การข้ามผ่าน NAT

NAT traversal ย่อมาจาก Network Address Translation traversal เป็นเทคโนโลยีที่ช่วยให้สามารถสื่อสารระหว่างอุปกรณ์ที่อยู่ด้านหลัง Network Address Translators (NAT) ต่างๆ ได้ NAT มักใช้ในเครือข่ายภายในบ้านและสำนักงานเพื่ออนุรักษ์ที่อยู่ IPv4 โดยแปลที่อยู่ IP ส่วนตัวเป็นที่อยู่ IP สาธารณะเดียวสำหรับการเข้าถึงอินเทอร์เน็ต แนวทางปฏิบัตินี้ก่อให้เกิดความท้าทายสำหรับการสื่อสารโดยตรงระหว่างอุปกรณ์ที่อยู่เบื้องหลัง NAT ทั้งคู่ เทคนิคการแวะผ่าน NAT ช่วยเอาชนะข้อจำกัดเหล่านี้และอำนวยความสะดวกในการรับส่งข้อมูลที่ราบรื่น

ประวัติความเป็นมาของการแวะผ่าน NAT และการกล่าวถึงครั้งแรก

แนวคิดของ NAT Traversal เกิดขึ้นครั้งแรกในช่วงปลายทศวรรษ 1990 เมื่อการนำ NAT มาใช้อย่างแพร่หลายเนื่องจากการที่ที่อยู่ IPv4 หมดลง การกล่าวถึง NAT traversal ครั้งแรกสามารถย้อนกลับไปที่โปรโตคอล STUN (Session Traversal Utilities for NAT) ซึ่งเปิดตัวในปี 1999 STUN อนุญาตให้อุปกรณ์ค้นพบที่อยู่ IP สาธารณะและสำรวจ NAT โดยใช้พฤติกรรมเครือข่ายต่างๆ

ข้อมูลโดยละเอียดเกี่ยวกับการแวะผ่าน NAT: ขยายหัวข้อการแวะผ่าน NAT

กลไกการเคลื่อนที่ของ NAT ได้รับการออกแบบมาเพื่อจัดการกับการกำหนดค่า NAT ประเภทต่างๆ และจัดให้มีช่องทางการสื่อสารที่มีประสิทธิภาพระหว่างอุปกรณ์ ซึ่งเกี่ยวข้องกับการระบุประเภท NAT การแมปพอร์ต และการตั้งค่าเส้นทางการสื่อสารที่เหมาะสม องค์ประกอบและฟังก์ชันที่สำคัญบางประการของ NAT Traversal ได้แก่:

1. STUN (ยูทิลิตี้เซสชัน Traversal สำหรับ NAT): เซิร์ฟเวอร์ STUN ช่วยระบุประเภทของ NAT ที่อุปกรณ์อยู่และรับข้อมูล IP สาธารณะและพอร์ต

2. TURN (การเคลื่อนที่ผ่านโดยใช้รีเลย์รอบ NAT): ในกรณีที่ไม่สามารถสื่อสารโดยตรงได้ เซิร์ฟเวอร์ TURN จะทำหน้าที่เป็นตัวกลางในการถ่ายทอดข้อมูลระหว่างอุปกรณ์

3. ICE (การจัดตั้งการเชื่อมต่อแบบโต้ตอบ): ICE เป็นเทคนิคที่รวม STUN และ TURN เพื่อสร้างเส้นทางการเชื่อมต่อที่ดีที่สุดระหว่างอุปกรณ์

โครงสร้างภายในของการแวะผ่าน NAT: วิธีการทำงานของการแวะผ่าน NAT

NAT traversal ทำงานโดยใช้ประโยชน์จากโปรโตคอลและเทคนิคเฉพาะเพื่อให้สามารถสื่อสารข้ามขอบเขตของ NAT โดยทั่วไปกระบวนการจะเกี่ยวข้องกับขั้นตอนต่อไปนี้:

1. การค้นพบที่อยู่: ไคลเอนต์สอบถามเซิร์ฟเวอร์ STUN เพื่อเรียนรู้ IP สาธารณะและข้อมูลพอร์ต

2. การตรวจสอบการเชื่อมต่อ: อุปกรณ์ทำการตรวจสอบการเชื่อมต่อโดยใช้ STUN เพื่อรวบรวมข้อมูลเกี่ยวกับประเภท NAT และความพร้อมใช้งานของพอร์ตที่เปิดอยู่

3. วิธีการสำรวจเส้นทาง: ตามผลลัพธ์จาก STUN อุปกรณ์พยายามสร้างการเชื่อมต่อแบบเพียร์ทูเพียร์โดยตรง หากล้มเหลวเนื่องจาก NAT แบบสมมาตรหรือข้อจำกัดอื่นๆ พวกเขาจะถอยกลับไปใช้การสื่อสารแบบรีเลย์โดยใช้เซิร์ฟเวอร์ TURN

การวิเคราะห์คุณสมบัติหลักของการแวะผ่าน NAT

NAT traversal นำคุณสมบัติที่สำคัญหลายประการมาสู่การสื่อสารเครือข่าย:

• การกำหนดค่าเครือข่ายแบบง่าย: NAT traversal ช่วยลดความจำเป็นในการส่งต่อพอร์ตด้วยตนเองและการกำหนดค่าเครือข่ายที่ซับซ้อน ทำให้ผู้ใช้ปลายทางตั้งค่าแอปพลิเคชันเครือข่ายได้ง่ายขึ้น

