NAT là gì? Ưu nhược điểm, chức năng và phân loại NAT phổ biến

NAT (Network Address Translation) là công nghệ cho phép nhiều thiết bị trong một mạng cục bộ dùng chung một địa chỉ IP công cộng để kết nối với internet. Trong bài viết này, mình sẽ giúp bạn hiểu rõ hơn về chức năng và cách thức hoạt động của NAT, phân biệt địa chỉ IP Private và IP Public, tìm hiểu các loại hình NAT phổ biến và giải đáp những thắc mắc thường gặp về ảnh hưởng của NAT.

Những điểm chính

1. Khái niệm: Biết được NAT là kỹ thuật được sử dụng trong mạng máy tính để chuyển đổi địa chỉ IP của các thiết bị trong mạng cục bộ thành địa chỉ IP công cộng.
2. Chức năng của NAT: Nắm rõ NAT đảm nhiệm vai trò quan trọng trong việc chuyển đổi địa chỉ IP giữa mạng nội bộ và Internet, tăng cường bảo mật và tối ưu tài nguyên hệ thống mạng.
3. Hoạt động của NAT: Biết được hoạt động của NAT dựa trên nguyên tắc chuyển đổi địa chỉ IP và cổng của các gói tin khi truyền qua router hoặc firewall giữa mạng nội bộ và mạng Internet.
4. Ưu nhược điểm của NAT: Nắm được ưu điểm, nhược điểm nổi bật của NAT.
5. Phân loại NAT: Biết được 3 loại NAT được sử dụng phổ biến hiện nay.
6. Địa chỉ Private và Public: Biết được khái niệm của địa chỉ Private và Public.
7. Thuật ngữ liên quan: Biết thêm 1 số thuật ngữ liên quan đến NAT.
8. Giải pháp VPS Vietnix: Cung cấp nền tảng VPS hiệu năng cao, linh hoạt và an toàn, với sự hỗ trợ chuyên nghiệp 24/7 để phát triển dự án bền vững.
9. Câu hỏi thường gặp: Giải đáp các thắc mắc liên quan đến NAT là gì.

NAT là gì?

NAT (Network Address Translation) là một công nghệ kết nối mạng được sử dụng với mục đích chuyển đổi địa chỉ IP của các thiết bị trong mạng cục bộ thành một hoặc một vài địa chỉ IP công cộng khi truy cập Internet hoặc các mạng khác. NAT cho phép nhiều thiết bị trong mạng LAN cùng chia sẻ một địa chỉ IP công cộng duy nhất, giúp tiết kiệm không gian địa chỉ IPv4 và tăng cường bảo mật cho hệ thống mạng nội bộ.

Chức năng của NAT là gì?

NAT đảm nhiệm vai trò quan trọng trong việc chuyển đổi địa chỉ IP giữa mạng nội bộ và Internet, đồng thời tăng cường bảo mật và tối ưu tài nguyên hệ thống mạng:

• Chuyển đổi địa chỉ IP giữa hai mạng: NAT thực hiện việc chuyển đổi địa chỉ IP giữa mạng LAN nội bộ và mạng Internet công cộng, giúp các thiết bị trong mạng LAN có thể truy cập Internet dễ dàng. Khi một thiết bị gửi dữ liệu ra ngoài, NAT sẽ thay đổi địa chỉ IP nguồn thành IP công cộng đã được cung cấp bởi ISP.
• Kết nối Internet thuận tiện cho mạng LAN: NAT cho phép hàng loạt thiết bị trong mạng nội bộ cùng chia sẻ một hoặc một vài địa chỉ IP công cộng để truy cập Internet, tiết kiệm tài nguyên địa chỉ và giúp quá trình kết nối luôn thuận tiện.
• Đảm bảo bảo mật cho hệ thống nội bộ: Ngoài việc chuyển đổi địa chỉ IP, NAT còn ẩn địa chỉ IP thật của các thiết bị trong mạng LAN, giúp giảm thiểu khả năng bị tấn công từ bên ngoài, nâng cao tính bảo mật cho hạ tầng mạng doanh nghiệp hoặc gia đình.
• Ánh xạ và chuyển tiếp gói dữ liệu phù hợp: NAT tiến hành ánh xạ ngược các gói dữ liệu về đúng thiết bị trong mạng nội bộ khi nhận phản hồi từ Internet, đồng thời hỗ trợ kiểm soát, định tuyến, lọc truy cập và có thể bổ trợ cho cả chức năng firewall trong hệ thống.

