بقلم
لماذا لا تكون هناك حاجة إلى NAT في IPv6؟ ليست هناك حاجة إلى NAT في عناوين IPv6 لأن IPv6 يحتوي على مساحة عنوان واسعة. وهذا يسمح بالاتصال المباشر بين الأجهزة وتبسيط الشبكات وتحسين الأمن.
هل تريد المزيد من التفاصيل؟
تابع القراءة.
في هذه المقالة، سوف نستكشف NAT في سياق IPv4، وكيف يعمل، وما الذي يفعله IPv6 للتخلص من الحاجة إليه. بالإضافة إلى ذلك، سنستكشف أيضًا بعض الحلول لأولئك الذين يحتاجون إلى IPv6 ولكن لا يزالون يعتمدون على NAT.
جدول المحتويات
- فهم NAT في سياق IPv4
- لماذا لا تكون هناك حاجة إلى NAT في IPv6؟
- مساحة عنوان واسعة
- الأمان المحسّن
- التوصيل المباشر وتصميم الشبكة
- حلول بديلة لـ NAT في IPv6
- الأسئلة الشائعة (FAQ)
- الاستنتاجات.
1. فهم NAT في سياق IPv4
يحتوي IPv4 على بنية عنوان 32 بت، مما يسمح بـ 4.3 مليار عنوان فريد. رقم كبير إذا فكرت في الأمر. لكن للأسف، حتى هذا التاريخ، هذا الرقم (الذي يوفره IPv4) ليس كبيراً بما يكفي لخدمة الإنترنت المتنامي. كان علماء بروتوكول الإنترنت في الثمانينيات على علم بهذا الأمر، لذلك قدموا IPv6 لتحل "يومًا ما" محل IPv4.
لذلك، يحتوي IPv6 على نظام عناوين 128 بت. هذا يعني أن IPv6 يغطي مساحة عنوان أكبر بكثير من IPv4 (IPv6 مقابل IPv4). في الوقت الحالي (ولفترة طويلة)، سيحل IPv6 مشكلة نقص العناوين وسيسهل توجيه الشبكات وإدارتها.
لكن نشر IPv6 في الإنترنت بالكامل أسهل قولاً من فعله (ترحيل IPv6 وفوائده). هناك حرفياً مليارات من الخدمات والأجهزة والتطبيقات التي لا تزال تتواصل مع بعضها البعض باستخدام IPv4. إذن، NAT (ترجمة عنوان الشبكة) أو المعروفة أيضًا باسم NAT44, وحلول أخرى تم إنشاؤها كحلول مؤقتة.
a. ما المشكلة التي يحلها NAT؟
يعد NAT (ترجمة عنوان الشبكة) مشكلة كبيرة لشبكات IPv4. تستخدمه الموجهات أو الخوادم لترجمة عناوين IP المحلية الخاصة إلى عنوان IP عام والعكس صحيح. بمعنى آخر، يوفر NAT طريقة لمشاركة عنوان IP عام واحد مع عدة أجهزة على شبكة محلية. لذلك، منزل واحد (العديد من الأجهزة، العديد من عناوين IP الخاصة) = عنوان IP عام واحد. هناك أيضًا NAT من فئة الناقل (CGNAT) يقوم بذلك على نطاق أوسع بكثير. تشترك المجتمعات والأحياء والمناطق بأكملها في عنوان IP عام واحد من خلال CGNAT.
كما ذكرنا من قبل، كان السبب وراء NAT (كنوع من الحلول المؤقتة) هو المساعدة في معالجة النقص في عناوين IPv4. لا يوفر هذا التصميم الذكي عناوين IPv4 فحسب، بل يضيف أيضًا طبقة من الأمان من خلال إخفاء عناوين IP الداخلية للأجهزة المحلية عن الإنترنت.
b. كيف يعمل NAT لـ IPv4؟
توضح الصورة التالية عملية NAT في IPv4:
الاتصالات المحلية: يريد مضيف داخل شبكة خاصة بعنوان IPv4 خاص (10.0.0.1) إرسال بيانات إلى خادم على الإنترنت. تم تكوين جهاز التوجيه باستخدام NAT لإدارة حركة المرور بين الشبكة الخاصة والإنترنت.
- ترجمة الحزمة الصادرة: عندما يرسل المضيف البيانات إلى الخادم، تحتوي الحزمة على عنوان IP المصدر (10.0.0.1، وهو عنوان IP الخاص بالمضيف) وعنوان IP الوجهة (200.100.10.1، وهو العنوان العام للخادم). عندما تصل الحزمة إلى الموجه باستخدام NAT، يقوم الموجه بترجمة عنوان IP المصدر من العنوان الخاص (10.0.0.1) إلى عنوان IP العام للموجه (150.150.0.1). تسمح هذه الترجمة بتوجيه الحزمة عبر الإنترنت إلى الخادم.
