درس ۳ از ۱۰

NAT و PAT در مرز اینترنت

در مرحله «مسیریابی و اینترنت» حالا به NAT و PAT در مرز اینترنت رسیده‌ایم؛ این موضوع را با مثال‌های واقعی باز می‌کنیم تا بدانی در مرز اینترنت و Routing شبکه کجا با آن روبه‌رو می‌شوی و اگر درست کار نکرد، چه نشانه‌هایی برای ادامه عیب‌یابی ارزش دارند در این درس موضوع را در مسیر واقعی عبور داده بررسی می‌کنیم؛ از Link و Frame تا IP، Route و Service؛ هدف این است که بدانی هر مفهوم در کدام لایه تصمیم می‌گیرد، چه اطلاعاتی برای بررسی آن لازم است و چگونه از روی شواهد تشخیص بدهی مشکل در همان بخش است یا در لایه دیگری قرار دارد؛ این نگاه مرحله‌ای پایه عیب‌یابی شبکه حرفه‌ای است

این درس برای مطالعه کامل نوشته شده است

با حوصله بخوان، مثال‌ها را تحلیل کن و تمرین‌ها را انجام بده؛ هدف حفظ کردن تعریف‌ها نیست

Source NAT مبدأ Client داخلی را تغییر می‌دهد

NAT نشانی‌ها را هنگام عبور از روتر ترجمه می‌کند و در مرز اینترنت معمولاً Private IP را به Public IP تبدیل می‌کند؛ در عیب‌یابی Source/Destination و تطبیق Rule را بررسی کن NAT جای Firewall یا Routing نیست و هر سه نقش جدا دارند NAT نشانی یا Port را هنگام عبور Packet تغییر می‌دهد و با Routing یا Firewall یک مفهوم نیست؛ Source NAT معمولاً برای تغییر هویت مبدأ هنگام خروج و Destination NAT برای هدایت ترافیک ورودی به مقصد دیگری استفاده می‌شود؛ در عیب‌یابی باید ترتیب عبور Packet، Route قبل و بعد از ترجمه، Rule مطابق با جهت ترافیک و وجود مسیر برگشت بررسی شود، چون Rule درست روی مسیر اشتباه نتیجه مورد انتظار را نمی‌دهد نکته‌ای که هنگام پشتیبانی نباید از آن عبور کنی این است که Routing تصمیم می‌گیرد Packet برای شبکه‌های غیرمحلی از کدام مسیر خارج شود؛ Routeهای مشخص‌تر بر Routeهای عمومی‌تر ترجیح دارند و Default Route فقط آخرین انتخاب برای مقصدهای ناشناخته است؛ در اینترنت سازمانی علاوه بر Route، NAT، Firewall و DNS نیز دخیل‌اند و باید نقش هر کدام جداگانه بررسی شود

PAT چند Session را با Port جدا نگه می‌دارد

Port عدد منطقی داخل TCP یا UDP است که سرویس مقصد را مشخص می‌کند؛ برای تست سرویس باید IP مقصد، پروتکل و Port را با هم بدانیم Port فیزیکی Switch با Port نرم‌افزاری TCP/UDP یکی نیست PAT چند اتصال با IPهای داخلی مختلف را با استفاده از Portها روی یک Public IP مشترک نگاشت می‌کند؛ Masquerade رایج در روترهای کوچک نمونه‌ای از این رفتار است تعداد Session و Timeout می‌تواند در بار بالا مهم شود NAT نشانی یا Port را هنگام عبور Packet تغییر می‌دهد و با Routing یا Firewall یک مفهوم نیست؛ Source NAT معمولاً برای تغییر هویت مبدأ هنگام خروج و Destination NAT برای هدایت ترافیک ورودی به مقصد دیگری استفاده می‌شود؛ در عیب‌یابی باید ترتیب عبور Packet، Route قبل و بعد از ترجمه، Rule مطابق با جهت ترافیک و وجود مسیر برگشت بررسی شود، چون Rule درست روی مسیر اشتباه نتیجه مورد انتظار را نمی‌دهد نکته‌ای که هنگام پشتیبانی نباید از آن عبور کنی این است که Routing تصمیم می‌گیرد Packet برای شبکه‌های غیرمحلی از کدام مسیر خارج شود؛ Routeهای مشخص‌تر بر Routeهای عمومی‌تر ترجیح دارند و Default Route فقط آخرین انتخاب برای مقصدهای ناشناخته است؛ در اینترنت سازمانی علاوه بر Route، NAT، Firewall و DNS نیز دخیل‌اند و باید نقش هر کدام جداگانه بررسی شود

