NAT (Network Address Translation, 네트워크 주소 변환)

네트워크 주소 변환(network address translation, 줄여서 NAT)은 컴퓨터 네트워킹에서 쓰이는 용어로서, IP패킷의 TCP/UDP 포트 숫자와 소스 및 목적지의 IP 주소 등을 재기록하면서 라우터를 통해 네트워크 트래픽을 주고 받는 기술을 말한다. 한 마디로 Network Address인 IP를 변환(Translation)하는 기술입니다.

NAT는 대부분 사설 네트워크(Private Network)에 속한 여러 개의 호스트가 하나의 공인 IP 주소를 사용하여 인터넷에 접속하기 위하여 이용합니다.

Private Network에서 사용 가능한 Private IP

10.0.0.0 ~ 10.255.255.255
172.16.0.0 ~ 172.31.255.255
192.168.0.0 ~ 192.168.255.255

왜 필요할까?

IPv4 주소는 한정적이지만, 인터넷에 연결되는 기기는 계속 증가하고 있습니다.

IP 주소에는 Public(공인) IP와 Private(사설) IP가 있습니다. IP를 굳이 두 종류로 나눈 이유는 IPv4 주소의 낭비를 막고, 공인 IP가 필요하지 않은 단말들에게 중복 사용 가능한 IP를 제공하기 위함입니다.

NAT를 사용하면 하나의 공인 IP를 여러 장치가 공유할 수 있습니다.

공인인터넷망과 제 컴퓨터 사이에는 내 컴퓨터에게 IP를 할당해주는 공유기가 있습니다. 그리고 공유기는 공인 IP를 보유하며 인터넷과 맞닿아 있습니다. Private IP 뿐인 내 컴퓨터가 외부 서비스를 사용하고자 공유기로 나아가면, 공유기는 Private IP 뿐인 내 컴퓨터의 IP를 공유기 자신의 공인 IP로 변환(Translation) 하게 됩니다.

NAT NAT_01

즉, 공유기를 지나 외부 인터넷으로 나아갈 때에는 공유기의 공인 IP를 가지고 원하는 Destination Address로 향하는 것입니다.

이 기술을 NAT이라고 합니다.

용도

  1. IP 주소 절약: NAT는 여러 내부 기기들이 공인 IP 주소 하나를 공유하여 인터넷에 연결할 수 있게 도와줍니다. 이로 인해 공인 IP 주소의 낭비를 줄이고, 부족한 공인 IP 주소 자원을 효율적으로 사용할 수 있습니다.

  2. 보안: NAT는 외부에서 내부 네트워크로의 직접적인 접근을 차단하는 역할을 할 수 있습니다. 외부에서 내부 IP 주소를 알 수 없기 때문에, 공격자가 내부 시스템을 직접 공격하는 것을 방지할 수 있습니다.

  3. 다중 연결 지원: NAT는 내부 네트워크에서 여러 기기들이 인터넷에 접속할 때 각각 고유한 포트를 할당하여, 하나의 공인 IP 주소로 여러 기기들이 동시에 연결할 수 있게 해줍니다.

  4. 네트워크 경계 보호: NAT는 네트워크의 내부와 외부를 구분짓는 역할을 하며, 내부 네트워크의 구조나 주소를 외부에서 알 수 없게 만들어 외부 공격자로부터 보호합니다.

NAT는 주로 홈 네트워크나 기업 내에서 사용하는 라우터나 방화벽 장비에서 사용되며, 일반적으로 SNAT(Source NAT)와 DNAT(Destination NAT) 방식이 있습니다.

NAT의 종류

  1. 정적 NAT (Static NAT)
    • 내부 IP와 외부 IP를 1:1로 매핑
    • 특정 서버(예: 웹 서버)에 고정된 공인 IP를 할당할 때 사용
  2. 동적 NAT (Dynamic NAT)
    • 내부 IP가 NAT 테이블에 등록될 때마다 외부 IP가 동적으로 할당됨
  3. PAT (Port Address Translation, 다중 주소 변환, 흔히 NAT라고 부름)
    • 하나의 공인 IP를 여러 사설 IP에서 공유
    • 장치마다 다른 포트 번호를 할당하여 여러 기기가 동시에 인터넷을 사용할 수 있도록 함