Network Address Translation (NAT) permite a las redes privadas usar direcciones IP privadas al traducirlas a direcciones públicas cuando se comunican con recursos externos. Esto ayuda a aliviar la escasez de direcciones IP públicas y mejora la seguridad al ocultar la topología interna. NAT funciona traduciendo las direcciones IP y, a veces, los puertos en la comunicación entre redes internas y externas. Sin embargo, NAT también presenta limitaciones para algunos protocolos y cuando los paquetes están cifrados.

1. Network Address
Translation (NAT)
Carlos Vicente
cvicente@ns.uoregon.edu

2. NAT: Necesidad
Escasez de direcciones IP reales
• Esta idea es aún debatible, pero…
• El hecho de que Internet empezó en
E.E.U.U significó una repartición
desbalanceada
Dificultad en obtener bloques
• Necesidad de NICs regionales
Ver LACNIC:
• http://www.lacnic.net

3. NAT: Necesidad
Seguridad
• Los bloques RFC-1918 no son ‘enrutados’
Los routers suelen bloquear cualquier paquete con
estas direcciones en origen o destino
Ningún AS debe publicar estos bloques
• Se enmascara la topología de la red interna
Gestión
• Protegerse de los cambios de bloques del ISP

4. RFC 1918
Asigna varios bloques para uso
interno y privado
10.0.0.0 - 10.255.255.255 (10/8 prefix)
172.16.0.0 - 172.31.255.255 (172.16/12 prefix)
192.168.0.0 - 192.168.255.255 (192.168/16 prefix)
¿Consecuencias de usar o no usar estos
bloques?

5. Funcionamiento
NAT básico
• Una sola dirección pública
El router recibe el paquete y cambia la
dirección origen (O) con la dirección pública
(P) y reenvía el paquete al destino (D)
Inserta una entrada en su tabla dinámica
• D -> O
Recibe el paquete de vuelta, busca la
dirección remota en su tabla (D), cambia la
dirección destino (P) por la original (O)

6. Terminología (Cisco)
Inside Local, Inside Global
Outside Local, Outside Global

7. Terminología (Cisco)

8. Funcionamiento
Problema:
• Qué pasa si dos máquinas locales
acceden a la misma máquina remota
simultáneamente?
La tabla contendrá
• D -> O1
• D -> O2
A quién le devuelvo el paquete?

9. NAT múltiple
Utiliza un rango de direcciones
públicas para traducir
• Cada nuevo paquete saliente con
dirección origen O1, 02…,On es traducido
en P1, P2…,Pn etc
Permite que n máquinas internas
accedan a un mismo servidor
simultáneamente

10. NAPT/PAT
NAPT = Network Address Port Translation
Otra solución es agregar más información a la
tabla
• Traducir también los números de puerto origen y destino

11. NAPT/PAT
NAT múltiple y NAPT se pueden combinar
• Cisco utiliza el comando ‘overload’, con el que el
router utiliza otra dirección del rango sólo si ha
mapeado todos los puertos de la primera dirección
en su tabla

12. NAT/PAT estático
Se configura una relación fija entre
una dirección privada y una pública
• Generalmente sólo es necesario cuando
se quiere proveer un servicio desde la
red interna
• Los puertos no tienen que coincidir
necesariamente
Ej: 192.168.0.5:80 -> 203.132.165.9:8080
Los firewalls suelen usar esta técnica

13. Limitaciones
• Protocolos que incluyen direcciones IP y
números de puerto en su campo de datos
ICMP (Destination Unreachable)
FTP (incluye dirección y puerto del cliente para
conexión de datos)
H.323, SIP (videoconferencia, VOIP)
RealAudio
SNMP en algunos casos
X-Windows
• Las nuevas implementaciones resuelven
algunos de éstos
El router tiene que inspeccionar el contenido del
paquete IP (más carga de procesamiento)

14. Problemas con cifrado
TCP header checksum
• Direcciones IP en su pseudo-cabecera
Calcula un checksum de ésta
• Como las direcciones cambian, el
checksum tiene que ser recalculado
Qué pasa si está cifrado?
• Caso SSH/SSL vs. IPSEC end-to-end

15. Consideraciones
Decisión de usar NAT debe tomar en
cuenta la relación costo/beneficio
• Qué tanto pesan las ventajas obtenidas
en comparación con
Complejidad
Incapacidad para proveer ciertos servicios
Gestión más difícil
Descontento de usuarios

16. Más información
Documentos IETF (www.ietf.org)
• RFC-1918: Address Allocation for Private Internets
• RFC-1631:The IP Network Address Translator (NAT)
• RFC-2993: Architectural Implications of NAT
• RFC-3027: Protocol Complications with the IP Network
Address Translator
The Trouble with NAT, Internet Protocol Journal
(Cisco)
• http://www.cisco.com/en/US/about/ac123/ac147/ac174
/ac182/about_cisco_ipj_archive_article09186a00800c83
ec.html