В сети обнаружено несколько устройств преобразования nat

Содержание

Если вы читаете эту статью, то, вероятнее всего, подключены к Интернету и просматриваете страницы WEB сайта. Велика вероятность того, что именно сейчас вы пользуетесь преобразованием сетевых адресов (NAT).

Никто не мог предвидеть такого разрастания Интернета, какое мы наблюдаем сегодня. Хотя точные его размеры неизвестны, оценки показывают, что в Интернете имеется приблизительно 100 миллионов активных узлов и более 350 миллионов пользователей. Темпы роста Интернета таковы, что его размер ежегодно удваивается.

Какое же отношение имеет преобразование сетевых адресов к размерам Интернета? Самое непосредственное! Чтобы данный компьютер мог связываться с другими компьютерами и WEB серверами по Интернету, у него должен быть собственный IP адрес. IP адрес (IP значит протокол Интернета) представляет собой уникальное 32-битовое число, обозначающее место данного компьютера в сети. В принципе, он функционирует, как ваш домашний адрес — это способ точно найти местоположение вашего компьютера и доставить вам информацию.

IP адресация

Когда впервые появилась IP адресация, все считали, что адресов достаточно для того, чтобы удовлетворить любые потребности. Теоретически может быть в общей сложности 4 294 967 296 уникальных адресов (232). Фактическое количество доступных для использования адресов несколько меньше (приблизительно между 3.2 и 3.3 миллиардами), что объясняется особенностями разбиения адресов на классы и тем, что определенные адреса резервируются для многоадресной рассылки, тестирования и других специальных нужд.

В условиях взрывного разрастания Интернета, роста домашних и корпоративных сетей, имеющихся IP адресов попросту не хватает. Очевидное решение — изменить формат адреса, чтобы в наличии было больше адресов. Такая система развертывается (она называется IPv6), однако для ее внедрения потребуется несколько лет, потому что при этом нужно модернизировать всю структуру Интернета.

На выручку приходит система NAT (RFC 1631). Преобразование сетевых адресов позволяет одному устройству, например, маршрутизатору, выполнять функции посредника между Интернетом (или «публичной сетью») и локальной (или «частной») сетью. Это значит, что для представления целой группы компьютеров требуется только один уникальный IP адрес.

Однако недостаток IP адресов — лишь одна из причин, по которым используют NAT. Наша статья посвящена преимуществам и особенностям этой системы. Сначала рассмотрим более подробно, что такое NAT и как эта система работает…

Принцип работы системы NAT

Система NAT похожа на секретаря в большом офисе. Допустим, вы дали ему инструкцию не соединять вас ни с кем, кто бы ни звонил по телефону, пока вы не дадите разрешение на такие действия. Позже вы звоните потенциальному клиенту и оставляете ему сообщение о том, чтобы он вам перезвонил. Вы сообщаете секретарю, что ждете звонка от клиента и приказываете обеспечить соединение, когда тот позвонит.

Клиент набирает главный телефонный номер офиса, потому что ему известен только этот номер. Клиент сообщает секретарю, что он хочет связаться с вами, секретарь сверяется по справочной таблице, где указано ваше имя и ваш добавочный телефонный номер. Секретарь знает, что вы разрешили скоммутировать этого клиента, поэтому коммутирует вызывающую сторону на ваш добавочный номер.

Система преобразования сетевых адресов

Система преобразования сетевых адресов, разработанная компанией Cisco, используется устройством (брандмауэром, маршрутизатором или компьютером), соединяющим внутреннюю сеть с остальным миром. Преобразование сетевых адресов может иметь разные формы и может работать разными способами:

