Las direcciones IPv4 se encuentran formadas por 32 bits y permiten la creación de un total de 4.294.967.296 direcciones. Inicialmente, se pensaba que esta cantidad sería suficiente para asignar una a cada dispositivo en el mundo. Sin embargo, con el boom de Internet, la demanda aumentó tanto que esta cantidad resultó insuficiente. El número de IP disponibles era mucho menor que la cantidad de dispositivos que se conectaban a Internet.
Para abordar este problema, se implementaron varias estrategias provisionales:
- Reservar algunos bloques de direcciones (direcciones privadas)
- Uso de direccionamiento sin clase (CIDR)
- NAT (Network Address Translation)
El protocolo IPv4 permitía a los nodos u hosts conectarse a Internet utilizando IP públicas. Las empresas y organizaciones solicitaban bloques de direcciones al RIR correspondiente, que asignaba bloques según las necesidades. Las IP públicas son aquellas enrutables en Internet, mientras que las privadas no lo son y pueden usarse sin autorización formal.
Cómo Funciona NAT
NAT significa traducción de direcciones IP. Su función es traducir una dirección IP privada a una dirección IP pública y viceversa. Es esencial para que dispositivos con IP privadas se comuniquen a través de Internet. ¿Pero por qué no usar directamente IP públicas?
- Soluciona provisionalmente el agotamiento de IPv4.
- Reduce el costo elevado de obtener IP públicas.
- Permite conectar miles de dispositivos a Internet utilizando una sola dirección IP pública.
Por ejemplo, si un PC con IP local (192.168.1.30) quiere enviar un paquete a Internet, el DHCP envía la IP a la NAT para que la traduzca a una IP pública y salga a Internet. Al regresar, la NAT traduce la IP pública de vuelta a privada y la envía al dispositivo.
La mayoría de los routers en hogares y empresas utilizan NAT para traducir las IP privadas de cada dispositivo a la IP pública asignada por su ISP o RIR.
Tipos de NAT
NAT Estática: Traduce siempre una dirección privada a una misma dirección pública, configurada manualmente. Es útil para dispositivos que necesitan una dirección fija accesible desde Internet, como servidores web, aunque tiene riesgos de seguridad.
NAT Dinámica: Asigna direcciones IP públicas de un grupo a direcciones privadas. Puede asignar varias IP públicas, ocultando direcciones internas de la LAN.
NAT con Sobrecarga: Permite que múltiples dispositivos usen una sola IP pública mediante puertos (TCPTCP (Transmission Control Protocol) es un protocolo de trans... y UDPUDP (User Datagram Protocol) es un protocolo de comunicació...). El router asocia puertos de origen con IP públicas y puertos al azar.
PAT (Port Address Translation): Permite que varias IP privadas se conecten a Internet usando una sola IP pública, traduciendo mediante puertos. Ofrece mayor seguridad y es ideal para redes locales pequeñas.
Ventajas de NAT
- Ahorro de direcciones IPv4, permitiendo múltiples dispositivos con una única IP pública.
- Configuración sencilla y poco mantenimiento.
- Aporta una capa de seguridad al no ser visibles los dispositivos de la red local desde el exterior.
- Compatible con la mayoría de protocolos de comunicación actuales (TCP y UDP).
Desventajas de NAT
- Requiere mayor potencia de procesamiento del router.
- Puede deteriorar el rendimiento y aumentar la latencia.
- Incompatible con algunos protocolos de capas superiores.
- Dificulta el seguimiento IP de extremo a extremo y la resolución de problemas remota.
- Puede afectar negativamente a los juegos online.
NAT vs. IPv6
NAT es una solución provisional y no definitiva al problema del agotamiento de direcciones IP. Aunque permite la creación de redes locales de manera flexible, tiene sus inconvenientes. IPv6, con una mayor cantidad de IP disponibles, es la solución definitiva. Permite que cualquier nodo tenga una dirección IP pública, resolviendo problemas de conectividad de extremo a extremo y proporcionando mecanismos de seguridad integrados.
Con la adopción de IPv6, la necesidad de NAT disminuiría, facilitando una mejor conectividad y seguridad en Internet. Sin embargo, la transición a IPv6 es un proceso largo y gradual que aún está en curso.
