Thực hành về định tuyến – Cấu hình NAT TRÊN Router

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 ).

Nat là chữ viết tắt của chữ Network Address Translate (Dịch địa chỉ IP). NAT có 02 mục đích

• Ẩn địa chỉ IP trong hệ thống mạng nội bộ trước khi gói tin đi ra Internet giằm giảm thiểu nguy cơ tấn công trên mạng
• Tiết kiệm không gian địa chỉ IP

Có 03 phương án NAT

• Nat tĩnh (Static Nat)
• Nat động (Dynamic Nat)
• Nat overload – PAT (Port Address Translate)

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

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 (Hình 6.1) 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".

Nat tĩnh hay còn gọi là Static NAT là phương thức NAT một đổi một. Nghĩa là một địa chỉ IP cố định trong LAN sẽ được ánh xạ ra một địa chỉ IP Public cố định trước khi gói tin đi ra Internet. Phương pháp này không nhằm tiết kiệm địa chỉ IP mà chỉ có mục đích ánh xạ một IP trong LAN ra một IP Public để ẩn IP nguồn trước khi đi ra Internet làm giảm nguy cơ bị tấn công trên mạng.

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. Dùng (Netsim) để cấu hình. Sau khi cấu hình song ta dùng lệnh show ip nat translations sẽ có kế quả như sau.

Phương án này có nhược điểm là nếu trong LAN có bao nhiêu IP muốn đi ra Internet thì ta phải có từng đó IP Public để ánh xạ. Do vậy phương án NAT tĩnh chỉ được dúng với các máy chủ thuộc vùng DMZ với nhiệm vụ Public các Server này lên Internet.

Nat động (Dynamic NAT) là một giải pháp tiết kiệm IP Public cho NAT tĩnh. Thay vì ánh xạ từng IP cố định trong LAN ra từng IP Public cố định. LAN động cho phép NAT cả dải IP trong LAN ra một dải IP Public cố định ra bên ngoài.

Ví dụ:

Hệ thống LAN trong công ty có 100 IP, nếu muốn 100 IP này truy cập Internet thì theo phương án NAT tĩnh công ty sẽ phải thuê từ ISP 100 IP Public. Điều này quá tốn kém, giải pháp NAT động cho phép chỉ cần thuê từ ISP 10 IP Public nếu tại cùng một thời điểm chỉ có 10 IP trong LAN truy cập Internet. Tuy nhiên giải pháp NAT động vẫn có hạn chế vì nếu tại một thời điểm công ty cần 20 IP trong LAN truy cập Internet thì mười IP truy cập sau sẽ phải đợi đến khi nào có IP rỗi (các IP trước không chiếm dụng IP Public nữa) thì mới có thể truy cập Internet được. Chính vì thế giải pháp NAT động ít khi được sử dụng.

Nat overload – PAT là giải pháp được dùng nhiều nhất đặc biệt là trong các Modem ADSL, đây là giải pháp mang lại cả hai ưu điểm của NAT đó là:

• Ẩn địa chỉ IP trong hệ thống mạng nội bộ trước khi gói tin đi ra Internet giằm giảm thiểu nguy cơ tấn công trên mạng
• Tiết kiệm không gian địa chỉ IP

Bản chất PAT là kết hợp IP Public và số hiệu cổng (port) trước khi đi ra Internet. Lúc này mỗi IP trong LAN khi đi ra Internet sẽ được ánh xạ ra một IP Public kết hợp với số hiệu cổng

Ví dụ:

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

Giải pháp PAT thực sự tiết kiệm không gian địa chỉ IP vì với mỗi IP Public có thể đại diện cho 65.536 IP trong LAN theo lý thuyết, tuy nhiên thực tế mỗi IP Public đại diện cho khoảng 4000 IP trong LAN. Đây cũng là một con số địa chỉ IP khổng lồ thừa sức cung cấp cho bất kỳ một công ty nào lớn nhất thế giới.