Трансляция сетевого адреса

IP-адрес – дефицитный ресурс, следовательно хостам, подключенным по функциональным линиям, адреса задаются динамически, таймаут на время подключения, следовательно 1 из 16 будет обслуживать 65534 активных абонентов (как правило, достаточно для провайдера с несколькими сотнями тысяч абонентов).

Использование ADSL – растет дефицит адресов. Решение – переход на IPv6 (128 бит под адрес). В качестве временного решения применяется так называемая мет. трансляция сетевых адресов NAT.

(RFC 3022)

Идея: любой организации присваивается один IP-адрес (или несколько), внутри организации любой хост получает уникальный IP-адрес, использующий тот для внутреннего трафика. При выходе пакета за пределы организации – трансляция (преобразование в обратную сторону). Для реализации этой идеи – 3 диапазона частных IP-адресов. Пакеты с этими адресами не должны появиться в интернете, они могут ходить только внутри организации.

Эти 3 диапазона следующие:

10.0.0.0 – 10.255.255.255/8 (16777216 хостов)

172.16.0.0 – 172.31.255.255/12 (1048976 хостов)

192.168.0.0 – 192.168.255.255/16 (65536 хостов).

Трансляция адресов идет следующим образом. В пределах организации у любого хоста есть собственный уникальный адрес 10.х.у.z. Когда пакет выходит за пределы, он проходит через надблок, который транслирует внутренний IP-адрес в реальный IP-адрес, получаемый у провайдера. Надблоки включают в сетеобразующие аппараты (брандмауэры) или маршрутизатор организации.

Когда IP-адрес приходит в организацию извне, он по определенному алгоритму заменяется адресом хоста. Проблема – где расположена в адресе информация об адресуемых местах (получателя) в локальной сети организации. Если бы в IP-заголовке было бы свободное поле, его можно было бы использовать для внутренней адресации. Идут на следующую хитрость.

Практика показывает, что большое число нагр. IP-пакетов – либо UDP, либо TCP-пакеты. В нем поля: номер порта источника, номер порта получателя (16-разрядные числа). Показывают, где начинается и заканчивается TCP-соединение. 16-32ой порты зарезервированы для известных сервисов, следовательно, возможно использование этих полей для адресации внутри сети организации. Отображение адреса происходит с помощью поля «порт источника – порт получателя» следующим образом. Когда исходный пакет приходит на блок, внутренний адрес заменяется реальным, а поле «порт источника» пакета TCP заменяется индексом таблицы перевода в надблоке, содержащем более 65 тыс. записей. Когда пакет приходит от провайдера, из TCP-пакета извлекается поле «порт источника». Оно используется в качестве индекса таблицы отображения надблоков. По найденной записи определяется внутренний адрес в локальной сети организации. Индекс заменяется настоящим портом источника из таблицы надблока.

Недостатки:

1) Если надблок выходит из строя, теряется соответствующая таблица отображения.

2) Если несколько хостов работают с одинаковыми портами, могут возникнуть проблемы.

3) Нарушение первого из основных принципов модели OSI – более низкий уровень не должен разбираться в информации более высокого уровня.

Подробнее о надблоках и преобразованиях в RFC 2993.