• Статическое преобразование сетевых адресов — преобразование незарегистрированного IP адреса в зарегистрированный IP адрес по принципу «один к одному». Особенно полезно, когда требуется доступ к устройству из-за пределов локальной сети.
• Динамическое преобразование сетевых адресов — преобразование незарегистрированного IP адреса в зарегистрированный IP адрес из группы зарегистрированных IP адресов.
• Перегрузка — форма динамического преобразования, преобразующая много незарегистрированных IP адресов в один зарегистрированный адрес за счет использования различных портов. Эту процедуру еще называют PAT (Port Address Translation, преобразование портов и адресов), одноадресным NAT или мультиплексированным NAT на уровне портов.
• Совпадение — когда используемые в вашей сети адреса являются зарегистрированными IP адресами, используемыми в другой сети, маршрутизатор должен вести таблицу преобразования таких адресов, перехватывать их и заменять зарегистрированными уникальными IP адресами. Важно отметить, что маршрутизатор NAT должен преобразовывать «внутренние» адреса в зарегистрированные уникальные адреса, а также «внешние» зарегистрированные адреса в адреса, которые являются уникальными в частной сети. Такая операция может осуществляться с использованием статического преобразования сетевых адресов, либо сервиса доменных имен (DNS) и внедрения динамического преобразования сетевых адресов.

Внутренняя сеть обычно представляет собой локальную сеть (LAN, Local Area Network), которую иногда называют тупиковым доменом (stub domain). Тупиковый домен — это локальная сеть, внутри которой используются IP адреса. Большинство сетевого трафика в тупиковом домене локальное и не выходит за пределы внутренней сети. Тупиковый домен может содержать как зарегистрированные, так и незарегистрированные IP адреса. Разумеется, все компьютеры, которым присвоены незарегистрированные IP адреса, для связи с остальным миром должны пользоваться преобразованием сетевых адресов.

Настройка преобразования сетевых адресов

NAT можно настраивать различными способами. В приводимом ниже примере маршрутизатор NAT настроен так, что преобразует незарегистрированные (внутренние, локальные) IP адреса, применяемые в частной (внутренней) сети, в зарегистрированные IP адреса. Эта процедура выполняется каждый раз, когда устройству с незарегистрированным адресом во внутренней сети требуется связаться с сетью общего пользования (внешней).

• Интернет-провайдер закрепляет за вашей компанией ряд IP адресов. Адреса из закрепленной группы являются зарегистрированными IP адресами и называются внутренними глобальными адресами. Незарегистрированные, частные IP адреса разделяются на две группы. Одна небольшая группа (внешние локальные адреса) используется маршрутизаторами NAT. Вторая, значительно большая группа, которую называют внутренними локальными адресами (inside local addresses), используется в тупиковом домене. Внешние локальные адреса используются для формирования уникальных IP адресов устройств, называемых внешними глобальными адресами, для выхода в публичную сеть.
• Большинство компьютеров тупикового домена обменивается информацией друг с другом, используя внутренние локальные адреса.
• Некоторые компьютеры тупикового домена часто связываются с устройствами за пределами локальной сети. Эти компьютеры имеют внутренние глобальные адреса, которые не требуют преобразования.
• Когда компьютеру тупикового домена с внутренним локальным адресом нужно связаться с компьютером за пределами локальной сети, пакет направляется к одному из маршрутизаторов NAT.
• Маршрутизатор NAT сверяется с таблицей маршрутизации для выяснения, есть ли запись для адреса назначения. Если такая запись имеется, маршрутизатор NAT преобразует пакет и создает для него запись в таблице трансляции адресов. Если адреса назначения в таблице маршрутизации нет, пакет игнорируется.
• Используя внутренний глобальный адрес, маршрутизатор отправляет пакет к пункту назначения.
• Компьютер в публичной сети отправляет пакет в частную сеть. Адресом отправителя пакета является внешний глобальный адрес. Адресом назначения является внутренний глобальный адрес.
• Маршрутизатор NAT сверяется с таблицей трансляции адресов и определяет, что здесь имеется адрес назначения, соотносящийся с компьютером в тупиковом домене.
• Маршрутизатор NAT преобразует внутренний глобальный адрес пакета во внутренний локальный адрес и отправляет пакет к соответствующему компьютеру.

