NAT คืออะไร มันทำงานอย่างไร และเหตุใดจึงใช้ NAT

คุณอาจเคยได้ยินบางสิ่งที่เรียกว่าที่อยู่ IP หากคุณยังไม่เคยได้ยิน ให้เริ่มต้นด้วยการอ่านบทความของเราที่อธิบายแนวคิดนี้ แต่สำหรับบทความเกี่ยวกับ NAT (การแปลที่อยู่เครือข่าย) คุณจำเป็นต้องรู้ว่าที่อยู่ IP นั้นมีจำกัด คุณไม่สามารถมีอุปกรณ์สองเครื่องบนเครือข่ายที่มีที่อยู่ IP เดียวกันได้

ปัญหาคือเครือข่ายที่แตกต่างกัน เช่น เครือข่ายในบ้านและคอมพิวเตอร์บนอินเทอร์เน็ตทั้งหมด จะมีที่อยู่ IP เดียวกันอย่างหลีกเลี่ยงไม่ได้ หรือมีความไม่เข้ากันในการตั้งค่าที่อยู่เครือข่าย NAT แก้ปัญหาทั้งปัญหาการขาดแคลนที่อยู่ IP และเครือข่ายที่เข้ากันไม่ได้ที่ต้องพูดคุยกัน

ส่วนใหญ่ไม่ใช่สิ่งที่คุณต้องกังวล แต่บางครั้งปัญหาอินเทอร์เน็ตของคุณเป็นผลมาจาก NAT ผิดพลาด ดังนั้นการมีความเข้าใจพื้นฐานว่า NAT คืออะไรและทำงานอย่างไรจึงจะช่วยแก้ปัญหาได้

แนทเกิดขึ้นที่ไหน

ในกรณีของผู้ใช้ทั่วไปเช่นเรา NAT เป็นงานที่เราเตอร์ของคุณจัดการ เราเตอร์มีที่อยู่ IP ที่กำหนดโดยผู้ให้บริการของคุณ นั่นคือที่อยู่ที่คนอื่น ๆ ของอินเทอร์เน็ตเห็น อุปกรณ์ทุกเครื่องในเครือข่ายในบ้านของคุณจะมีที่อยู่ IP ส่วนตัวซึ่งใช้สำหรับพูดคุยกัน

เมื่ออุปกรณ์ในเครือข่ายของคุณต้องการสื่อสารกับโลกภายนอก เราเตอร์ก็ทำหน้าที่แทน เราเตอร์มีที่อยู่ IP สาธารณะซึ่งทุกคนเห็น โดยจะติดตามที่อยู่ IP ส่วนตัวที่ร้องขอการรับส่งข้อมูล และทำให้แน่ใจว่าแพ็กเก็ตข้อมูลถูกส่งไปยังอุปกรณ์ที่ถูกต้อง

ที่อยู่ IP ส่วนตัวกับสาธารณะ

ก่อนที่เราจะพูดถึงประเภทของ NAT ที่คุณจะพบ คุณควรหารือเกี่ยวกับที่อยู่ IP ส่วนตัวและสาธารณะอย่างรวดเร็ว

ตามธรรมเนียมแล้ว ช่วงที่อยู่ IP บางช่วงถูกสงวนไว้สำหรับวัตถุประสงค์เฉพาะ ที่อยู่ IP สาธารณะสงวนไว้สำหรับอุปกรณ์ที่เชื่อมต่อกับอินเทอร์เน็ต เช่น เราเตอร์หรือเว็บเซิร์ฟเวอร์ของคุณ ISP ของคุณจัดสรรที่อยู่ IP สาธารณะให้กับเราเตอร์ของคุณและนั่นคือที่อยู่ที่บุคคลภายนอกทั้งหมดบนเว็บเห็น โดยทั่วไป ที่อยู่อินเทอร์เน็ตส่วนตัวจะเหมือนกับ 192.168.0.X หรือ 10.1.1.X แต่จะแตกต่างกันไปในแต่ละเราเตอร์ แม้ว่าที่อยู่ส่วนตัวจะต้องไม่ซ้ำกันภายในเครือข่ายส่วนตัว แต่ระหว่างเครือข่ายส่วนตัวนั้นแทบจะเหมือนกันทุกประการ

