NAT traversal, скорочення від Network Address Translation traversal, — це технологія, яка забезпечує зв’язок між пристроями, розташованими за різними трансляторами мережевих адрес (NAT). NAT зазвичай використовується в домашніх і офісних мережах для збереження адрес IPv4, перетворюючи приватні IP-адреси на єдину загальнодоступну IP-адресу для доступу в Інтернет. Ця практика створює проблему для прямого зв’язку між пристроями, які обидва знаходяться за NAT. Методи обходу NAT допомагають подолати ці обмеження та сприяють плавній передачі даних.
Історія виникнення NAT traversal та перші згадки про нього
Концепція обходу NAT вперше з’явилася наприкінці 1990-х років, коли впровадження NAT стало поширеним через вичерпання адрес IPv4. Першу згадку про проходження NAT можна простежити до протоколу STUN (Session Traversal Utilities for NAT), який був представлений у 1999 році. STUN дозволяв пристроям виявляти свої загальнодоступні IP-адреси та проходити NAT за допомогою різних мережевих дій.
Детальна інформація про проходження NAT: Розширення теми проходження NAT
Механізми проходження NAT призначені для обробки різних типів конфігурацій NAT і забезпечують ефективні канали зв’язку між пристроями. Це передбачає визначення типу NAT, відображення портів і налаштування відповідних шляхів зв’язку. Деякі з ключових компонентів і функцій обходу NAT включають:
-
STUN (утиліти проходження сеансу для NAT): Сервери STUN допомагають визначити тип NAT, за яким знаходиться пристрій, і отримати його загальнодоступну IP-адресу та інформацію про порт.
-
TURN (Обхід за допомогою реле навколо NAT): У випадках, коли прямий зв’язок неможливий, сервери TURN діють як посередники для передачі даних між пристроями.
-
ICE (Встановлення інтерактивного підключення): ICE — це техніка, яка поєднує STUN і TURN для встановлення найкращого шляху з’єднання між пристроями.
Внутрішня структура проходження NAT: як працює проходження NAT
Обхід NAT працює шляхом використання певних протоколів і методів для забезпечення зв’язку через межі NAT. Процес зазвичай включає такі кроки:
-
Виявлення адреси: Клієнт запитує сервер STUN, щоб дізнатися його публічну IP-адресу та інформацію про порт.
-
Перевірки підключення: Пристрої виконують перевірку підключення за допомогою STUN для збору інформації про тип NAT і наявність відкритих портів.
-
Методи обходу: на основі результатів STUN пристрої намагаються встановити пряме однорангове з’єднання. Якщо це не вдається через симетричні NAT або інші обмеження, вони повертаються до ретрансляційного зв’язку за допомогою серверів TURN.
Аналіз ключових особливостей обходу NAT
Обхід NAT надає кілька важливих функцій мережевому зв’язку:
-
Спрощена конфігурація мережі: NAT traversal усуває потребу в ручному перенаправленні портів і складних конфігураціях мережі, полегшуючи кінцевим користувачам налаштування мережевих програм.
-
Покращене підключення: завдяки прямому одноранговому зв’язку обхід NAT зменшує затримку та покращує загальну продуктивність зв’язку.
-
Покращена безпека: NAT діють як основний брандмауер, приховуючи внутрішні IP-адреси. Обхід NAT забезпечує безпечний зв’язок, зберігаючи NAT недоторканими під час встановлення шляхів зв’язку.
Типи обходу NAT
Протягом багатьох років було розроблено кілька методів обходу NAT для вирішення різних мережевих сценаріїв. До основних видів відносяться:
| метод | опис |
|---|---|
| STUN (утиліти проходження сеансу для NAT) | Визначає тип NAT і отримує публічну інформацію про IP/порт. |
| TURN (Обхід за допомогою реле навколо NAT) | Діє як реле, коли прямий зв'язок неможливий. |
| ICE (Встановлення інтерактивного підключення) | Комбінує STUN і TURN, щоб знайти найкращий шлях підключення. |
Обхід NAT знаходить застосування в різних сценаріях, зокрема:
-
VoIP (протокол передачі голосу через Інтернет): проходження NAT забезпечує безперебійний зв’язок між клієнтами VoIP, покращуючи якість зв’язку.
-
Обмін файлами P2P: NAT Traversal дозволяє користувачам у різних приватних мережах обмінюватися файлами безпосередньо.
-
Ігри онлайн: Геймери можуть підключатися безпосередньо один до одного, зменшуючи затримку та покращуючи досвід багатокористувацької гри.
Незважаючи на свої переваги, проходження NAT стикається з проблемами, такими як симетричні NAT, обмеження брандмауера та асиметрична маршрутизація. Щоб подолати ці проблеми, використання серверів TURN для ретрансляції даних і ICE для вибору оптимального шляху стає вирішальним.
Основні характеристики та інші порівняння з подібними термінами
| термін | опис |
|---|---|
| NAT (Трансляція мережевих адрес) | Техніка, яка перетворює приватні IP-адреси на загальнодоступні IP-адреси для доступу до Інтернету. |
| Брандмауер | Система безпеки, яка контролює вхідний і вихідний мережевий трафік на основі попередньо визначених правил. |
| Проксі-сервер | Проміжні сервери, які полегшують запити між клієнтами та іншими серверами в Інтернеті. |
Обхід NAT доповнює брандмауери та проксі-сервери, забезпечуючи прямий зв’язок між пристроями, незважаючи на обмеження NAT.
Оскільки впровадження IPv6 продовжує зростати, потреба в обході NAT зменшуватиметься, оскільки IPv6 надає величезний адресний простір, який може вмістити всі підключені пристрої. Однак під час перехідного періоду від IPv4 до IPv6 обхід NAT залишається життєво важливим для забезпечення сумісності між двома схемами адресації.
Як проксі-сервери можна використовувати або пов’язувати з проходженням NAT
Проксі-сервери можуть відігравати вирішальну роль у проходженні NAT, діючи як посередники для зв’язку між пристроями за NAT. Якщо прямий зв’язок неможливий, пристрої можуть підключатися до проксі-сервера, який передає дані між ними, забезпечуючи успішну передачу даних.
Пов'язані посилання
Щоб отримати додаткові відомості про обхід NAT, ви можете дослідити такі ресурси:
Використовуючи методи обходу NAT, сучасні мережі можуть сприяти безперебійному зв’язку, покращувати взаємодію з користувачем і забезпечувати широкий спектр програм, які покладаються на прямі однорангові з’єднання.