Перегрузка NAT

Перегрузка NAT использует функцию пакета протоколов TCP/IP, мультиплексирование, позволяющую компьютеру создавать с одним или несколькими удаленными компьютерами несколько одновременных соединений с применением различных портов TCP или UDP. Пакет IP содержит заголовок, в котором имеется следующая информация:

• Адрес источника — IP адрес компьютера-отправителя, например, 201.3.83.132
• Порт отправителя — номер порта TCP или UDP, назначенный компьютером-отправителем для данного пакета, например, порт 1080
• Адрес получателя — IP адрес компьютера-получателя, например, 145.51.18.223
• Порт назначения — номер порта TCP или UDP, который компьютер-отправитель требует открыть у компьютера-получателя, например, порт 3021.

Адреса указывают две машины на каждом конце, а номера портов обеспечивают уникальный идентификатор для соединения между двумя компьютерами. Комбинацией этих четырех чисел определяется одно соединение TCP/IP. В каждом номере порта используется 16 бит, а это значит, что возможно 65 536 (216) значений. На практике, с учетом того, что разные производители сопоставляют порты немного по-разному, можно ожидать, что доступными будут приблизительно 4 000 портов.

Дополнительная информация по теме

NAT администрирование внутренней сети и динамическое преобразование IP адресов, которые не выделены в компании

Цифровой мир — это все адреса IP (интернет-протокола). Каждому устройству требуется IP-адрес для связи в Интернете или в частной сети. Учитывая, что для каждого подключенного к Интернету устройства ( по крайней мере, с IPv4 ) недостаточно публичных IP-адресов, эта мелочь, называемая NAT, становится чрезвычайно важной. Он означает трансляцию сетевых адресов (NAT) и является функцией, предоставляемой маршрутизаторами, позволяющей нескольким устройствам получать доступ к Интернету через один общедоступный IP-адрес.

Благодаря каждому публичному IP-адресу через NAT может быть сотни устройств с собственными частными IP-адресами. И почти все оборудование, предоставляющее функцию NAT, включает брандмауэр для защиты частных IP-адресов и устройств от общедоступных IP-адресов и устройств в Интернете. Также обычно предлагаются другие сетевые службы, такие как DHCP (динамический протокол управления хостом) для выдачи частных IP-адресов устройствам, которые подключаются к локальной сети.

Как получается двойной NAT

Однако наличие нескольких устройств, выполняющих NAT в частной сети, может вызвать проблемы с этой сетью. Некоторые пользователи, возможно, никогда не заметят, что делает их невостребованными для них. Но другие могут столкнуться с головными болями с определенными приложениями, услугами и ситуациями. Таким образом, всегда рекомендуется удалять двойной NAT, если он у вас есть.

Наличие нескольких устройств NAT обычно происходит, когда вы подключаете свой собственный маршрутизатор к шлюзу, установленному вашим провайдером интернет-услуг (ISP), который также включает функции NAT и маршрутизации. Некоторые интернет-провайдеры устанавливают только простой модем, в котором отсутствуют функции NAT и маршрутизации, что полностью устраняет проблему. Однако большинство интернет-провайдеров считают, что у своих клиентов нет маршрутизаторов, поэтому они предоставят вам комбо-устройство, хотите ли вы этого или нет.

Если вы не знаете, что провайдер предоставил вам, взгляните на коробку. Если есть только один порт Ethernet, это, скорее всего, простой модем (он же широкополосный шлюз). Но если есть несколько портов Ethernet или поддерживает Wi-Fi-соединения, это, скорее всего, выполняет NAT и маршрутизацию.

Какие проблемы может вызвать двойной NAT

Когда в вашей сети есть двойной NAT, вы можете столкнуться с проблемами с услугами, для которых требуется поддержка UPnP (Universal Plug-and-Play) или ручная переадресация портов. Это будет включать онлайн-игры на компьютерах или консолях, удаленный рабочий стол на компьютеры, подключение к VPN-серверу или доступ к каналам камеры безопасности. Такие службы иногда требуют, чтобы определенные порты открывались в брандмауэре маршрутизатора и направлялись на определенный компьютер или устройство в сети.

