네트워크 8. NAT

1. NAT란?

• Network Address Translation의 약자로 주소 변환 기술
• 한 IP 주소를 다른 IP 주소로 바꾸는 기술
• 사설 IP 주소를 공인 IP 주소 또는 공인 IP 주소를 사설 IP 주소로 변환
• IP 주소 부족 문제 해결
  • 주로 사설 네트워크 주소를 사용하는 망에서 외부와의 통신을 위해서 네트워크 주소를 변환하게 됨
• 보안
  • NAT의 특성상 IP를 숨길 수 있음
  • 라우터를 통해 외부로 나갈 때 사설 IP가 공인 IP주소로 바뀌므로 공격자는 라우터 안쪽에 있는 사설 IP를 알 수 없음

2. NAT의 흐름

• Gateway를 통해 외부로 통신 요청
  • Gateway는 A PC의 IP 192.168.0.2를 자신의 공인 IP 33.31.7.100으로 변환하여 외부로 전송
• 121.16.8.98의 응답: 121.16.8.98 PC는 게이트웨이의 주소로 응답
• Gateway에서 A PC로 전달
  • 신호를 보낼 장비를 기억하고 있다가 원래의 요청 PC 아이피로 패킷을 전달

3. Static NAT

• 공인 IP와 사설 IP주소가 1:!로 매칭이 되어 있는 1:1 NAT
• 공인 IP 주소의 절약 효과는 없으나 내부 IP를 숨길 수 있음
• A PC는 공인망으로 나가기 위해  NAT 장비(Gateway)에 패킷을 요청
• NAT 장비는 1번의 패킷을 받아 사설 IP 주소를 공인 IP로 변경
• 요청을 받은 PC는 요청한 장비에게 응답을 보내게 됨
• NAT 장비는 A PC가 보낸 요청을 기억하고 있어 다시 목적지 IP를 공인 IP에서 사설 IP로 변환
• 이렇게 어떤 PC가 요청하는지 기억하는 것을, stateful 하고 있다고 말함
• NAT를 수행하는 장비들은 다른 말로 Session 장비라고도 부름
• 이것은 NAT를 실시한 내역을 Session Table에 저장해 내역을 기록하기 때문

4. Dynamic NAT

• Dynamic NAT를 Static NAT와 다르게 여러 개의 공인 IP와 여러 개의 사설 IP가 있을 때 사용
• M:N으로 맵핑되어 사용
• 대부분 공인 IP주소가 사설 IP주소보다 적을 때 사용
• 사설 IP주소는 여러 개의 공인 IP 중 사용되지 않는 주소와 매핑되어 사용되며 이러한 방법은 PAT이 나오기 전에 사용
• 공인 IP가 3개인 상황을 가정해보자
  • A PC가 A Server와 통신할 때 공인 IP 하나를 이용해 NAT가 이루어짐
  • A PC가 통신을 하고 있으니 남아 있는 공인 IP는 2개가 됨
  • B PC가 B Server와 통신할 때 다른 공인 IP 하나를 사용해 NAT
  • 이제 남은 공인 IP는 한 개가 됨
  • 남은 하나의 공인 IP를 C PC가 C Server와 통신할 때 사용
  • C PC가 C Server와 토인 할 때 또 다른 공인 IP를 사용해 NAT
  • D PC가 통신을 시도하지만 남아있는 공인 IP가 없어 통신 불가
• Dynamic NAT는 공인 IP의 개수에 따라 기다려야 하는 PC가 생김
• 이러한 단점을 보완하기 위해 고안한 방법이 포트 번호를 사용해 NAT 하는 방법

5. PAT

• Port Address Translation으로 하나의 공인 IP와 여러 개의 사설 IP를 포트번호를 이용해 NAT을 사용하는 1:N 방식의 NAT
• 여러 대의 내부망 PC가 라우터를 통해 웹 서버에 접근할 때 NAT Table에 포트 번호를 이용해 어떤 PC에서 요청이 들어왔는지 구분
• PAT은 NAT 장비가 사용자로부터 패킷을 전달받아 NAT를 실시할 때, 출발지 포트를 임의로 변경하는 방식으로 사용자 구분