Bạn có thể đã nghe về cái gọi là Địa chỉ IP – nếu chưa, hãy bắt đầu bằng bài viết giải thích khái niệm đó – nhưng cho bài viết này về NAT (Network Address Translation), bạn cần biết địa chỉ IP là hữu hạn. Bạn cũng không thể có hai thiết bị trên mạng với cùng địa chỉ IP.
Vấn đề là các mạng khác nhau, như mạng gia đình của bạn và máy tính trên internet nói chung, sẽ chắc chắn có cùng địa chỉ IP hoặc không tương thích về cách thiết lập địa chỉ mạng. NAT giải quyết cả hai vấn đề: khan hiếm địa chỉ IP và các mạng không tương thích cần giao tiếp với nhau.
Đa số thời gian bạn không cần lo lắng về nó, nhưng đôi khi sự cố internet của bạn do NAT hoạt động sai gây ra. Vì vậy, hiểu cơ bản NAT là gì và cách nó hoạt động có thể giúp giải quyết vấn đề.
NAT xảy ra ở đâu?
Đối với người dùng thông thường như chúng ta, NAT là công việc do router xử lý. Router có địa chỉ IP do nhà cung cấp dịch vụ gán. Đó là địa chỉ mà phần còn lại của internet thấy. Mọi thiết bị trên mạng gia đình được gán địa chỉ IP riêng tư, đó là thứ chúng dùng để nói chuyện với nhau.
Khi thiết bị trong mạng muốn giao tiếp với thế giới bên ngoài, router thay mặt nó. Router có địa chỉ IP công khai, mà mọi người khác thấy. Nó theo dõi địa chỉ IP riêng nào yêu cầu lưu lượng gì và đảm bảo gói dữ liệu được định tuyến đến đúng thiết bị.
Địa chỉ IP riêng tư so với công khai
Trước khi đi vào các loại NAT bạn sẽ gặp, better to quickly thảo luận về địa chỉ IP riêng và công khai.
Theo quy ước, một số dải địa chỉ IP được dành riêng cho mục đích cụ thể. Địa chỉ IP công khai dành cho thiết bị face-to-internet như router hoặc web server. ISP cấp địa chỉ IP công khai cho router của bạn và đó là địa chỉ tất cả người ngoài trên web thấy. Thông thường địa chỉ IP riêng là kiểu 192.168.0.X hoặc 10.1.1.X, nhưng khác nhau tùy router. Mặc dù địa chỉ riêng phải duy nhất trong mạng riêng, chúng gần như chắc chắn giống nhau giữa các mạng riêng.
Địa chỉ IP công khai, như đã nói, là địa chỉ mọi người khác trên internet thấy. Khi bạn truy cập trang web, trình duyệt của bạn kết nối với địa chỉ IP công khai của nó. Thông thường, router gia đình không cho phép truy cập trực tiếp qua địa chỉ IP công khai của nó nếu không phải do nó khởi tạo. Nghĩa là bạn không thể gõ địa chỉ công khai của router bạn bè và truy cập thiết bị trong mạng của họ.
Tuy nhiên, một số dịch vụ web và thiết bị, như console game, cần cách tiếp cận cởi mở hơn. Đây là nơi các loại NAT khác nhau phát huy tác dụng. Thường vấn đề phát sinh do loại NAT của kết nối bạn sai cho loại dịch vụ bạn đang dùng. Chúng ta sẽ nói chi tiết hơn về các loại NAT tiếp theo.
Các loại NAT
Mặc dù ý tưởng cơ bản về NAT không quá phức tạp, trong thực tế có nhiều sắc thái về cách nó thực sự hoạt động. Có nhiều loại NAT phù hợp cho nhu cầu dịch địa chỉ khác nhau.
Static NAT (NAT tĩnh)
Kiểu NAT tĩnh ánh xạ một địa chỉ IP riêng cụ thể đến một địa chỉ IP công khai cụ thể. Với Static NAT, có thể truy cập trực tiếp thiết bị được ánh xạ đến địa chỉ công khai.