ที่อยู่ IP สาธารณะตามที่กล่าวไว้ข้างต้นคือที่อยู่ IP สาธารณะที่ทุกคนเห็นบนอินเทอร์เน็ต เมื่อคุณเยี่ยมชมเว็บไซต์ เบราว์เซอร์ของคุณจะเชื่อมต่อกับที่อยู่ IP สาธารณะ โดยปกติ เราเตอร์ในบ้านจะไม่อนุญาตให้เข้าถึงโดยตรงผ่านที่อยู่ IP สาธารณะที่ไม่ได้เริ่มต้นโดยมัน ซึ่งหมายความว่าคุณไม่สามารถพิมพ์ที่อยู่สาธารณะของเราเตอร์ของเพื่อนและเข้าถึงอุปกรณ์ในเครือข่ายของพวกเขาได้

อย่างไรก็ตาม บริการและอุปกรณ์บนเว็บบางอย่าง เช่น คอนโซลวิดีโอเกม จำเป็นต้องมีแนวทางที่ผ่อนปรนมากขึ้น นี่คือที่มาของ NAT ประเภทต่างๆ ปัญหามักเกิดขึ้นจากประเภท NAT ของการเชื่อมต่อที่ไม่ถูกต้องสำหรับประเภทของบริการที่คุณกำลังพยายามใช้ เราจะพูดถึงประเภท NAT โดยละเอียดต่อไป

ประเภท NAT

แม้ว่าแนวคิดพื้นฐานของ NAT จะไม่ซับซ้อนเกินไป แต่ในทางปฏิบัติมีวิธีการใช้งานจริงมีความแตกต่างกันเล็กน้อย NAT มีหลายประเภทที่เหมาะสมกับความต้องการในการแปลที่แตกต่างกัน

NAT แบบคงที่

รูปแบบคงที่ของ NAT จะจับคู่ที่อยู่ IP ส่วนตัวหนึ่งรายการกับที่อยู่ IP สาธารณะเฉพาะ ด้วย NAT แบบคงที่ คุณสามารถเข้าถึงอุปกรณ์ที่แมปไปยังที่อยู่สาธารณะได้โดยตรง

นี่คือประเภทของ NAT ที่ใช้สำหรับเว็บเซิร์ฟเวอร์ที่เป็นส่วนหนึ่งของเครือข่ายส่วนตัวด้วย เมื่อเข้าถึงเซิร์ฟเวอร์ผ่านแผนที่คงที่นี้ คุณจะไม่สามารถเข้าถึงอุปกรณ์อื่นๆ บนเครือข่ายส่วนตัวได้ อย่างไรก็ตาม เซิร์ฟเวอร์เองสามารถพูดคุยกับอุปกรณ์บนเครือข่ายส่วนตัวได้โดยไม่มีปัญหา

ไดนามิก NAT

Dynamic NAT จะใช้เมื่อคุณมีพูลของที่อยู่ IP สาธารณะที่คุณต้องการกำหนดให้กับอุปกรณ์บนเครือข่ายส่วนตัวของคุณแบบไดนามิก

ไม่ได้ใช้สำหรับการเข้าถึงเว็บเซิร์ฟเวอร์จากภายนอกเครือข่าย แต่เมื่ออุปกรณ์บนเครือข่ายส่วนตัวต้องการเข้าถึงอินเทอร์เน็ตหรือทรัพยากรอื่นที่ไม่ใช่เครือข่ายส่วนตัว อุปกรณ์นั้นจะได้รับที่อยู่ IP สาธารณะรายการใดรายการหนึ่งในกลุ่ม

NAT โอเวอร์โหลด (PAT)

ด้วยองค์ประกอบของ NAT ทั้งแบบสแตติกและไดนามิก รูปแบบโอเวอร์โหลดของ NAT จึงเป็นรูปแบบที่พบได้บ่อยที่สุด และเป็นสิ่งที่เราเตอร์ในบ้านส่วนใหญ่ใช้ เป็นที่รู้จักในชื่อ NAT พร้อม Port Address Translation (PAT) ท่ามกลางชื่ออื่นๆ

ในกรณีส่วนใหญ่ เราเตอร์ของคุณมีที่อยู่ IP สาธารณะหนึ่งที่อยู่ที่กำหนดให้กับมัน แต่อุปกรณ์ทั้งหมดในเครือข่ายของคุณอาจต้องการการเข้าถึงอินเทอร์เน็ต การใช้ NAT โอเวอร์โหลดเราเตอร์จะตั้งค่าการเชื่อมต่อระหว่างที่อยู่ IP สาธารณะและของเซิร์ฟเวอร์ จากนั้นจะส่งแพ็กเก็ตไปยังเซิร์ฟเวอร์ แต่ยังกำหนดพอร์ตปลายทางการส่งคืนด้วย