Hoạt động của NAT

Hoạt động của NAT dựa trên nguyên tắc chuyển đổi địa chỉ IP và cổng của các gói tin khi truyền qua router hoặc firewall giữa mạng nội bộ và mạng Internet. Khi một thiết bị trong mạng LAN gửi yêu cầu truy cập Internet, NAT sẽ thay đổi địa chỉ IP nguồn của gói tin từ IP riêng thành IP công cộng và có thể thay đổi cả số cổng truy cập để phân biệt từng thiết bị. Quá trình này được lưu vào bảng NAT để quản lý và ánh xạ các kết nối.

Khi nhận phản hồi từ Internet, NAT kiểm tra bảng ánh xạ để chuyển địa chỉ IP đích và cổng từ IP công cộng về đúng IP riêng của thiết bị trong mạng nội bộ đã gửi yêu cầu ban đầu. Nhờ đó, nhiều thiết bị nội bộ có thể sử dụng chung một IP công cộng mà vẫn đảm bảo luồng dữ liệu được gửi về đúng thiết bị.​

Ưu nhược điểm của NAT

Khi nhu cầu triển khai các dịch vụ trực tuyến đòi hỏi một môi trường ổn định với IP tĩnh, việc tìm đến một giải pháp máy chủ ảo chuyên nghiệp trở thành bước đi hợp lý. Dịch vụ cho thuê VPS Giá Rẻ tại Vietnix đáp ứng yêu cầu này bằng việc cung cấp một hạ tầng có cam kết thời gian hoạt động 99,9%, đảm bảo tính sẵn sàng liên tục cho các ứng dụng.

Nền tảng này mang lại sự linh hoạt cao qua việc hỗ trợ đầy đủ các hệ điều hành phổ biến như Windows và Linux, đi kèm sự an tâm với cơ chế backup dữ liệu hằng tuần miễn phí và đội ngũ hỗ trợ kỹ thuật sẵn sàng 24/7. Đối với các dự án website, việc được tặng kèm theme và plugin bản quyền là một giá trị gia tăng thiết thực giúp đẩy nhanh quá trình phát triển.

Static NAT là gì?

Stactic NAT được dùng để chuyển đổi một địa chỉ IP này sang một địa chỉ IP khác. Thông qua cách cố định địa chỉ IP cục bộ sang địa chỉ IP công khai, quá trình này được thiết lập và cài đặt thủ công.

Cách cấu hình Stactic NAT như sau:

• Thiết lập mối quan hệ chuyển đổi giữa địa chỉ IP cục bộ và IP Public ở ngoài:

Router (config) # ip nat inside source static [local ip] [global ip]

• Xác định các cổng kết nối với mạng cục bộ:

Router (config-if) # ip nat inside

• Xác định cổng kết nối với mạng bên ngoài với lệnh sau:

Router (config-if) # ip nat outside

Ví dụ:

Router (config) # ip nat inside source static 192.168.1.100 202.1.1.10

Router (config) # interface fa0/0

Router (config-if) # ip nat inside

Router (config) # interface s0/0/0

Router (config-if) # ip nat outside

Dynamic NAT là gì?

Dynamic NAT dùng để ánh xạ một địa chỉ IP này sang một địa chỉ IP khác bằng cách thức tự động. Thông thường, Dynamic NAT sẽ chuyển từ IP mạng cục bộ sang địa chỉ IP đã được đăng ký. Bất kỳ một địa chỉ IP nào nằm trong dải IP Public đã được định trước đều được gán với một địa chỉ bên trong mạng.

