Características de NAT

1. Espacio de Direcciones IPv4 Privadas

Como sabes, no hay suficientes direcciones IPv4 públicas para asignar una dirección única a cada dispositivo conectado a Internet. Las redes suelen implementarse mediante el uso de direcciones IPv4 privadas, según se definen en RFC 1918. El rango de direcciones incluido en RFC 1918 se incluye en la siguiente tabla. Es muy probable que la computadora que utilizas para ver este curso tenga asignada una dirección privada.

Las direcciones privadas de Internet están definidas en RFC 1918

Clase	Rango de Direcciones Internas RFC 1918	Prefijo
A	10.0.0.0 – 10.255.255.255	10.0.0.0/8
B	172.16.0.0 – 172.31.255.255	172.16.0.0/12
C	192.168.0.0 – 192.168.255.255	192.168.0.0/16

Estas direcciones privadas se utilizan dentro de una organización o un sitio para permitir que los dispositivos se comuniquen localmente. Sin embargo, debido a que estas direcciones no identifican a una sola empresa u organización, las direcciones IPv4 privadas no se pueden enrutar a través de Internet. Para permitir que un dispositivo con una dirección IPv4 privada acceda a recursos y dispositivos fuera de la red local, primero se debe traducir la dirección privada a una dirección pública.

NAT proporciona la traducción de direcciones privadas a direcciones públicas, como se muestra en la figura. Esto permite que un dispositivo con una dirección IPv4 privada acceda a recursos fuera de su red privada, como los que se encuentran en Internet. NAT, combinado con direcciones IPv4 privadas, ha sido el método principal para preservar las direcciones IPv4 públicas. Se puede compartir una única dirección IPv4 pública entre cientos o incluso miles de dispositivos, cada uno configurado con una dirección IPv4 privada exclusiva.

Sin NAT, el agotamiento del espacio de direcciones IPv4 habría ocurrido mucho antes del año 2000. Sin embargo, NAT tiene limitaciones y desventajas, que se explorarán más adelante en este módulo. La solución al agotamiento del espacio de direcciones IPv4 y a las limitaciones de NAT es la transición final a IPv6.

2. ¿Qué es NAT?

NAT tiene muchos usos, pero el principal es conservar las direcciones IPv4 públicas. Esto se logra al permitir que las redes utilicen direcciones IPv4 privadas internamente y al proporcionar la traducción a una dirección pública solo cuando sea necesario. NAT tiene el beneficio percibido de agregar un grado de privacidad y seguridad a una red, ya que oculta las direcciones IPv4 internas de redes externas.

Los routers con NAT habilitada se pueden configurar con una o más direcciones IPv4 públicas válidas. Estas direcciones públicas se conocen como “NAT pool”. Cuando un dispositivo interno envía tráfico fuera de la red, el router con NAT habilitada traduce la dirección IPv4 interna del dispositivo a una dirección pública del conjunto de NAT. Para los dispositivos externos, todo el tráfico entrante y saliente de la red parece tener una dirección IPv4 pública del pool de direcciones proporcionado.

En general, los routers NAT funcionan en la frontera de una red de rutas internas. Una red stub es una o más redes con una única conexión a su red vecina, una entrada y una salida de la red. En el ejemplo de la ilustración, el R2 es un router de frontera. Visto desde el ISP, el R2 forma una red stub.

Cuando un dispositivo dentro de la red stub desea comunicarse con un dispositivo fuera de su red, el paquete se reenvía al router de frontera. El router de frontera realiza el proceso de NAT, es decir, traduce la dirección privada interna del dispositivo a una dirección pública, externa y enrutable.

3. Cómo Funciona NAT

En este ejemplo, la PC1 con la dirección privada 192.168.10.10 desea comunicarse con un servidor web externo con la dirección pública 209.165.201.1.

Haz clic en el botón Reproducir de la figura para iniciar la animación.

4. Terminología de NAT

Según la terminología de NAT, la red interna es el conjunto de redes sujetas a traducción. La red externa se refiere a todas las otras redes.

Cuando se usa NAT, las direcciones IPv4 tienen diferentes designaciones en función de si están en la red privada o en la red pública (internet), y si el tráfico es entrante o saliente.

NAT incluye cuatro tipos de direcciones:

• Dirección local interna
• Dirección global interna
• Dirección local externa
• Dirección global externa

Al determinar qué tipo de dirección se utiliza, es importante recordar que la terminología de NAT siempre se aplica desde la perspectiva del dispositivo con la dirección traducida:

• Dirección interna: – la dirección del dispositivo que NAT está traduciendo.
• Dirección externa: – la dirección del dispositivo de destino.

NAT también usa los conceptos de local o global con relación a las direcciones:

• Dirección local: -una dirección local es cualquier dirección que aparece en la parte interna de la red.
• Dirección global: – una dirección global es cualquier dirección que aparece en la parte externa de la red.

Los términos “interna” y “externa” se combinan con los términos “global” y “local” para hacer referencia a direcciones específicas. El router NAT, R2 en la figura, es el punto de demarcación entre las redes internas y externas. R2 está configurado con un pool de direcciones públicas para asignar a los hosts internos. Consulta la tabla de red y NAT de la figura para obtener la siguiente explicación de cada uno de los tipos de direcciones NAT.

PC1 tiene una dirección local interna de 192.168.10.10. Desde la perspectiva de la PC1, el servidor web tiene la dirección externa 209.165.201.1. Cuando se envían los paquetes de la PC1 a la dirección global del servidor web, la dirección local interna de la PC1 se traduce al 209.165.200.226 (dirección global interna). La dirección del dispositivo externo generalmente no se traduce porque esa dirección suele ser una dirección IPv4 pública.

Observa que la PC1 tiene distintas direcciones locales y globales, mientras que el servidor web tiene la misma dirección IPv4 pública en ambos casos. Desde la perspectiva del servidor web, el tráfico que se origina en la PC1 parece provenir de 209.165.200.226, la dirección global interna.

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