Desglose técnico detallado de NAT (traducción de direcciones de red) en redes proxy

¿Qué es NAT (traducción de direcciones de red)?

Traducción de direcciones de red (NAT) Es un método utilizado en redes que permite modificar la información de la dirección IP en los encabezados de los paquetes IP mientras están en tránsito a través de un dispositivo de enrutamiento de tráfico. NAT se utiliza principalmente para dos propósitos principales:

1. Conservación de la dirección IP:NAT permite que varios dispositivos de una red local compartan una única dirección IP pública. Esto resulta especialmente útil dada la disponibilidad limitada de direcciones IPv4.

2. Seguridad:Al ocultar las direcciones IP internas, NAT puede proporcionar una capa de seguridad. Los hosts externos no pueden acceder directamente a los dispositivos internos.

Operación técnica de NAT

NAT opera en la capa de red (capa 3) del modelo OSI. Así es como funciona:

• Proceso de traducción:Cuando se envía un paquete desde una dirección IP privada (por ejemplo, 192.168.1.2) a Internet, el dispositivo NAT traduce la dirección IP privada a una dirección IP pública (por ejemplo, 203.0.113.5). El dispositivo NAT mantiene una tabla de traducción para rastrear qué dirección IP interna corresponde a qué dirección IP externa.

• Traducción inversa:Cuando un paquete de respuesta regresa al dispositivo NAT, utiliza la información de la tabla de traducción para reemplazar la dirección IP pública con la dirección IP privada adecuada antes de reenviarlo al dispositivo interno previsto.

Tipos de NAT

1. NAT estática: Asigna una única dirección IP privada a una única dirección IP pública. Esto resulta útil para servicios de alojamiento que necesitan una IP consistente.

2. NAT dinámica: Asigna una dirección IP privada a una dirección IP pública de un conjunto de direcciones públicas. Asigna una dirección disponible de forma dinámica.

3. PAT (Traducción de dirección de puerto):También conocida como sobrecarga de NAT, permite que varios dispositivos compartan una única dirección IP pública diferenciando los dispositivos a través de números de puerto. Esta es la forma más común de NAT utilizada en redes domésticas.

Interacción con servidores proxy y redes

Proxies y NAT

Los servidores proxy actúan como intermediarios para las solicitudes de los clientes que buscan recursos de otros servidores. Cuando se utilizan servidores proxy junto con NAT, se producen las siguientes interacciones:

• Función del servidor proxy:Un cliente envía una solicitud a un servidor proxy, que luego reenvía dicha solicitud al servidor de destino. El servidor proxy también puede tener sus propias capacidades NAT, lo que abstrae aún más la dirección IP del cliente.

• Configuración de NAT:Cuando se configura NAT en una red, las solicitudes de los clientes se envían al servidor proxy, que luego realiza NAT para comunicarse con la red externa. El proxy maneja las respuestas y también puede realizar funciones adicionales, como almacenamiento en caché, filtrado o registro.

Parámetros o formatos clave

1. Tabla de traducción:Mantiene las asignaciones de direcciones IP internas y externas y sus puertos correspondientes.

2. Valores de tiempo de espera:Define cuánto tiempo se conservan las entradas NAT en la tabla de traducción antes de que caduquen.

3. Tipo de protocolo:NAT puede manejar varios protocolos y, a menudo, se requieren configuraciones específicas para protocolos como FTP, que pueden utilizar múltiples conexiones.

4. Sobrecarga:En PAT, se pueden realizar múltiples traducciones utilizando la misma IP pública pero diferentes números de puerto.

5. Tipos de NAT:

6. NAT de cono completo
7. NAT de cono restringido
8. Cono NAT con puerto restringido
9. NAT simétrico

Ejemplo básico de NAT con explicación técnica

Guión

Imagine una red doméstica con tres dispositivos:

• Dispositivo A: 192.168.1.2
• Dispositivo B: 192.168.1.3
• Dispositivo C: 192.168.1.4

El enrutador doméstico tiene una dirección IP pública de 203.0.113.5.

Pasos de la operación de NAT

1. Solicitud de salida:El dispositivo A desea acceder a un servidor web en 198.51.100.10. Crea un paquete con la dirección IP de origen 192.168.1.2 y lo envía al enrutador.

2. Traducción NAT:

3. El enrutador recibe el paquete y verifica su tabla NAT.
4. Observa que 192.168.1.2 está solicitando una conexión externa.
5. Cambia la dirección IP de origen a 203.0.113.5 y también podría cambiar el puerto de origen de, digamos, 12345 a 54321.

6. Luego, el enrutador envía el paquete modificado a 198.51.100.10.

7. Respuesta del servidor:El servidor web en 198.51.100.10 responde a la IP pública 203.0.113.5 con el puerto de destino 54321.

8. NAT inversa:

9. El enrutador recibe el paquete de respuesta y verifica su tabla NAT.
10. Encuentra que 203.0.113.5:54321 corresponde a 192.168.1.2:12345.
11. El enrutador modifica el paquete, cambia la IP de destino de 203.0.113.5 a 192.168.1.2 y lo reenvía al dispositivo A.

Resumen

NAT es una tecnología crucial en las redes modernas, en particular en el contexto de las redes proxy. Al administrar de manera eficiente el uso de direcciones IP y brindar una capa de seguridad, permite una comunicación fluida entre las redes internas y la Internet externa, a la vez que interactúa de manera efectiva con los servidores proxy para mejorar la funcionalidad y el rendimiento.