State برای Traffic برگشتی استفاده می‌شود

State برای Traffic برگشتی استفاده می‌شود در NAT و Firewallهای Stateful، Session ایجادشده کمک می‌کند بسته برگشتی به ارتباط اصلی نسبت داده شود؛ پاک شدن State یا مسیر نامتقارن می‌تواند رفتار را تغییر دهد NAT نشانی یا Port را هنگام عبور Packet تغییر می‌دهد و با Routing یا Firewall یک مفهوم نیست؛ Source NAT معمولاً برای تغییر هویت مبدأ هنگام خروج و Destination NAT برای هدایت ترافیک ورودی به مقصد دیگری استفاده می‌شود؛ در عیب‌یابی باید ترتیب عبور Packet، Route قبل و بعد از ترجمه، Rule مطابق با جهت ترافیک و وجود مسیر برگشت بررسی شود، چون Rule درست روی مسیر اشتباه نتیجه مورد انتظار را نمی‌دهد اگر بخواهی این بخش را از حالت تعریف به مهارت عملی تبدیل کنی، Routing تصمیم می‌گیرد Packet برای شبکه‌های غیرمحلی از کدام مسیر خارج شود؛ Routeهای مشخص‌تر بر Routeهای عمومی‌تر ترجیح دارند و Default Route فقط آخرین انتخاب برای مقصدهای ناشناخته است؛ در اینترنت سازمانی علاوه بر Route، NAT، Firewall و DNS نیز دخیل‌اند و باید نقش هر کدام جداگانه بررسی شود نکته‌ای که هنگام پشتیبانی نباید از آن عبور کنی این است که برای تحلیل مسیر از مبدأ تا مقصد، ابتدا Default Gateway Client، سپس Routeهای Router و در صورت وجود چند Router مسیرهای بین آن‌ها را بررسی کن؛ بعد مسیر برگشت را نیز دنبال کن؛ Traceroute می‌تواند سرنخ بدهد اما نبود پاسخ در یک Hop لزوماً به معنی قطع همان نقطه نیست چون بعضی تجهیزات پیام‌های تشخیصی را محدود می‌کنند

ترتیب Ruleها مهم است

در بسیاری از Firewallها و NATها Ruleها از بالا به پایین ارزیابی می‌شوند و اولین Match می‌تواند نتیجه را تعیین کند؛ Rule درست در جای اشتباه ممکن است هرگز اجرا نشود NAT نشانی یا Port را هنگام عبور Packet تغییر می‌دهد و با Routing یا Firewall یک مفهوم نیست؛ Source NAT معمولاً برای تغییر هویت مبدأ هنگام خروج و Destination NAT برای هدایت ترافیک ورودی به مقصد دیگری استفاده می‌شود؛ در عیب‌یابی باید ترتیب عبور Packet، Route قبل و بعد از ترجمه، Rule مطابق با جهت ترافیک و وجود مسیر برگشت بررسی شود، چون Rule درست روی مسیر اشتباه نتیجه مورد انتظار را نمی‌دهد در یک شبکه یا سیستم واقعی، این موضوع زمانی روشن می‌شود که برای تحلیل مسیر از مبدأ تا مقصد، ابتدا Default Gateway Client، سپس Routeهای Router و در صورت وجود چند Router مسیرهای بین آن‌ها را بررسی کن؛ بعد مسیر برگشت را نیز دنبال کن؛ Traceroute می‌تواند سرنخ بدهد اما نبود پاسخ در یک Hop لزوماً به معنی قطع همان نقطه نیست چون بعضی تجهیزات پیام‌های تشخیصی را محدود می‌کنند

NAT مشکل Route یا DNS را حل نمی‌کند

DNS نام را به اطلاعاتی مانند IP تبدیل می‌کند تا کاربر مجبور نباشد نشانی عددی سرویس‌ها را حفظ کند؛ اگر IP مقصد کار می‌کند ولی نام نه، Query DNS را جداگانه آزمایش کن پاک کردن Cache ممکن است کمک کند اما جای بررسی Record، Resolver و مسیر DNS را نمی‌گیرد DNS سامانه نام‌گذاری توزیع‌شده‌ای است که نام را به داده‌هایی مانند IP مرتبط می‌کند و بسیاری از سرویس‌های سازمانی به Name Resolution درست وابسته‌اند؛ خطای DNS ممکن است در ظاهر شبیه قطعی شبکه یا خرابی برنامه دیده شود، بنابراین باید جداگانه بررسی شود که Client به DNS Server درست اشاره می‌کند، Query پاسخ می‌گیرد، Zone و Record مورد نیاز وجود دارند و زمان و دامنه جست‌وجو با طراحی شبکه سازگارند Router زمانی وارد مسیر می‌شود که مقصد خارج از شبکه محلی باشد و جدول Routing تعیین می‌کند Packet از کدام Next Hop یا Interface عبور کند؛ Default Route فقط مسیر پیش‌فرض برای مقصدهایی است که Route مشخص‌تری ندارند؛ در بررسی مشکل باید Routeهای موجود، Prefix هر Route، Gateway یا Next Hop، وضعیت Interface و مسیر برگشت را هم دید، چون رسیدن Packet به مقصد بدون مسیر برگشت معتبر ارتباط پایدار ایجاد نمی‌کند

