NAT คืออะไร ทำงานอย่างไร และทำไมถึงต้องใช้?

คุณอาจเคยได้ยินเรื่อง IP Address — หากยังไม่เคย ให้เริ่มด้วยการอ่านบทความอธิบายแนวคิดนี้ — แต่สำหรับบทความนี้เกี่ยวกับ NAT (Network Address Translation) คุณต้องรู้ว่า IP Address เป็นทรัพยากรจำกัด และคุณไม่สามารถมีอุปกรณ์สองตัวในเครือข่ายเดียวกันที่มี IP Address เหมือนกันได้

ปัญหาคือ เครือข่ายที่ต่างกัน เช่น เครือข่ายบ้านของคุณ และคอมพิวเตอร์บนอินเทอร์เน็ตโดยรวม จะมี IP Address เหมือนกันอย่างน่าเป็นไปได้ หรือมีความไม่เข้ากันได้ในวิธีการตั้งค่า Network Address NAT แก้ปัญหาทั้งการขาดแคลน IP Address และเครือข่ายที่ไม่เข้ากันได้ที่ต้องคุยกัน

ส่วนใหญ่ไม่ใช่เรื่องที่ต้องกังวล แต่บางครั้งปัญหาอินเทอร์เน็ตของคุณเกิดจาก NAT ที่ทำงานผิดปกติ ดังนั้น การเข้าใจพื้นฐานของ NAT และวิธีการทำงานจึงช่วยแก้ปัญหาได้

NAT เกิดขึ้นที่ไหน?

ในกรณีของผู้ใช้ทั่วไปอย่างเรา NAT เป็นหน้าที่ของไร้สาย (Router) ไร้สายมี IP Address ที่ ISP มอบหมาย นั่นคือ Address ที่อินเทอร์เน็ตทั้งโลกเห็น อุปกรณ์ทุกตัวในเครือข่ายบ้านได้รับ Private IP Address ซึ่งพวกเขาจะใช้คุยกันเอง

เมื่ออุปกรณ์ในเครือข่ายต้องการสื่อสารกับโลกภายนอก ไร้สายจะเป็นตัวแทน ไร้สายมี Public IP Address ที่คนอื่นเห็นทั้งหมด มันจดจำว่า Private IP Address ไหนขอ Traffic อะไร และรับผิดชอบส่ง Data Packet ให้ถูกต้องไปยังอุปกรณ์ปลายทาง

Private IP Address เทียบ Public IP Address

ก่อนจะไปถึงประเภทของ NAT ที่คุณจะพบ จะพูดถึง Private และ Public IP Address ก่อนดีกว่า

ตามข้อตกลง ช่วง IP Address บางช่วงถูกสงวนไว้สำหรับวัตถุประสงค์เฉพาะ Public IP Address สงวนไว้สำหรับอุปกรณ์ที่ติดต่ออินเทอร์เน็ต เช่น ไร้สายของคุณหรือ Web Server ISP จัดสรร Public IP Address ให้ไร้สายของคุณ และนั่นคือ Address ที่คนภายนอกบนเว็บเห็น ทั่วไป Private IP Address จะเป็นแบบ 192.168.0.X หรือ 10.1.1.X แต่มันแตกต่างกันไปจากไร้สายหนึ่งไปอีกไร้สายหนึ่ง แม้ Private Address ต้องไม่ซ้ำกันภายใน Private Network เดียวกัน แต่แทบแน่ใจว่าจะเหมือนกันระหว่าง Private Network ต่างๆ

Public IP Address ตามที่กล่าวไว้ คือ Address ที่คนอื่นบนอินเทอร์เน็ตเห็น เมื่อคุณเข้าชมเว็บไซต์ Browser ของคุณเชื่อมต่อกับ Public IP Address ของมัน ทั่วไป ไร้สายบ้านไม่允许การเข้าถึงโดยตรงผ่าน Public IP Address ที่ไม่ได้ถูกเริ่มต้นโดยมัน หมายความว่าคุณไม่สามารถพิมพ์ Public Address ของไร้สายเพื่อนแล้วเข้าถึงอุปกรณ์ในเครือข่ายของเขาได้

อย่างไรก็ตาม บางบริการเว็บและอุปกรณ์ เช่น Video Game Console ต้องการแนวทางที่หลากหลายมากขึ้น นี่คือที่ที่ NAT Types ต่างๆ เข้ามามีบทบาท บ่อยครั้งปัญหาเกิดจาก NAT Type ของการเชื่อมต่อของคุณไม่ตรงกับประเภทบริการที่คุณพยายามใช้ เราจะครอบคลุม NAT Types โดยละเอียดต่อไป

ประเภทของ NAT (NAT Types)

แม้แนวคิดพื้นฐานของ NAT จะไม่ซับซ้อนมาก ในทางปฏิบัติมีรายละเอียดมาก มี NAT Types ต่างๆ ที่เหมาะสมกับความต้องการการแปล Address ที่ต่างกัน

Static NAT

Static NAT แมป Private IP Address เฉพาะตัวหนึ่งไปยัง Public IP Address เฉพาะตัวหนึ่ง ด้วย Static NAT สามารถเข้าถึงอุปกรณ์ที่แมปไปยัง Public Address ได้โดยตรง