Đây là loại NAT dùng cho web server cũng nằm trong mạng riêng. Khi truy cập server qua ánh xạ tĩnh này, bạn không thể truy cập các thiết bị khác trong mạng riêng của nó. Tuy nhiên, chính server có thể nói chuyện với thiết bị trong mạng riêng của nó không vấn đề gì.
Dynamic NAT (NAT động)
Dynamic NAT dùng khi bạn có một pool địa chỉ IP công khai muốn gán động cho thiết bị trong mạng riêng.
Điều này không dùng để truy cập web server từ bên ngoài mạng. Thay vào đó, khi thiết bị trong mạng riêng muốn truy cập internet hoặc tài nguyên không trong mạng riêng, nó được gán một trong các địa chỉ IP công khai trong pool.
NAT Overload (PAT)
Kết hợp yếu tố của cả Static và Dynamic NAT, kiểu NAT overload là phổ biến nhất và chính là thứ hầu hết router gia đình dùng. Nó được biết đến như NAT với Port Address Translation (PAT) среди các tên khác.
Trong hầu hết trường hợp, router của bạn có một địa chỉ IP công khai được gán, nhưng tất cả thiết bị trong mạng đều muốn truy cập internet. Sử dụng NAT overload, router thiết lập kết nối giữa địa chỉ IP công khai của nó và của server. Sau đó nó gửi gói tin đến server, nhưng cũng gán cổng đích trả về.
Điều này giúp nó biết gói tin nào dành cho địa chỉ IP nào trong mạng riêng của bạn. Đó chính là phần PAT của quá trình.
Các loại NAT độc quyền
Làm mọi thứ thêm phức tạp, một số công ty quyết định gán phân loại NAT riêng của họ. Điều này chủ yếu áp dụng cho console game và bạn sẽ thấy khi làm test mạng, nó sẽ báo bạn dùng loại như NAT Type 2 hoặc NAT Type D.
Các phân loại này dành riêng cho nhà sản xuất console hoặc thiết bị và bạn nên kiểm tra tài liệu chính thức của họ để hiểu từng phân loại thực sự có nghĩa gì.
Các sửa lỗi phổ biến cho vấn đề NAT
Đa số thời gian, đối với hầu hết mọi người, NAT hoạt động hoàn hảo và minh bạch. Tuy nhiên, đôi khi nó lỗi hoặc cản trở.
Một lần nữa, console game có khả năng gặp vấn đề nhất, vì một số dịch vụ của chúng cần mạng chấp nhận yêu cầu truy cập đến địa chỉ IP công khai từ bên ngoài, vì cấu hình NAT tiêu chuẩn thường không cho phép điều này. Tin tốt là có một vài sửa lỗi phổ biến bạn có thể thử để làm NAT ít hạn chế hơn và cho phép kết nối đến.
Trước hết, truy cập router (theo hướng dẫn) và kiểm tra xem UPnP (universal plug and play) có được bật không. Tính năng này cho phép ứng dụng trong mạng cục bộ tự động chuyển tiếp cổng mà bạn không cần loay hoay với cài đặt mạng. Chỉ lưu ý rằng bất kỳ phần mềm độc hại nào trong mạng, như malware, cũng có thể tận dụng UPnP. Hãy chắc chắn mọi thiết bị đều được quét và sạch nếu bạn dùng tính năng này.
Bạn cũng có tùy chọn làm port forwarding thủ công, để các thiết bị cần kết nối ít chặt chẽ hơn có thể lấy được trên cơ sở từng trường hợp.
Chỉ là NATural thôi
Đó là tất cả bạn cần biết về NAT để bắt đầu. Các chi tiết kỹ thuật thực sự của cách NAT hoạt động có thể phức tạp nhanh chóng, nhưng miễn là bạn hiểu NAT làm gì ở mức cao và tại sao nó đôi khi sai, bạn cũng sẽ hiểu tại sao một số sửa lỗi hoạt động hoặc không khi gặp sự cố mạng.