مثال محیط واقعی

فرض کن در مرز اینترنت و Routing شبکه مشکلی گزارش شده و احتمال می‌دهی به NAT و PAT در مرز اینترنت مربوط باشد. قبل از تغییر، وضعیت فعلی را با Route Table، ping، tracert، NAT و Firewall بررسی می‌کنی و نتیجه را با یک حالت سالم یا مستند معتبر مقایسه می‌کنی. اگر شواهد فرضیه را تأیید کردند، فقط همان بخش مرتبط را تغییر می‌دهی و بعد همان تست را دوباره اجرا می‌کنی تا مطمئن شوی مشکل واقعاً برطرف شده است

اشتباهات رایج

این اشتباه‌ها را تکرار نکن

  • NAT جای Firewall یا Routing نیست و هر سه نقش جدا دارند
  • در بسیاری از Firewallها و NATها Ruleها از بالا به پایین ارزیابی می‌شوند و اولین Match می‌تواند نتیجه را تعیین کند؛ Rule درست در جای اشتباه ممکن است هرگز اجرا نشود
  • تغییر دادن تنظیمات مرتبط با NAT و PAT در مرز اینترنت قبل از اینکه مطمئن شوی مشکل واقعاً به همین بخش مربوط است
تمرین عملی

حالا خودت انجام بده

  1. در یک نمونه آزمایشی مرتبط با NAT و PAT در مرز اینترنت، فقط وضعیت فعلی را مشاهده کن و سه نکته‌ای را که برای تشخیص حالت سالم مهم‌اند یادداشت کن
  2. با Route Table، ping، tracert، NAT و Firewall وضعیت مرتبط با NAT و PAT در مرز اینترنت را بدون تغییر بررسی کن، سه داده واقعی جمع کن و توضیح بده هرکدام چه چیزی به تو می‌گویند
  3. یک خطای فرضی مرتبط با NAT و PAT در مرز اینترنت بنویس و مشخص کن اولین تست کم‌خطر تو چیست و چه نتیجه‌ای فرضیه‌ات را رد می‌کند

نکته‌هایی که باید با خودت ببری

  • Source NAT مبدأ Client داخلی را تغییر می‌دهد
  • PAT چند Session را با Port جدا نگه می‌دارد
  • State برای Traffic برگشتی استفاده می‌شود
  • ترتیب Ruleها مهم است
  • NAT مشکل Route یا DNS را حل نمی‌کند
  • قبل از تغییر Default Route، NAT یا WAN دسترسی جایگزین و Rollback را مشخص کن
خودسنجی

قبل از رفتن به درس بعد، جواب را برای خودت توضیح بده

این نکته را با یک مثال توضیح بده: Source NAT مبدأ Client داخلی را تغییر می‌دهد. بعد بگو در عمل چطور آن را بررسی می‌کنی.

NAT نشانی‌ها را هنگام عبور از روتر ترجمه می‌کند و در مرز اینترنت معمولاً Private IP را به Public IP تبدیل می‌کند؛ در عیب‌یابی Source/Destination و تطبیق Rule را بررسی کن

این نکته را با یک مثال توضیح بده: PAT چند Session را با Port جدا نگه می‌دارد. بعد بگو در عمل چطور آن را بررسی می‌کنی.

PAT چند اتصال با IPهای داخلی مختلف را با استفاده از Portها روی یک Public IP مشترک نگاشت می‌کند؛ Masquerade رایج در روترهای کوچک نمونه‌ای از این رفتار است

این نکته را با یک مثال توضیح بده: State برای Traffic برگشتی استفاده می‌شود. بعد بگو در عمل چطور آن را بررسی می‌کنی.

در NAT و Firewallهای Stateful، Session ایجادشده کمک می‌کند بسته برگشتی به ارتباط اصلی نسبت داده شود؛ پاک شدن State یا مسیر نامتقارن می‌تواند رفتار را تغییر دهد

مطالعه درس همیشه عمومی است

برای ذخیره پیشرفت، دوره را رسمی شروع کن

با ثبت‌نام، تکمیل درس‌ها و نمره آزمون روی حساب ذخیره می‌شود

ثبت‌نام و شروع رسمی