На этом снимке экрана показано, как я настроил свой маршрутизатор для перенаправления портов, чтобы я мог использовать удаленный SSH (Secure Shell) на сервере в локальной сети. Я не могу этого сделать, если мой шлюз также выполняет NAT (преобразование сетевых адресов).

Проблема с двойным NAT заключается в том, что если первый маршрутизатор в вашей сети не настроен для переадресации портов, входящий трафик прекратится там, даже если на втором маршрутизаторе настроен порт вперед. Даже если первый маршрутизатор имеет порт вперед, он не может перенаправить трафик на устройство, подключенное ко второму маршрутизатору. Он может перенаправлять только трафик на компьютеры и устройства, напрямую подключенные к этому первому маршрутизатору, который может быть либо беспроводным, либо проводным.

Двойной NAT также может усложнить любые ручные или автоматические элементы управления качеством обслуживания (QoS), которые определяют приоритетность трафика в вашей внутренней сети, чтобы обеспечить чувствительный к задержкам трафик (игра, голос или видео), которому присваивается более высокий приоритет, чем данные, связанные с файловыми передачами. Это особенно важно, если у вас есть устройства, подключенные к обоим маршрутизаторам, оба из которых имеют разные элементы управления QoS.

На этом снимке экрана отображаются параметры QoS (Quality of Service) моего маршрутизатора, которые я настроил для назначения приоритета VoIP (Voice over Internet Protocol).

Как обнаружить ситуацию с двойным NAT

Я уже упоминал, как быстро определить, имеет ли шлюз ISP возможности NAT и маршрутизации, но вы также можете посмотреть, действительно ли происходит двойной NAT, прежде чем тратить время на эту проблему. Иногда шлюзы обнаруживают двойной NAT и автоматически исправляют проблему для вас. Или иногда, если инсталляторы ISP хорошо осведомлены, они могут исправить это, когда они выходят, чтобы установить шлюз, и убедитесь, что у вас есть собственный маршрутизатор.

Для двух способов я покажу вам, как определить ситуацию с двойным NAT, вам нужно проверить свои IP-адреса и узнать, являются ли они частными или общедоступными. Это легко: частные адреса обычно находятся в диапазоне от 192.168.0.0 до 192.168.255.255, от диапазона 172.16.0.0 до 172.31.255.255 или от 10.0.0.0 до 10.255.255.255. Адресами за пределами этих диапазонов будут публичные (интернет-адреса).

Один быстрый способ, который обычно показывает, что двойной NAT существует, — это traceroute, который позволяет вам пинговать сервер или устройство в Интернете и видеть путь, который требуется между маршрутизаторами и серверами. Откройте командную строку (на ПК с ОС Windows, который подключен к Интернету, щелкните в меню «Пуск», введите «cmd» и нажмите Enter) и введите «tracert 8.8.8.8», чтобы увидеть трассировку на DNS-сервере Google. Если вы видите два личных IP-адреса, перечисленных в первых двух перелетах, у вас есть двойной NAT. Если вы видите только один частный адрес, а второй прыжок показывает общедоступный адрес, тогда вы все хорошо.

Вот traceroute, показывающий двойной NAT, о чем свидетельствуют частные IP-адреса в первых двух прыжках.

Еще один способ проверить двойной NAT — подключиться к веб-интерфейсу вашего маршрутизатора и посмотреть, является ли WAN (интернет) IP-адрес частным или общедоступным. Это должен быть публичный адрес. Если это частный адрес, у вас двойной NAT.

Больше доказательств двойной ситуации с NAT: IP-адрес моего маршрутизатора WAN является закрытым, а не публичным.

Как вы можете это исправить

Если вы подтвердили, что у вас двойной NAT, есть способы исправить это. Один простой способ — отключить любой дополнительный маршрутизатор и использовать только шлюз вашего интернет-провайдера. Если вы властный пользователь, и вы не можете расстаться с вашим любимым маршрутизатором, то этот вариант, вероятно, не для вас.