- ترجمة الحزمة الواردة: عندما يرد الخادم، تحتوي الحزمة الواردة على عنوان IP الخاص بالخادم كمصدر (200.100.10.1) وعنوان IP العام للموجه كوجهة (150.150.0.1). عند وصول هذه الحزمة إلى موجه NAT، يقوم NAT بترجمة عنوان IP الوجهة إلى عنوان IP الخاص للمضيف (10.0.0.1). وبالتالي، يتلقى المضيف داخل الشبكة الخاصة استجابة الخادم.
c. ما هي حدود NAT في IPv4؟
على الرغم من أن NAT في شبكات IPv4 لها فوائدها، إلا أن لها أيضًا نصيبها العادل من العيوب بما في ذلك التعقيد وإعاقة الاتصال من طرف إلى طرف ومشكلات التوافق. تسلط هذه القيود الضوء على الحاجة إلى حلول أكثر قابلية للتطوير مثل IPv6.
2. لماذا لا حاجة إلى NAT في IPv6؟
a. مساحة عنوان واسعة.
السبب الرئيسي وراء عدم الحاجة إلى NAT في IPv6 هو أن IPv6 يحتوي على مساحة عنوان ضخمة (340 مليون عنوان، على وجه الدقة)، مما يعني أننا لم نعد بحاجة إلى NAT بعد الآن. تم تصميم NAT بشكل صريح لهذا الغرض، للحفاظ على المجموعة المحدودة من عناوين IPv4. لذلك، نظرًا لهذا العدد الضخم من عناوين IPv6 المتاحة، يمكن لأي مضيف أو مستخدم الحصول على عنوان شبكة IPv6 عام.
b. تعزيز الأمن المعزز.
على عكس IPv4، يتميز IPv6 بالأمان كمكون أساسي، وليس كفكرة لاحقة. يتضمن IPv6 في الأصل الأمان (IPsec، والتشفير من طرف إلى طرف، واكتشاف الجار الآمن). يعزز ذلك من أمان الشبكة بشكل عام ويلغي الحاجة إلى NAT. هدف NAT هو معالجة قيود IPv4، والأمان الذي يوفره هو نتيجة ثانوية للتصميم. يستخدم الناس ببساطة NAT كجدار حماية افتراضي، لأنه يخفي عناوين IP الداخلية عن التهديدات الخارجية.
ملاحظة: ضع في اعتبارك أن أمان IPv6 المدمج في IPv6 ليس بديلاً عن NAT لأن IPv4 NAT يخفي عناوين IP الحقيقية وراءه ويوفر IPSec (المتوفر أيضًا لـ IPv4) التشفير والمصادقة. في الواقع، من وجهة نظر تصميم الشبكة، يمكن لـ IPSec و NAT أن يكمل كل منهما الآخر.
c. الاتصال المباشر وتصميم الشبكة
إن تركيز IPv6 على تحسين الاتصال من طرف إلى طرف والتصميم المبسط للشبكة يلغي الحاجة إلى NAT. ويعزز هذا النهج مسارات الاتصال، ويسهل عمليات النقل في الوقت الحقيقي، ويوجه الاتصالات من جهاز إلى جهاز عبر الإنترنت، مما يلغي الوسطاء مثل أجهزة NAT (أو الحلول البديلة الأخرى). يعمل IPv6 على تبسيط تصميم الشبكة باستخدام عناوين عالمية فريدة للأجهزة، وتجنب تعقيدات ترجمة العناوين الموجودة في IPv4، والتي يمكن أن تؤدي إلى مشاكل مثل ازدواجية NAT وزيادة صعوبات استكشاف الأخطاء وإصلاحها.
3. حلول بديلة لـ NAT في IPv6؟
في حين أن NAT ليس مطلوبًا لمعظم عمليات نشر IPv6، إلا أن هناك بعض حالات الاستخدام أو إعدادات الشبكة حيث لا تزال وظيفة مشابهة لـ NAT مفيدة. في مثل هذه الحالات، يمكن استخدام حلول مثل ترجمة البادئات الشبكية (NPTv6) أو بروتوكول التحكم في المنافذ (PCP) لتحقيق أهداف مماثلة دون عيوب NAT التقليدية في IPv4.
ملاحظة: يجب استخدام هذه الحلول بحذر وباعتدال في شبكات IPv6، حيث أن النهج الافتراضي هو الاعتماد على مساحة العنوان الواسعة للبروتوكول والاتصال من طرف إلى طرف. لا تعتبر هذه الحلول بديلاً عن NAT44، بل تهدف فقط إلى تسهيل إمكانية التشغيل البيني لـ IPv6 و IPv4.
