پیمایش NAT، مخفف Network Address Translation traversal، فناوری است که ارتباط بین دستگاه‌های واقع در پشت مترجم‌های آدرس شبکه مختلف (NAT) را امکان‌پذیر می‌سازد. NAT معمولاً در شبکه‌های خانگی و اداری برای حفظ آدرس‌های IPv4 استفاده می‌شود و آدرس‌های IP خصوصی را به یک آدرس IP عمومی برای دسترسی به اینترنت ترجمه می‌کند. این عمل برای ارتباط مستقیم بین دستگاه هایی که هر دو پشت NAT هستند، چالشی ایجاد می کند. تکنیک‌های پیمایش NAT به غلبه بر این محدودیت‌ها و تسهیل انتقال روان داده‌ها کمک می‌کنند.
تاریخچه پیدایش پیمایش NAT و اولین ذکر آن
مفهوم پیمایش NAT برای اولین بار در اواخر دهه 1990 ظهور کرد، زمانی که پذیرش NAT به دلیل فرسودگی آدرس‌های IPv4 رایج شد. اولین اشاره به پیمایش NAT را می توان به پروتکل STUN (Session Traversal Utilities for NAT) که در سال 1999 معرفی شد، ردیابی کرد. STUN به دستگاه ها اجازه داد آدرس های IP عمومی خود را کشف کنند و با استفاده از رفتارهای مختلف شبکه از NAT عبور کنند.
اطلاعات دقیق در مورد پیمایش NAT: گسترش موضوع پیمایش NAT
مکانیسم‌های پیمایش NAT برای مدیریت انواع مختلف پیکربندی‌های NAT و ارائه کانال‌های ارتباطی کارآمد بین دستگاه‌ها طراحی شده‌اند. این شامل شناسایی نوع NAT، نگاشت پورت ها و راه اندازی مسیرهای ارتباطی مناسب است. برخی از اجزا و عملکردهای کلیدی پیمایش NAT عبارتند از:
-
STUN (Session Traversal Utilities for NAT): سرورهای STUN به تعیین نوع NAT موجود در دستگاه و دریافت IP عمومی و اطلاعات پورت آن کمک می کنند.
-
TURN (پیمایی با استفاده از رله در اطراف NAT): در مواردی که ارتباط مستقیم امکان پذیر نیست، سرورهای TURN به عنوان واسطه برای انتقال داده ها بین دستگاه ها عمل می کنند.
-
ICE (ایجاد اتصال تعاملی): ICE تکنیکی است که STUN و TURN را برای ایجاد بهترین مسیر ارتباطی ممکن بین دستگاه ها ترکیب می کند.
ساختار داخلی پیمایش NAT: نحوه عملکرد پیمایش NAT
پیمایش NAT با استفاده از پروتکل ها و تکنیک های خاص برای فعال کردن ارتباط در سراسر مرزهای NAT عمل می کند. این فرآیند معمولاً شامل مراحل زیر است:
-
آدرس کشف: کلاینت از سرور STUN درخواست می کند تا IP عمومی و اطلاعات پورت آن را بیاموزد.
-
بررسی اتصال: دستگاه ها با استفاده از STUN بررسی های اتصال را انجام می دهند تا اطلاعات مربوط به نوع NAT و در دسترس بودن پورت های باز را جمع آوری کنند.
-
روش های پیمایش: بر اساس نتایج STUN، دستگاه‌ها تلاش می‌کنند تا یک ارتباط مستقیم همتا به همتا برقرار کنند. اگر این به دلیل NATهای متقارن یا سایر محدودیت‌ها با شکست مواجه شود، با استفاده از سرورهای TURN به ارتباط رله‌ای بازمی‌گردند.
تجزیه و تحلیل ویژگی های کلیدی پیمایش NAT
پیمایش NAT چندین ویژگی مهم را برای ارتباطات شبکه به ارمغان می آورد:
-
پیکربندی شبکه ساده شده: پیمایش NAT نیاز به ارسال دستی پورت و تنظیمات شبکه پیچیده را از بین می برد و راه اندازی برنامه های کاربردی شبکه را برای کاربران نهایی آسان تر می کند.
-
اتصال بهبود یافته: با فعال کردن ارتباط مستقیم همتا به همتا، پیمایش NAT تأخیر را کاهش می دهد و عملکرد کلی ارتباط را بهبود می بخشد.
