP durante il loro transito attraverso un router o un firewall. È una tecnica fondamentale per consentire la comunicazione tra dispositivi su reti locali (LAN) e reti esterne, come Internet. Ecco alcuni punti chiave su NAT:

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Tipi di NAT

Quando parliamo di NAT possiamo intendere più cose in modi differenti, cosa specificata anche dal documento ufficiale che descrive lo standard (RFC 2663), nel quale si scrive che tradizionalmente, i dispositivi NAT sono utilizzati per connettere un dominio di indirizzi isolato con indirizzi privati non registrati a un dominio esterno con indirizzi registrati globalmente univoci, e che si tratta di un metodo mediante il quale gli indirizzi IP vengono mappati da un dominio all’altro, nel tentativo di fornire un routing trasparente agli host. Al tempo stesso, ci sono diverse varianti di Network Address Translation (NAT) e termini corrispondenti per ognuna.

Grazie al NAT, un singolo indirizzo IP di un gateway/router NAT può essere utilizzato per un’intera rete privata. Lo schema generale di funzionamento può essere assimilato a quanto segue: se consideriamo ad esempio l’host 10.0.0.1 connesso ad una rete privata (Private Network), con necessità di accedere e di esporre le proprie risorse ad un server 200.100.10.1 connesso ad internet, mediante NAT il router identificherà l’indirizzo IP del primo con un idoneo meccanismo di “traduzione” tabellare, che consentirà l’associazione diretta tra i due indirizzi. In questo modo avranno la possibilità di comunicare tra loro in modo trasparente per l’utente e le applicazioni che ne vorranno fare uso.

Fonte: wikipedia.org

La traduzione degli indirizzi di rete (NAT) è un metodo che fa in modo di mappare uno spazio di indirizzi IP in un altro modificando le informazioni sull’indirizzo di rete nell’intestazione IP dei pacchetti, il tutto mentre sono in transito su un dispositivo di routing. Questa tecnica è stata originariamente utilizzata per evitare la necessità di assegnare un nuovo indirizzo a ogni host quando una rete veniva spostata, o quando il provider di servizi Internet upstream veniva rimpiazzato. È diventata uno strumento molto diffuso ed essenziale nel conservare lo spazio degli indirizzi globali di fronte all’esaurimento degli indirizzi IPv4.

Poiché la traduzione degli indirizzi di rete modifica le informazioni sugli indirizzi IP nei pacchetti, le implementazioni NAT possono variare nel loro comportamento specifico in vari casi di indirizzamento e nel loro effetto sul traffico di rete. I dettagli del comportamento del NAT non sono comunemente documentati dai fornitori di apparecchiature contenenti implementazioni NAT.

Storia (uso con eMule)

Il NAT è stato utilizzato per il software eMule per consentire alle connessioni in entrata verso il client di funzionare correttamente. eMule, essendo un programma di file sharing peer-to-peer, richiedeva che altri utenti potessero connettersi direttamente al tuo client per scambiare file. Tuttavia, se il tuo dispositivo era dietro un router NAT, gli indirizzi IP privati dei dispositivi all’interno della rete locale non erano direttamente raggiungibili dall’esterno. Il NAT risolveva questo problema indirizzando dinamicamente le porte e gli indirizzi IP interni alle porte e agli indirizzi IP pubblici esterni, consentendo così al traffico in entrata di raggiungere il client Emule.

In pratica, il NAT Overload (PAT) era spesso utilizzato per consentire a più client Emule su una rete domestica di condividere lo stesso indirizzo IP pubblico, differenziandoli tramite numeri di porta univoci.

Tipi di NAT

  1. Static NAT (SNAT):
    • Mappa un singolo indirizzo IP privato a un singolo indirizzo IP pubblico.
    • Utile quando un dispositivo specifico nella rete interna deve essere sempre raggiungibile da Internet con un indirizzo IP pubblico specifico.
  2. Dynamic NAT:
    • Utilizza un pool di indirizzi IP pubblici per mappare gli indirizzi IP privati interni.
    • Ogni volta che un dispositivo interno avvia una connessione, gli viene assegnato un indirizzo IP pubblico disponibile dal pool.
  3. Port Address Translation (PAT) o NAT Overload:
    • Mappa più indirizzi IP privati a un singolo indirizzo IP pubblico utilizzando numeri di porta univoci.
    • È il tipo di NAT più comune, usato nei router domestici, perché consente a molti dispositivi di condividere un singolo indirizzo IP pubblico.

Funzionamento del NAT

  1. Inoltro del pacchetto:
    • Quando un dispositivo all’interno della rete locale invia un pacchetto a una destinazione esterna, il router NAT modifica l’indirizzo IP di origine del pacchetto con un indirizzo IP pubblico.
    • Il router tiene traccia di queste connessioni utilizzando una tabella di traduzione.
  2. Risposta del pacchetto:
    • Quando un pacchetto di risposta ritorna dall’esterno, il router NAT utilizza la tabella di traduzione per rimappare l’indirizzo IP pubblico di destinazione all’indirizzo IP privato corretto e inviare il pacchetto al dispositivo interno appropriato.

Vantaggi del NAT

  • Conservazione degli indirizzi IP: Riduce la necessità di un gran numero di indirizzi IP pubblici, essendo particolarmente utile con la limitata disponibilità di indirizzi IPv4.
  • Sicurezza: Maschera gli indirizzi IP privati della rete interna, rendendo più difficile per gli attaccanti esterni identificare e attaccare dispositivi specifici.
  • Flessibilità nella gestione delle reti: Permette la ristrutturazione interna delle reti senza influire sulle connessioni esterne.

Limiti del NAT

  • Compatibilità con alcune applicazioni: Alcune applicazioni e protocolli, come quelli che utilizzano informazioni sugli indirizzi IP nei dati stessi, possono incontrare problemi con NAT.
  • Ritardi nelle connessioni: La modifica e la gestione delle tabelle di traduzione possono introdurre ritardi, seppur minimi, nelle comunicazioni di rete.
  • Problemi di tracciabilità: NAT può complicare la tracciabilità dei dispositivi all’interno di una rete per scopi di auditing e sicurezza.

In sintesi, NAT è una tecnologia fondamentale per la gestione e l’ottimizzazione degli indirizzi IP, consentendo alle reti interne di comunicare efficacemente con l’esterno pur mantenendo un certo livello di sicurezza e efficienza nella gestione degli indirizzi.

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