Если вы хотите сохранить свой маршрутизатор, посмотрите, можете ли вы перевести шлюз ISP в мостовой или транзитный режим. Это отключит функции NAT, брандмауэра и DHCP шлюза и уменьшит его до простого интернет-модема. Многие шлюзы предлагают эти настройки, но не все. Войдите в веб-интерфейс GUI шлюза и проверьте настройку NAT, сквозной или мостовой режим, но имейте в виду, что иногда он скрыт. Если вы этого не видите, найдите в Интернете подробную информацию о своей конкретной модели или обратитесь в службу технической поддержки вашего провайдера.

Мой шлюз имеет настройки DMZ в настройках брандмауэра, как это типично для шлюзов.

Еще один вариант устранения двойного NAT при сохранении шлюза ISP и вашего маршрутизатора — это запустить Ethernet-кабель от шлюза к одному из портов LAN вашего маршрутизатора вместо порта WAN (интернет) маршрутизатора. Это в основном превратит ваш маршрутизатор в коммутатор, и любые компьютеры, подключенные через маршрутизатор (проводные или беспроводные), получат NAT, брандмауэр и DHCP от шлюза ISP. Это хороший вариант, если вы используете дополнительный маршрутизатор для улучшения Wi-Fi или потому, что вам нужно больше портов Ethernet. Если, с другой стороны, ваше стремление к другому маршрутизатору для лучшей перенаправления портов или улучшения контроля QoS, этот подход не поможет.

Игры онлайн требуют быстрого и стабильного подключения к игровому сервису или серверу. Если ваша игровая платформа находится за двойным NAT (NAT = Network Address Translation / Преобразование сетевых адресов ), тогда Вы можете столкнуться с рядом проблем при подключении к игре онлайн.

В ситуации одинарного NAT все устройства, подключенные к роутеру, имеют локальный (частный) сетевой адрес. Ваш роутер является шлюзом в Интернет для устройств. В Интернете роутер имеет один публичный IP-адрес.

Двойной NAT – это термин для сценария, при котором роутер подключен не напрямую к Интернету, а к другому роутеру, вследствие чего Ваш роутер не получает публичный IP-адрес. Данная ситуация вызывает проблемы по причине того, что Ваш роутер не доступен для связи напрямую для наших сервисов в Интернете.

Двойной NAT часто можно обнаружить в таких местах, как больницы, студенческие общежития, школы, гостиницы и почти все общественные места с установленной сетевой связью. Для того, чтобы узнать, находитесь ли вы в ситуации с двойным NAT, вы можете попробовать следующее:

— Перейдите к настройкам Вашего роутера (как описано в данном FAQ) и выберите раздел статуса WAN (Wide Area Network) (с видимыми адресами).
В зависимости от производителя и модели Вашего роутера названия разделов могут быть немного другими. Если у вас возникли затруднения с поиском информации, проверьте документацию к роутеру. В качестве альтернативного варианта Вы можете связаться с производителем роутера.
— Проверьте указанный IP-адрес и запомните или запишите его.
— Затем посетите веб-сайт, который позволяет проверить свой публичный IP-адрес.
— Сравните Ваш публичный IP-адрес с тем, который Вы записали ранее. Если они разные, тогда это будет означать, что Вы подключены к другой локальной сети, то есть подключены через двойной NAT.

В случае, если это так, тогда Вы можете обойти это затруднение, перенаправив сетевые порты на втором роутере по инструкции в данном FAQ на IP-адрес первого роутера. Выполнение данного шага позволит установить прямую связь через оба роутера на публичный IP-адрес. Однако, это будет работать только если Вы уже перенаправили порты на первом роутере для IP-адреса игровой платформы, используя предыдущую инструкцию. Если Вы еще не выполнили шаги, представленные ранее, тогда мы рекомендуем начать именно с них.

Вполне возможна ситуация, при которой второй роутер будет расположен вне Вашей досягаемости, например, у Интернет-провайдера или сетевого администратора. В данной ситуации Вам нужно будет обратиться за консультацией по данному вопросу к ним напрямую. В качестве возможного решения Вы можете запросить публичный IP-адрес напрямую у Вашего Интернет-провайдера или сетевого администратора.

«>