-
امنیت پیشرفته: NAT ها با پنهان کردن آدرس های IP داخلی به عنوان یک فایروال اساسی عمل می کنند. پیمایش NAT با دست نخورده نگه داشتن NAT ها در حین ایجاد مسیرهای ارتباطی، ارتباط ایمن را تضمین می کند.
انواع پیمایش NAT
چندین روش پیمایش NAT در طول سال ها برای رسیدگی به سناریوهای مختلف شبکه توسعه یافته است. انواع اصلی عبارتند از:
| روش | شرح |
|---|---|
| STUN (Session Traversal Utilities for NAT) | نوع NAT را شناسایی می کند و اطلاعات IP/پورت عمومی را به دست می آورد. |
| TURN (پیمایی با استفاده از رله در اطراف NAT) | زمانی که ارتباط مستقیم امکان پذیر نباشد به عنوان یک رله عمل می کند. |
| ICE (ایجاد اتصال تعاملی) | STUN و TURN را برای یافتن بهترین مسیر اتصال ترکیب می کند. |
پیمایش NAT کاربردها را در سناریوهای مختلف پیدا می کند، از جمله:
-
VoIP (صدا از طریق پروتکل اینترنت): پیمایش NAT ارتباط یکپارچه بین مشتریان VoIP را تضمین می کند و کیفیت تماس را بهبود می بخشد.
-
به اشتراک گذاری فایل P2P: پیمایش NAT به کاربران در شبکه های خصوصی مختلف اجازه می دهد تا فایل ها را مستقیماً به اشتراک بگذارند.
-
بازی آنلاین: گیمرها می توانند مستقیماً با یکدیگر ارتباط برقرار کنند و باعث کاهش تاخیر و افزایش تجربه چند نفره شوند.
علیرغم مزایای آن، پیمایش NAT با چالش هایی مانند NAT های متقارن، محدودیت های فایروال و مسیریابی نامتقارن مواجه است. برای غلبه بر این مشکلات، استفاده از سرورهای TURN برای انتقال داده ها و ICE برای انتخاب مسیر بهینه بسیار مهم می شود.
ویژگی های اصلی و مقایسه های دیگر با اصطلاحات مشابه
| مدت، اصطلاح | شرح |
|---|---|
| NAT (ترجمه آدرس شبکه) | تکنیکی که آدرس های IP خصوصی را برای دسترسی به اینترنت به آدرس IP عمومی ترجمه می کند. |
| دیواره آتش | یک سیستم امنیتی که ترافیک شبکه ورودی و خروجی را بر اساس قوانین از پیش تعریف شده کنترل می کند. |
| سرور پروکسی | سرورهای واسطه ای که درخواست ها را بین مشتریان و سایر سرورها در اینترنت تسهیل می کنند. |
پیمایش NAT با برقراری ارتباط مستقیم بین دستگاه ها علیرغم محدودیت های NAT، فایروال ها و سرورهای پراکسی را تکمیل می کند.
همانطور که پذیرش IPv6 همچنان در حال رشد است، نیاز به پیمایش NAT کاهش می یابد، زیرا IPv6 فضای آدرس وسیعی را فراهم می کند که می تواند همه دستگاه های متصل را در خود جای دهد. با این حال، در طول دوره انتقال از IPv4 به IPv6، پیمایش NAT برای اطمینان از سازگاری بین دو طرح آدرس‌دهی حیاتی است.
چگونه می توان از سرورهای پراکسی استفاده کرد یا با پیمایش NAT مرتبط شد
سرورهای پروکسی می توانند با عمل به عنوان واسطه برای ارتباط بین دستگاه های پشت NAT نقش مهمی در پیمایش NAT ایفا کنند. هنگامی که ارتباط مستقیم امکان پذیر نباشد، دستگاه ها می توانند به یک سرور پراکسی متصل شوند که داده ها را بین آنها رله می کند و از انتقال موفقیت آمیز داده اطمینان حاصل می کند.
لینک های مربوطه
برای اطلاعات بیشتر در مورد پیمایش NAT، می توانید منابع زیر را بررسی کنید:
با استفاده از تکنیک‌های پیمایش NAT، شبکه‌های مدرن می‌توانند ارتباطات یکپارچه را تسهیل کنند، تجربه کاربر را افزایش دهند و طیف گسترده‌ای از برنامه‌های کاربردی را فعال کنند که بر اتصالات مستقیم همتا به همتا متکی هستند.