ซึ่งช่วยให้รู้ว่าแพ็กเก็ตใดมีไว้สำหรับที่อยู่ IP ใดบนเครือข่ายส่วนตัวของคุณ นั่นเป็นส่วนหนึ่งของกระบวนการ PAT โดยบังเอิญ

ประเภท NAT ที่เป็นกรรมสิทธิ์

เพื่อทำให้สิ่งต่าง ๆ ยุ่งเหยิงยิ่งขึ้น บางบริษัทได้ตัดสินใจที่จะใช้การจัดประเภท NAT ของตนเองในเรื่องต่างๆ วิธีนี้ใช้ได้กับเกมคอนโซลเป็นส่วนใหญ่ และคุณจะพบว่าเมื่อคุณทำการทดสอบเครือข่าย จะบอกคุณว่าคุณกำลังใช้บางอย่าง เช่น NAT Type 2 หรือ NAT Type D

การจัดประเภทเหล่านี้เฉพาะสำหรับคอนโซลหรือผู้ผลิตอุปกรณ์ และคุณควรตรวจสอบเอกสารอย่างเป็นทางการของพวกเขาเพื่อดูว่าแต่ละประเภทมีความหมายอย่างไร

การแก้ไขทั่วไปสำหรับปัญหา NAT

สำหรับคนส่วนใหญ่ NAT ทำงานได้อย่างสมบูรณ์และโปร่งใสอย่างสมบูรณ์ อย่างไรก็ตาม บางครั้งก็ทำงานผิดปกติหรือขัดขวาง

เป็นอีกครั้งที่เกมคอนโซลมักจะประสบปัญหา เนื่องจากบริการบางอย่างของพวกเขาต้องการให้เครือข่ายของคุณยอมรับคำขอเข้าถึงที่อยู่ IP สาธารณะของคุณจากภายนอก เนื่องจากการกำหนดค่า NAT มาตรฐานมักไม่อนุญาต ข่าวดีก็คือมีการแก้ไขทั่วไปบางประการที่คุณสามารถลองทำให้ NAT มีข้อจำกัดน้อยลงและอนุญาตให้มีการเชื่อมต่อเข้ามาได้

ขั้นแรก เข้าถึงเราเตอร์ของคุณ (ตามคู่มือ) และตรวจสอบว่า UPnP (ปลั๊กแอนด์เพลย์สากล) เปิดอยู่หรือไม่ คุณลักษณะนี้ช่วยให้แอปพลิเคชันในเครือข่ายท้องถิ่นของคุณสามารถส่งต่อพอร์ตโดยอัตโนมัติโดยที่คุณไม่ต้องวุ่นวายกับการตั้งค่าเครือข่าย ขอแจ้งให้ทราบว่าซอฟต์แวร์ที่เป็นอันตรายบนเครือข่ายของคุณ เช่น มัลแวร์ สามารถใช้ UPnP ได้เช่นกัน ตรวจสอบให้แน่ใจว่าอุปกรณ์ของคุณได้รับการสแกนและล้างทั้งหมดหากคุณใช้ฟังก์ชันนี้

คุณยังมีตัวเลือกในการส่งต่อพอร์ตด้วยตนเอง เพื่อให้อุปกรณ์ที่ต้องการการเชื่อมต่อที่เข้มงวดน้อยกว่าสามารถรับได้เป็นกรณีไป

เป็นเพียงธรรมชาติ

นั่นคือทั้งหมดที่คุณต้องรู้เกี่ยวกับ NAT เพื่อเริ่มต้นใช้งาน หลักการทำงานของ NAT อาจซับซ้อนได้อย่างรวดเร็ว แต่ตราบใดที่คุณเข้าใจสิ่งที่ NAT ทำในระดับสูง และเหตุใดจึงเกิดข้อผิดพลาดในบางครั้ง คุณจะเข้าใจด้วยว่าเหตุใดการแก้ไขบางอย่างจึงใช้ได้ผลหรือไม่ทำงานเมื่อคุณเรียกใช้ สู่ปัญหาเครือข่าย