• การเชื่อมต่อที่ได้รับการปรับปรุง: ด้วยการเปิดใช้การสื่อสารแบบเพียร์ทูเพียร์โดยตรง NAT traversal จะช่วยลดเวลาแฝงและปรับปรุงประสิทธิภาพการสื่อสารโดยรวม

• การรักษาความปลอดภัยขั้นสูง: NAT ทำหน้าที่เป็นไฟร์วอลล์พื้นฐานโดยการซ่อนที่อยู่ IP ภายใน การข้ามผ่าน NAT ช่วยให้มั่นใจได้ถึงการสื่อสารที่ปลอดภัยโดยการรักษา NAT ไว้ครบถ้วนในขณะที่สร้างเส้นทางการสื่อสาร

ประเภทของการข้ามผ่าน NAT

วิธีการข้ามผ่าน NAT หลายวิธีได้รับการพัฒนาในช่วงหลายปีที่ผ่านมาเพื่อจัดการกับสถานการณ์เครือข่ายต่างๆ ประเภทหลัก ได้แก่ :

วิธีใช้ NAT traversal ปัญหา และวิธีแก้ปัญหาที่เกี่ยวข้องกับการใช้งาน

NAT traversal ค้นหาแอปพลิเคชันในสถานการณ์ต่างๆ รวมถึง:

1. VoIP (โปรโตคอลเสียงผ่านอินเทอร์เน็ต): NAT traversal ช่วยให้มั่นใจได้ถึงการสื่อสารที่ราบรื่นระหว่างไคลเอนต์ VoIP ปรับปรุงคุณภาพการโทร

2. การแชร์ไฟล์ P2P: NAT traversal อนุญาตให้ผู้ใช้ในเครือข่ายส่วนตัวที่แตกต่างกันสามารถแชร์ไฟล์ได้โดยตรง

3. เกมออนไลน์: นักเล่นเกมสามารถเชื่อมต่อถึงกันโดยตรง ลดความล่าช้าและยกระดับประสบการณ์ผู้เล่นหลายคน

แม้จะมีข้อดี แต่การแวะผ่าน NAT ก็ต้องเผชิญกับความท้าทาย เช่น NAT แบบสมมาตร ข้อจำกัดของไฟร์วอลล์ และการกำหนดเส้นทางแบบไม่สมมาตร เพื่อแก้ไขปัญหาเหล่านี้ การใช้เซิร์ฟเวอร์ TURN สำหรับการถ่ายทอดข้อมูลและ ICE สำหรับการเลือกเส้นทางที่เหมาะสมที่สุดจึงเป็นสิ่งสำคัญ

ลักษณะสำคัญและการเปรียบเทียบอื่น ๆ ที่มีคำคล้ายคลึงกัน

การแวะผ่าน NAT ช่วยเสริมไฟร์วอลล์และพร็อกซีเซิร์ฟเวอร์โดยเปิดใช้งานการสื่อสารโดยตรงระหว่างอุปกรณ์แม้จะมีข้อจำกัดของ NAT

มุมมองและเทคโนโลยีแห่งอนาคตที่เกี่ยวข้องกับการแวะผ่าน NAT

เนื่องจากการนำ IPv6 มาใช้ยังคงเพิ่มขึ้น ความต้องการการข้ามผ่าน NAT จะลดลง เนื่องจาก IPv6 มีพื้นที่ที่อยู่ขนาดใหญ่ที่สามารถรองรับอุปกรณ์ที่เชื่อมต่อทั้งหมด อย่างไรก็ตาม ในช่วงเปลี่ยนผ่านจาก IPv4 เป็น IPv6 การข้ามผ่าน NAT ยังคงมีความสำคัญเพื่อให้แน่ใจว่าสามารถทำงานร่วมกันได้ระหว่างรูปแบบการกำหนดที่อยู่ทั้งสองแบบ

วิธีการใช้หรือเชื่อมโยงกับพร็อกซีเซิร์ฟเวอร์กับ NAT Traversal

พร็อกซีเซิร์ฟเวอร์สามารถมีบทบาทสำคัญในการส่งผ่าน NAT โดยทำหน้าที่เป็นตัวกลางสำหรับการสื่อสารระหว่างอุปกรณ์ที่อยู่เบื้องหลัง NAT เมื่อไม่สามารถสื่อสารโดยตรงได้ อุปกรณ์สามารถเชื่อมต่อกับพร็อกซีเซิร์ฟเวอร์ที่ถ่ายทอดข้อมูลระหว่างกัน เพื่อให้มั่นใจว่าการรับส่งข้อมูลจะประสบความสำเร็จ

ลิงก์ที่เกี่ยวข้อง

สำหรับข้อมูลเพิ่มเติมเกี่ยวกับการแวะผ่าน NAT คุณสามารถสำรวจแหล่งข้อมูลต่อไปนี้:

• RFC 5389 – โปรโตคอลสตัน
• RFC 5766 – โปรโตคอล TURN
• RFC 8445 - ICE: การสร้างการเชื่อมต่อแบบโต้ตอบ

ด้วยการใช้ประโยชน์จากเทคนิคการแวะผ่าน NAT เครือข่ายสมัยใหม่สามารถอำนวยความสะดวกในการสื่อสารที่ราบรื่น ปรับปรุงประสบการณ์ผู้ใช้ และเปิดใช้งานแอปพลิเคชันที่หลากหลายที่ต้องอาศัยการเชื่อมต่อแบบเพียร์ทูเพียร์โดยตรง