Konu: NAT Nedir? Ne İşe Yarar?

Sabit NAT (Static NAT)

Bu NAT tipinde NAT ayarımızı her yerel IP adresimizi ayrı ayrı gerçek IP adreslerine eşleyerek yapıyoruz. Yani mesela 192.168.1.20 numaralı yerel IP'mizi internete bakan arayüzümüzdeki 85.99.230.15 numaralı IP ile NAT yapmasını istiyoruz. 10.0.0.31'i de başka bir IP adresi ile... Bu şekilde herkese ayrı ayrı IP adresi vermiş oluyoruz. Bunu iç taraftan dış tarafa, dış taraftan iç tarafa çevirim olacak şekilde ayarlamamız mümkün.

Yukarıda sabit (static) NAT örneğini görebilirsiniz. Yönlendiricinin dış tarafa bakan 3 tane seri arayüzü var. İçeride ise 1 tane ethernet arayüzü var. Sabit NAT iç taraftan gelen istekleri tablodaki kayıtlara göre eşler ve internete çıkarır.

Değişken NAT (Dynamic NAT)

Sabit NAT'a benzer. Bu tip NAT ayarında bir IP adres havuzumuz bulunuyor. Mesela Telekom'dan gidip 85.99.230.10 ile 85.99.230.20 aralığını aldığımızı düşünelim. İçeride de 50 tane kullanıcı olduğunu varsayarsak internete çıkmak isteyenler boşta olan herhangi bir IP adresinden dışarı çıkacaklardır. Tabi kullanıcılar hangi IP adresinden çıkacaklarına karar verme yetkisine sahip değildirler. Yoğunluğa göre NAT ayarını yaptığımız cihaz buna karar verecektir.


Sabit ve Değişken NAT işlemi şu sıra ile gerçekleşir;
1- İç taraftan bir istemci dış taraftan bir web sunucusuna bağlanmak ister.

2- İlk paket yönlendiriciye geldiğinde, yönlendirici NAT tablosuna bakar.
3- Resimde olduğu gibi statik olarak biz bir eşleme girmişsek, yönlendirici ilgili IP adresi ile çevirme işlemini yapar ve gerekli yere yönlendirir. Girmemişsek IP adresi havuzumuzdan boşta duran bir IP adresi ile eşleştirir. Bu durumda sadece geçerli olan bağlantı için tabloya bir eşleme kaydı girilir.
4- Web sunucu paketi alır ve bizim dış taraftaki ilgili IP adresine cevap gönderir çünkü çevirim olmuştur ve web sunucusunun bizim iç taraftaki ağımızdan haberi yoktur.
5- Yönlendirici, tablosundaki iç taraf - dış taraf eşlemelerine bakar ve bu paketi iç taraftaki gerekli yere yönlendirir.
6- Bundan sonra bağlantı bitene kadar bu şekilde devam edecektir. Bittiğinde değişken (dynamic) NAT yapılmışsa bu kayıt bir dahaki bağlantıya kadar tablodan silinir.

Port Adres Çevirimi (Port Address Translation)

Bir başka ismi de Overloading'dir (Fazla yükleme). Bunda bir tane halka açık (public) IP adresimiz oluyor ve içeride bulunan istemciler dışarı bu IP adresini kullanarak çıkıyorlar. Burada tek fark iç tarafın kullandığı port ile NAT işleminden sonra dış tarafın kullandığı port (kapı) numarasının birbirlerinden farklı olmasıdır. Burada port'un ne olduğunu biraz açıklamak gerekir. Normalde istemciler bir yer ile bağlantı kurduğunda (mesela bir HTTP sunucu) onun 80 numaralı portuna (kapı) gider. Buna hedef port (destination port) deriz. Ama buraya giderken kendilerinden de bir port açarlar. Buna da kaynak port (source port) deriz. Kaynak port 1024 ile 65535 arasında herhangi bir port olabilir. TCP oturumu (TCP Session) kurulması için bu gereklidir. Buna siz değil kullandığınız yazılım veya donanım karar verir.

Port Adres Çevirimini açıklayacak olursak, ağımızda sırasıyla şu adımlar izlenir.

• 1- İç taraftan bir istemci dış taraftan bir HTTP sunucusuna bağlanmak ister.
  2- İlk paket yönlendiriciye geldiğinde, yönlendirici NAT tablosuna bakar.
  3- Yönlendirici (router) iç tarafın IP adresini ve port numarasını NAT tablosuna yazar. Sonra yönlendirici iç taraftaki IP adresi ile port numarasını dış taraftaki ile çevirime sokar. Bu işlemden sonra artık HTTP sunucuna giden IP adresi ve kaynak port farklı olacaktır.
  4- HTTP sunucu paketi alır ve bizim dış taraftaki ilgili IP adresine cevap gönderir çünkü çevirim (translation) olmuştur ve HTTP sunucusunun bizim iç taraftaki ağımızdan haberi yoktur. 5- Yönlendirici, tablosundaki iç taraf - dış taraf eşlemelerine bakar ve bu paketi iç taraftaki gerekli yere yönlendirir.
  6- Bundan sonra bağlantı bitene kadar bu şekilde devam edecektir. Bittiğinde bu kayıt bir dahaki bağlantıya kadar veya farklı bir bağlantı isteği gelene kadar tablodan silinir. (Not: PAT kullanarak biz elle süresiz (permanent) olacak şekilde de ayarlayabiliriz. Belli bir porta (kapıya) gelenleri dışarı ve içeri yönlendirebiliriz.)

