Estrategias de Optimización IPv4: Funcionamiento de NAT y PAT en Redes
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Conceptos Fundamentales de Redes: Direccionamiento Público, Privado y NAT
1. Direccionamiento de Red: Público vs. Privado
Parte Pública (Internet Global)
Corresponde a toda la red global de Internet y es el lugar donde todos los equipos son visibles. Esto significa que cualquier equipo puede recibir un mensaje directamente de cualquier otro, ya que todos están identificados por direcciones únicas y válidas.
Parte Privada (Red Local)
Es la red que está representada por una o varias direcciones. Las direcciones asignadas a los equipos de esta red son privadas porque pueden ser utilizadas dentro del ámbito de cualquier otra red que funcione de esta forma. Esto significa que un equipo de Internet no puede enviar ningún mensaje a ningún equipo de la red privada porque no se puede especificar su dirección de destino.
2. Network Address Translation (NAT)
NAT (Network Address Translation) se define como una serie de rangos de direcciones que se pueden utilizar en la parte privada de cualquier red. Estos rangos están reservados y no se pueden usar en la parte pública de Internet. A estas direcciones las denominamos privadas y las demás son públicas.
Rangos de Direcciones IP Privadas Reservadas
Los rangos de direcciones IP privadas son:
- Clase A: 10.0.0.0/8
- Clase B: 172.16.0.0/12 (desde 172.16.0.0 hasta 172.31.255.255)
- Clase C: 192.168.0.0/16 (desde 192.168.0.0 hasta 192.168.255.255)
El protocolo NAT debe establecer los mecanismos necesarios para que los equipos de la red privada puedan comunicar con equipos de la red pública. El protocolo NAT se define como un mecanismo que sustituye las direcciones de origen y destino en las cabeceras de los mensajes que se envían. Así, los mensajes que circulan por la red pública incluyen direcciones públicas y no privadas.
Tipos de NAT
- NAT Dinámico: Es la asignación de direcciones públicas conforme se van necesitando.
- NAT Estático: Es la asignación de IP de forma estática, utilizada cuando se necesitan redes públicas específicas.
El uso de NAT se denomina enmascarado y puede ser configurado en muchos equipos que funcionan como encaminadores (routers).
3. Traducción de Direcciones de Puertos (PAT)
11.2.2 Traducción de Direcciones de Puertos
NAT ha demostrado su eficacia en el aprovechamiento del escaso número de direcciones disponibles, pero es posible usar otros métodos con NAT para conseguir que el aprovechamiento sea mayor. Para ello se puede usar el protocolo PAT (Port Address Translation o Traducción de Direcciones de Puertos).
PAT consiste en asignar una única dirección pública a todos los equipos de una misma red privada. A la traducción de direcciones NAT que usa también PAT se le llama Sobrecarga NAT (NAT Overloading).
Con PAT, el ahorro de IPv4 es enorme, ya que una única dirección pública hace referencia a una red completa. Para conseguir este ahorro, el protocolo PAT usa los números de los puertos asociados a los servicios que los equipos utilizan.