Cấu hình Dynamic NAT:

• Xác định địa chỉ IP Public:

Router (config) # ip nat pool [name start ip] [name end ip] netmask [netmask]/prefix-lenght [prefix-lenght]

• Thiết lập ACL để tạo danh sách các địa chỉ Private được phép chuyển đổi IP:

Router (config) # access-list [access-list-number-permit] source [source-wildcard]

• Thiết lập mối quan hệ giữa địa chỉ nguồn và đại chỉ IP bên ngoài:

Router (config) # ip nat inside source list <acl-number> pool <name>

• Xác định cổng kết nối với mạng cục bộ:

Router (config-if) # ip nat inside

• Xác định cổng kết nối với mạng bên ngoài:

Router (config-if) # ip nat outside

Ví dụ cho mô hình trên:

Router (config) # ip nat pool abc 202.1.1.177 202.1.1.185 netmask 255.255.255.0

Router (config) # access-list 1 permit 192.168.1.0  0.0.0.255

Router (config) # ip nat inside source list 1 pool abc

Router (config) # interface fa0/0

Router (config-if) # ip nat inside

Router (config) # interface s0/0/0

Router (config-if) # ip nat outside

NAT Overload – Port Address Translation (PAT)

NAT Overload hay gọi là PAT (Port Address Translation). Đây được xem là dạng biến đổi của Dynamic NAT có thể chuyển đổi IP bằng cách tự động. Nhưng về hoạt động thì NAT Overload là ánh xạ nhiều địa chỉ IP thành 1 địa chỉ IP bằng cách dùng các port khác nhau để phân biệt.

Cấu hình NAT Overload:

• Xác định địa chỉ IP mạng nội bộ cần ánh xạ bên ngoài:

Router (config) # access-list <ACL-number> permit <source> <wildcard>

• Cấu hình để chuyển IP đến cổng kết nối bên ngoài:

Router (config) # ip nat inside source list <ACL-number> interface <interface> overload

• Xác định nết nối với mạng nội bộ:

Router (config-if) # ip nat inside

• Xác định các cổng kết nối với mạng bên ngoài:

Router (config-if) # ip nat outside

Ví dụ:

Router (config) # access-list <ACL-number> permit <source> <wildcard>

Router (config) # ip nat inside source list <ACL-number> interface <interface> overload

Router (config-if) # ip nat inside

Router (config-if) # ip nat outside

Bảng so sánh tổng quan các loại NAT:

Địa chỉ IP Public là gì?

Địa chỉ IP Public là địa chỉ IP được tổ chức cấp phép quản lý Internet phân phối ra ngoài mạng toàn cầu. Mỗi IP Public luôn mang tính duy nhất trên toàn bộ hệ thống Internet và không thể tự ý thay đổi theo ý người dùng. IP Public là địa chỉ mà các thiết bị, máy chủ trong mạng nội bộ sẽ chuyển đổi sang (nhờ NAT) để kết nối và giao tiếp với các dịch vụ, website hoặc hệ thống bên ngoài mạng LAN.

Địa chỉ IP Private là gì?

Địa chỉ IP Private là các địa chỉ IP được sử dụng trong phạm vi mạng nội bộ như gia đình, doanh nghiệp hoặc các tổ chức mà không thể truy cập trực tiếp từ Internet. Các dải địa chỉ IP Private thường do tổ chức IANA quy định và được sử dụng để liên lạc giữa các thiết bị trong cùng một mạng LAN mà không lãng phí tài nguyên địa chỉ công cộng. Những IP này có thể bị lặp lại ở các mạng cục bộ khác nhau và không thể sử dụng để truy cập trực tiếp đến từ bên ngoài Internet. Để thiết bị mạng nội bộ có thể truy cập Internet, cần có bộ chuyển đổi địa chỉ như NAT để ánh xạ IP Private thành IP Public.