Aşağıda PAT yapan bir ADSL yönlendiricinin NAT tablosunun bir kısmını görebilirsiniz.

Başlıkları açıklamak gerekirse;

Indx: Yönlendiricinin her NAT işlemi için verdiği bir sıra numarası.
Prot: Hangi iletişim kuralının kullandığını gösterir. 6, TCP'nin iletişim kuralı numarasıdır.
Inside-address port: Yukarıda bahsettiğimiz üzere iç tarafı temsil etmekte. Yani bizim yerel ağımız.
Outside-address port: Burası da dış tarafı temsil etmekte. Burada fark edersek IP ve port farklıdır.
Foreign-address port: NAT işleminden sonra bağlanılan yeri ve portu göstermekte. Mesela 209.197.87.194 THGTR'dir.
Expir: Bu kaydın ne kadar süre daha tabloda kalacağını gösteriyor.

Örtüşüm (Overlapping)

Başlamadan önce bunun biraz kafa karıştırıcı bir yöntem olduğunu belirtmekte fayda var. Bu yöntemi bulunduğumuz yerdeki bir IP adresinin internette veya başka bir ağda da kullanılmasından kaynaklanan karışıklığı önlemek için kullanıyoruz. Bunun için bir DNS sunucusu ile veya sabit/değişken NAT ile beraber kullanmanız gerekecek. Biz kolay olanı DNS'yi seçelim. Örneğin iki tane firma var. Anlaşıp birlikte çalışmaya karar veriyorlar. Her iki firmanın da bir ağ yapısı var ama her iki firmada aynı IP aralıklarını kullanıyorlar (10.0.0.0/8). Her iki firmanın da kendilerine ait DNS, POSTA, HTTP vs sunucuları var. Ayrıca yüzlerce de istemci var ve şimdi tüm ağın ayarlarını değiştirmek büyük emek gerektiriyor. Firmalardan birine A firması diğerine B firması diyelim. A firmasında bir istemci (10.1.1.7) karşı ağdaki10.0.0.5 numaralı IP adresine bağlanmak istedi diyelim. Bu istek A firmasının yönlendiricisine geldiğinde bu farklı bir ağ olmadığı için yönlendirmeyecektir. Burada NAT kullanarak bu karışıklığı ortadan kaldırabiliyoruz. Aslında başka yöntemlerle de kaldırılabilir ama konumuzu değiştirmeyelim.
Peki NAT nasıl bu karışıklığı önlüyor. Sırasıyla yazıyorum. Burada A firması iç taraf B firması dış taraftır. Burayı aşağıdaki resme bakarak okursanız daha iyi anlaşılacaktır.

A firmasındaki istemci (10.1.1.7) B firmasındaki istemcinin alan adını yazar. Mesela fileserver.bfirması.com (10.0.0.5). Bu istek DNS (Domain Name System - Alan Adı Sistemi) sunucusuna (100.34.12.9) IP adresini öğrenmek için gönderilir. Ama yönlendirici bu isteği engeller. Çünkü B firmasındaki sunucunun adresi iç taraftaki adres yapısıyla aynıdır. Aynı IP aralığını kullanmaktadırlar ve yönlendirici burada NAT yapılması gerektiğini bilir (biz öyle ayarlarız).Yönlendirici dış taraftaki IP adresi için gelen DNS cevabını çevirir ve bizim ayarlayacağımız bir havuzdaki IP adresiyle (20.5.75.60) değiştirir. Sonrada iç tarafa gönderir. İç taraftaki istemci artık dış taraftakinin IP adresini 20.5.75.60 olarak algılar ve o adrese bağlanır. Paket yönlendiriciden çıkarken NAT işlemine girer ve iç taraftakinin IP adresini değiştirir (50.43.19.164) sonrada karşı tarafa gönderir. Bu NAT tablosuna kaydedilir. Aynı şeyleri karşı taraf içinde yapar.
Ayrıca biz iç tarafa gerçek IP adresleri verdiğimizde de bu yöntemi kullanabiliriz. Çünkü gerçek IP adresleri verdiğimizde Internet'te de o adreslerden olacağı için bir nevi çakışmayı önlemiş oluruz. Tabi bunlar biraz gereksiz fanteziler gibi yine de büyük ağlarda bunlar kullanılabiliyor.

Sonuç

Aslında NAT hakkında anlatılacak daha çok şey var. Evde kullandığımız ADSL yönlendiricilerimiz adı üstünde ev kullanıcısı için olduğundan basit cihazlardır. Büyük yönlendiriciler mesela Cisco firmasının yönlendiricileri (ki zaten NAT'ı onlar bulmuştur) çok daha karmaşık işler yapabilirler. Aman daha fazla karmaşık olmasın. Konuyu burada sonuca bağlayalım.


Bu yazıda anlatılan NAT çeşitlerini bir arada kullanmakta mümkün. O karışımlara girip kafa karıştırmak istemedim. Zaten neyin hangi işe yaradığını anladıysak karışımları gerektiğinde kendimizin de yapabileceğini sanıyorum. Tabi ki bu yazıda her şey en ince detayına kadar anlatılmadı. Kafanıza takılanları forum tartışmamızda sorabilirsiniz. Görüşmek üzere.
Not: Yazıda ve şekillerde verilen IP adresleri örnek olsun diye verilmiştir.

Not: Tümü alıntıdır. (thgtr)