- NPTv6: يتم استخدامه عندما تحتاج الشبكات إلى تغيير بادئة عناوين IPv6 الخاصة بها دون تغيير معرف الواجهة. يمكن استخدام NPTv6 في حالات مثل إعادة ترقيم الشبكة، والتوصيل المتعدد، وتطبيق السياسة.
- NAT64: يقوم بترجمة عناوين IPv6 إلى عناوين IPv4. وهذا مفيد للسماح لشبكات IPv6 فقط بالوصول إلى الموارد على شبكات IPv4.
- الفينول الخماسي الكلور: يمكن استخدام بروتوكول التحكم في المنافذ في شبكات IPv6 لإدارة كيفية إعادة توجيه الحزم الواردة بواسطة جهاز NAT، مثل NAT64.
يوضح الرسم البياني التالي الاختلافات بين NAT في IPv4 وسيناريوهين IPv6.
- NAT في IPv4
- NAT-أقل من IPv6
- ترجمة البادئة الشبكية (NPTv6).
إليك ما يمثله كل جزء من الشكل:
- NAT في IPv4: يُظهر الرسم التخطيطي الأول للشبكة مضيفًا محليًا خلف شبكة خاصة متصلة بشبكة IPv4 عامة من خلال موجه/جدار فايرويدي يطبق NAT. يشير الخط الأحمر المتقطع مع الأسهم إلى عملية الترجمة، ويظهر المضيف البعيد على الشبكة العامة كهدف الاتصال.
- NAT-أقل من IPv6: يُظهر الجزء الثاني مضيفًا محليًا بعنوان IPv6 متصل مباشرةً بإنترنت IPv6 دون أي NAT لأن IPv6 يسمح بعدد كبير من العناوين، مما يجعل NAT غير ضروري للحفاظ على العنوان. يشير الخط الأخضر مع الأسهم إلى مسار مباشر غير مترجم بين المضيفين المحليين والبعيدين. في هذا السيناريو، عادةً ما يكون لكل جهاز عنوان IPv6 فريد عالمياً، مما يسمح بالاتصال المباشر من طرف إلى طرف دون الحاجة إلى ترجمة العنوان.
- NPTv6: يعرض الجزء الثالث مضيفًا محليًا داخل شبكة إنترانت IPv6 خلف موجه/جدار ناري يطبق NPTv6، وهو متصل بإنترنت IPv6. إن NPTv6 هي آلية لترجمة بادئة عنوان IPv6، على غرار كيفية عمل NAT في IPv4، لكنها تحافظ على جزء المضيف من العنوان دون تغيير. يشير الخط الأرجواني المتقطع إلى عملية ترجمة البادئة.
4. الأسئلة الشائعة (FAQ)
a. هل يمكنك تقديم مثال واقعي يوضح زيادة كفاءة الشبكة التي تحققت بدون NAT؟
أحد الأمثلة الرائعة على ذلك كومكاست (الآن Xfinity)أحد أكبر مزودي خدمة الإنترنت في الولايات المتحدة. لقد تحولوا إلى IPv6 وشهدوا تحسناً كبيراً في أداء الشبكة وإدارتها. فبدون وجود NAT في بنية IPv6 الخاصة بهم، كان التوجيه أبسط، وتم تقليل زمن الوصول، وتم تحسين الاتصال لعملائهم. وهذا يوضح المزايا العملية لـ IPv6 في الشبكات واسعة النطاق وعدم الاعتماد على NAT44.
b. ما هو NAT64؟
يقوم NAT64 بترجمة عناوين IPv6 إلى عناوين IPv4، مما يتيح الاتصال بين أجهزة IPv6 و IPv4. يسمح هذا البروتوكول لأجهزة IPv6 فقط بالوصول إلى موارد IPv4. يقوم NAT64 بسد فجوة الانتقال بين IPv4 وIPv6، مما يسمح للشبكات التي تستخدم IPv6 فقط بالوصول إلى موارد IPv4. ومع ذلك، يمكن أن يقدم تعقيدات مثل توافق التطبيقات واستنفاد العناوين.
c. كيف يمكن لحركة مرور IPv6 تجاوز NAT عند الاتصال بشبكات IPv4 والحفاظ على الاتصال من طرف إلى طرف؟
هناك آليات في IPv6، مثل Teredo و 6to4، تسمح لحركة مرور IPv6 باجتياز أجهزة NAT عند الاتصال بشبكات IPv4. تساعد هذه الآليات في الحفاظ على الاتصال من طرف إلى طرف دون اللجوء إلى NAT في شبكات IPv6.
5. الخلاصة.
