Современный интернет устроен так, что миллиарды устройств должны иметь собственные IP-адреса. Но уникальных адресов не хватает, особенно в старом формате IPv4. Чтобы решить эту проблему, придумали технологию NAT (Network Address Translation) — преобразование сетевых адресов.
Эта функция встроена практически в каждый роутер и позволяет десяткам устройств в доме или офисе использовать один внешний IP-адрес для выхода в интернет. Разберём, как работает NAT, зачем он нужен и какие бывают его типы.
Что такое NAT простыми словами
NAT (Network Address Translation) — это технология, которая заменяет внутренние IP-адреса на внешний, когда устройства локальной сети выходят в интернет.
Проще говоря, NAT выступает посредником между внутренней сетью и глобальной сетью. Он принимает запросы от компьютеров, смартфонов и телевизоров, а затем отправляет их в интернет от имени одного общего адреса.
Когда ответ приходит обратно, роутер “понимает”, какому устройству он принадлежит, и возвращает данные по внутреннему адресу.
Для пользователя всё выглядит так, будто интернет подключён напрямую, хотя на самом деле связь проходит через “переводчика”.
Почему без NAT не обойтись
Количество IPv4-адресов ограничено — всего около четырёх миллиардов. Этого недостаточно для всех устройств, подключённых к сети. NAT решает проблему дефицита, позволяя десяткам клиентов использовать один внешний адрес провайдера.
Кроме того, NAT играет роль защитного барьера. Внутренние IP-адреса не видны извне, поэтому злоумышленники не могут напрямую подключиться к вашему компьютеру. Это простая, но эффективная форма сетевой безопасности, которая работает автоматически в каждом домашнем роутере.
В корпоративных сетях NAT также облегчает управление: можно менять внутренние адреса, не затрагивая внешнюю инфраструктуру. Это особенно полезно при обновлении серверов, замене оборудования или переносе филиалов.
Как работает NAT
Работа NAT строится на сопоставлении внутренних и внешних адресов. Когда устройство в сети отправляет запрос в интернет, роутер сохраняет таблицу соответствий — кто и на какой порт обращался.
Затем он подменяет внутренний адрес (например, 192.168.0.5) на внешний (например, 95.67.123.4) и передаёт пакет дальше.
Когда ответ приходит, роутер смотрит в таблицу и перенаправляет данные тому устройству, которое изначально их запрашивало.
Так создаётся иллюзия, что у каждого устройства есть собственный адрес, хотя реально используется один общий IP.
Этот процесс называется маскарадинг (masquerading), потому что внутренние адреса “маскируются” под внешний. Он работает мгновенно и не влияет на скорость соединения.
Виды NAT
Существует несколько разновидностей NAT, каждая используется для своих задач.
- Static NAT (статический).
Каждый внутренний адрес сопоставлен с конкретным внешним. Используется для серверов, которым нужен постоянный доступ из интернета — например, веб-сайтов или почтовых серверов. - Dynamic NAT (динамический).
Внутренние устройства получают внешний адрес из пула, когда выходят в сеть. После завершения сессии адрес может быть выдан другому устройству. - PAT (Port Address Translation), также известный как NAT Overload.
Самый распространённый тип в домашних роутерах. Он позволяет сотням устройств использовать один внешний адрес, различая их по номерам портов.
PAT — именно то, что делает возможным работу Wi-Fi в каждом доме: смартфоны, ноутбуки, телевизоры и консоли “делят” одно интернет-соединение без конфликтов.
NAT и безопасность
Одним из главных преимуществ NAT является скрытие внутренней сети. Внешние пользователи не видят реальные IP-адреса устройств, а значит, не могут напрямую к ним подключиться. Это создаёт естественную защиту от сканирования портов и несанкционированного доступа.
Тем не менее, у NAT есть и ограничения. Например, чтобы подключиться из интернета к устройству внутри сети (например, к видеокамере или игровому серверу), нужно настроить порт-проброс (Port Forwarding).
Эта функция вручную указывает роутеру, куда направлять входящие запросы.
В компаниях, где безопасность критична, NAT часто сочетают с межсетевыми экранами (firewall), которые фильтруют трафик, и VPN-туннелями, обеспечивающими шифрование. Вместе они создают надёжную защиту даже при удалённой работе.
Преимущества NAT
- Экономия IP-адресов. Несколько устройств используют один внешний адрес.
- Безопасность. Внутренняя сеть изолирована от внешнего мира.
- Удобство администрирования. Можно менять внутренние схемы без влияния на интернет-доступ.
- Совместимость. Работает с большинством сетевых протоколов и провайдеров.
Благодаря NAT компании могут легко расширять инфраструктуру, а пользователи — подключать десятки устройств без дополнительных затрат.
NAT в корпоративной среде
В больших организациях NAT используется не только для доступа к интернету, но и для связи между филиалами. Например, центральный офис и удалённые подразделения могут иметь одинаковые внутренние адреса, но соединяются через NAT и маршрутизацию.
Также часто применяется двойной NAT, когда один сервер выполняет роль “внешнего” переводчика, а другой — внутреннего. Это добавляет уровень безопасности и помогает разграничить сегменты сети.
Системные администраторы используют инструменты мониторинга NAT, чтобы видеть активные соединения, контролировать нагрузку и выявлять несанкционированные подключения.
Когда NAT может мешать
Хотя NAT полезен, он не идеален. Иногда он мешает работе приложений, которые требуют прямого соединения — например, онлайн-игр, видеозвонков или серверов. В таких случаях применяют технологии обхода, такие как UPnP, STUN или DMZ-зона, где устройство получает прямой доступ в интернет.
При этом важно соблюдать баланс между удобством и безопасностью: чем проще доступ, тем выше риск атак.
Заключение
NAT — это незаметный, но важнейший элемент любой сети. Он позволяет десяткам устройств работать через один внешний адрес, защищает локальную инфраструктуру и решает проблему дефицита IPv4.
Без NAT невозможно представить современный интернет — ни домашний Wi-Fi, ни корпоративную сеть.
Для системного администратора понимание принципов работы NAT — обязательный навык. Зная, как маршрутизатор “переводит” адреса, можно грамотно настраивать безопасность, ускорять соединение и устранять сетевые ошибки.
Хочешь научиться разбираться в сетях, NAT, DNS и других технологиях?
Пройди курс «Профессия системный администратор» на Onskills.ru.