Một số thuật ngữ liên quan đến NAT network

Dưới đây là một số thuật ngữ phổ biến liên quan đến NAT giúp phân biệt các loại địa chỉ IP trong quá trình chuyển đổi và truyền dữ liệu giữa mạng nội bộ và mạng ngoài Internet:

• Inside local: Là địa chỉ IP gán cho thiết bị bên trong mạng nội bộ, không do tổ chức quản lý địa chỉ IP toàn cầu cấp phát, thường là IP Private.
• Inside global: Là địa chỉ IP hợp lệ trên Internet được đăng ký bởi Network Information Center, dùng để thay thế cho IP Inside local khi thiết bị truy cập ra ngoài mạng công cộng.
• Outside local: Là địa chỉ IP thể hiện cho thiết bị bên ngoài mạng LAN, theo cách nhìn từ mạng nội bộ, có thể là IP Private hoặc IP không đăng ký trên Internet.
• Outside global: Là địa chỉ IP thực sự hợp lệ trên Internet của thiết bị hoạt động ở ngoài mạng nội bộ, dùng cho giao tiếp toàn cầu.

Vietnix: Giải pháp VPS chuyên nghiệp cho sự phát triển bền vững

Vietnix với vị thế là một nhà cung cấp dịch vụ lưu trữ uy tín và có kinh nghiệm lâu năm tại Việt Nam, luôn đặt trọng tâm vào việc cung cấp các giải pháp VPS Cloud, web hosting có hiệu năng cao, bảo mật toàn diện cùng dịch vụ hỗ trợ chuyên nghiệp 24/7. Dịch vụ VPS của Vietnix được xây dựng để trở thành nền tảng vững chắc cho mọi dự án trực tuyến.

Các ưu điểm nổi bật của dịch vụ VPS tại Vietnix bao gồm:

• Giải pháp linh hoạt: Cung cấp các gói dịch vụ đa dạng, được thiết kế để đáp ứng linh hoạt nhu cầu từ các dự án cá nhân, lập trình viên, cho đến các doanh nghiệp khởi nghiệp và doanh nghiệp quy mô lớn.
• Hiệu năng vượt trội: Hệ thống được xây dựng trên nền tảng phần cứng mạnh mẽ với 100% ổ cứng SSD/ NVMe và CPU thế hệ mới, đảm bảo tốc độ xử lý dữ liệu nhanh chóng và khả năng vận hành ổn định cho mọi ứng dụng.
• Quản trị toàn diện: Mỗi máy chủ ảo đều được cấp phát địa chỉ IP tĩnh riêng và toàn quyền quản trị (root/administrator), cho phép người dùng tùy biến cài đặt hệ điều hành và phần mềm không giới hạn.
• An toàn và hỗ trợ: Cam kết bảo mật dữ liệu với cơ chế backup tự động, song hành cùng đội ngũ kỹ thuật chuyên môn cao sẵn sàng hỗ trợ 24/7.

Với những ưu điểm này, VPS của Vietnix là lựa chọn nền tảng đáng tin cậy để triển khai và phát triển các dự án số một cách hiệu quả và an toàn.

Thông tin liên hệ:

• Website: https://vietnix.vn/
• Hotline: 1800 1093
• Email: sales@vietnix.com.vn
• Địa chỉ: 265 Hồng Lạc, Phường Bảy Hiền, Thành Phố Hồ Chí Minh

NAT (Network Address Translation) là một kỹ thuật mạng không thể thiếu trong hạ tầng Internet hiện đại, cho phép nhiều thiết bị trong mạng nội bộ cùng truy cập Internet thông qua một IP Public duy nhất, giúp tăng cường bảo mật bằng cách ẩn cấu trúc mạng bên trong. Việc hiểu rõ các loại hình NAT và cách thức hoạt động của chúng sẽ giúp người dùng và quản trị viên mạng tối ưu hóa kết nối, giải quyết các vấn đề liên quan, đảm bảo mạng hoạt động hiệu quả và an toàn.