นี่คือประเภท NAT ที่ใช้สำหรับ Web Server ที่เป็นส่วนหนึ่งของ Private Network เมื่อเข้าถึง Server ผ่าน Static Map นี้ คุณไม่สามารถเข้าถึงอุปกรณ์อื่นใน Private Network ของมันได้ แต่ Server เองสามารถคุยกับอุปกรณ์ใน Private Network ได้โดยไม่มีปัญหา

Dynamic NAT

Dynamic NAT ใช้เมื่อคุณมี Pool ของ Public IP Addresses ที่ต้องการมอบหมายแบบ Dynamic ให้อุปกรณ์ใน Private Network

นี่ไม่ได้ใช้สำหรับการเข้าถึง Web Server จากนอกเครือข่าย แทนที่จะเป็นนั้น เมื่ออุปกรณ์ใน Private Network ต้องการเข้าถึงอินเทอร์เน็ตหรือทรัพยากรอื่นที่ไม่อยู่ใน Private Network มันจะได้รับ Public IP Address หนึ่งจาก Pool มาใช้

NAT Overload (PAT)

ด้วยองค์ประกอบของทั้ง Static และ Dynamic NAT, NAT Overload คือรูปแบบทั่วไปที่สุด และเป็นสิ่งที่ไร้สายบ้านส่วนใหญ่ใช้ เรียกว่ NAT with Port Address Translation (PAT) เป็นต้น

ในกรณีส่วนใหญ่ ไร้สายของคุณมี Public IP Address เพียงหนึ่งตัว แต่อุปกรณ์ทุกตัวในเครือข่ายน่าจะต้องการเข้าถึงอินเทอร์เน็ต ด้วย NAT Overload ไร้สายตั้งค่าการเชื่อมต่อระหว่าง Public IP ของมันกับของ Server แล้วส่ง Packet ไปยัง Server แต่ก็กำหนด Return Destination Port ด้วย

สิ่งนี้ช่วยให้มันรู้ว่า Packet ไหนหมายไปยัง IP Address ไหนใน Private Network ของคุณ นั่นคือส่วน PAT ของกระบวนการ

Proprietary NAT Types (NAT Types เฉพาะของผู้ผลิต)

ทำให้สับสนขึ้นอีก บางบริษัทตัดสินใจสร้างการจัดประเภท NAT ของตัวเอง นี่เกี่ยวข้องกับ Game Console มากที่สุด คุณจะพบว่าตอนทดสอบเครือข่าย มันจะบอกว่าคุณใช้ NAT Type 2 หรือ NAT Type D

การจัดประเภทเหล่านี้เฉพาะเจาะจงกับผู้ผลิต Console หรืออุปกรณ์ คุณควรตรวจสอบเอกสารทางการของพวกเขาเพื่อทราบว่าแต่ละการจัดประเภทหมายถึงอะไร

วิธีแก้ไขปัญหา NAT ที่พบบ่อย

ส่วนใหญ่ สำหรับคนส่วนใหญ่ NAT ทำงานสมบูรณ์และโปร่งใส บางครั้งแต่อาจทำงานผิดหรือรบกวน

อีกครั้ง Game Console มีโอกาสเจอปัญหามากที่สุด เพราะบางบริการของพวกเขาต้องการเครือข่ายยอมรับ Access Request ไปยัง Public IP Address จากภายนอก เนื่องจากการตั้งค่า NAT มาตรฐานมักไม่允许เรื่องนี้ ข่าวดีคือมีวิธีแก้ไขทั่วไป 몇 อย่างที่ลองทำได้ เพื่อให้ NAT น้อยกว่าปกติ และอนุญาต Incoming Connections

แรก เข้าถึงไร้สายของคุณ (ตามคู่มือ) และตรวจสอบว่า UPnP (Universal Plug and Play) เปิดอยู่หรือไม่ ฟีเจอร์นี้อนุญาตให้แอปพลิเคชันในเครือข่ายท้องถิ่น Port Forward อัตโนมัติโดยไม่ต้องไปนั่งปรับ Network Settings แค่ระวังว่า Malware บนเครือข่ายของคุณก็สามารถใช้ UPnP ได้เช่นกัน ตรวจสอบให้แน่ใจว่าอุปกรณ์ทั้งหมดถูกสแกนและสะอาด หากคุณใช้ฟีเจอร์นี้

คุณยังสามารถทำ Manual Port Forwarding ได้ เพื่อให้อุปกรณ์ที่ต้องการการเชื่อมต่อที่น้อยกว่าข้อจำกัด ได้รับมันแบบ Case-by-case

มันเป็นแค่ NATural (ธรรมชาติ)

นี่คือทั้งหมดที่คุณต้องรู้เกี่ยวกับ NAT เพื่อเริ่มต้น รายละเอียดจริงของวิธีการทำงานของ NAT อาจซับซ้อนได้เร็ว แต่ตราบใดที่คุณเข้าใจว่า NAT ทำอะไรในระดับสูง และทำไมมันถึงผิดปกติบางครั้ง คุณก็จะเข้าใจว่าทำไมบางวิธีแก้ไขจึงมีผลหรือไม่มีผลเมื่อคุณเจอปัญหาเครือข่าย