على الرغم من أن NAT لعبت دورًا حيويًا في الحفاظ على IPv4 على قيد الحياة، إلا أنها أصبحت الآن قديمة في بيئة IPv6حيث يمكن أن يكون لكل جهاز عنوان عالمي فريد خاص به. لا يؤدي هذا التغيير إلى تبسيط الاتصال فحسب، بل يشير أيضًا إلى حقبة جديدة من بنية الإنترنت أكثر كفاءة وأمانًا وجاهزية للتعامل مع العدد المتزايد باستمرار من الأجهزة المتصلة.
ومع وجود أمثلة شبكية واسعة النطاق وحلول بديلة للسيناريوهات الانتقالية، فإن الانتقال إلى الإصدار السادس من بروتوكول الإنترنت IPv6 ليس مجرد ترقية تقنية فحسب، بل هو تطور ضروري لمستقبل الاتصال العالمي.
أنا لا أوافق بشدة على فكرة أن جميع مضيفي IPv4 من المفترض أن يكونوا متصلين بشكل عام بالإنترنت. لا يوجد أي حكم في IPv6 يمكنني أن أراه ينطبق بشكل مباشر على شبكات RFC1918 التي تحتاج إلى الاتصال بالإنترنت بشكل محدود فقط. مشكلة أخرى مع الإصدار السادس من بروتوكول الإنترنت IPv6 هي أن إمكانية الوصول إليه محدودة أو معدومة بالنسبة لمعظم الأشخاص المتصلين بالإنترنت. فلماذا لا يُفترض أن أقوم بإيقاف تشغيل IPv6 في حين أنني لا أفهمه بشكل كافٍ ولا يمكنني الوصول إليه؟
هناك الكثير من التمييز على الويب حول الانتقال من IPv4 إلى IPv6، لماذا تريد تعطيل IPv6 أمر شائع، وهناك فشل في IPv6 في استيعاب احتياجات الشبكات الخاصة بشكل معقول في رأيي. هناك الكثير من التمييز حول الرغبة في تعطيل IPv6 على الخادم لأنه لا يمكن تنفيذه بشكل صحيح، حيث لا يمكن تنفيذه بشكل صحيح في كثير من الحالات.
في الظاهر، يبدو أن مساحة العنوان 128 بت مقابل 32 بت تبدو أمراً رائعاً. ليس بهذه السرعة، فهناك مشاكل في دعم مساحة العنوان الكبيرة هذه على الكثير من البنية التحتية التي تدير الإنترنت. لسوء الحظ، لا يوجد بديل مثل IPX متاح مجاناً للشبكات المحلية الخاصة. لا ترغب Novell حتى في دعم IPX هذه الأيام على الرغم من أنه يمكن القول أنه من المعقول جداً ترحيل شبكات IPv4 الخاصة باستخدام NAT للسماح باتصال محدود ومضبوط بالإنترنت إلى IPX ونشر بوابة IPX إلى IPV6 حسب الحاجة، IPv4 إلى IPX عندما لا يتوفر IPV6.
تم تطوير بروتوكول IPv6 في مناخ يحتاج فيه الجميع أن يكون كل شيء على خادم ما في بعض الشركات يمكن الوصول إليه عبر الإنترنت العام. على الرغم من أن السحابة لها استخدامات مناسبة، إلا أنني لا أريد أن أقوم بضرائبي أو الاحتفاظ بمعلوماتي المالية أو غيرها من المعلومات الخاصة الحساسة على خادم غير آمن يمكن الوصول إليه عالميًا من قبل شخص ما. لم يكن الهدف من IPv6 معالجة هذا القلق بشأن الخصوصية. بقدر ما أستطيع أن أقول إن أكبر نقاط قوة IPv6 هي أيضاً أكبر عيوبه. كوينتيليون عنوان؟ ومع ذلك، لا يجب أن يكون كل شيء على الإنترنت. هناك حاجة إلى بنية تحتية جديدة وسيستغرق الأمر وقتاً طويلاً حتى يتوفر لمعظم الناس البنية التحتية اللازمة للوصول إلى IPv6 أو حتى الحصول عليه. هناك أيضًا مشكلة في التدريب، فالكثير من الناس لا يعرفون كيفية نشر الإصدار السادس من بروتوكول الإنترنت IPv6 حتى لو كان لديهم إمكانية الوصول إليه. أتمنى لو لم يتم تشغيله بشكل عام على نظام لينكس بشكل افتراضي. من الصعب إيقاف تشغيله أكثر مما ينبغي. هناك الكثير من الأخطاء إذا لم تكن متصلاً بـ IPv6 أو حاولت إيقاف تشغيله لصالح IPv4 أو كليهما.