Las direcciones IPv4 están formadas por 32 bits y permiten la creación de un total de 4.294.967.296 direcciones. En el momento de su creación, se pensaba que esta cantidad sería suficiente para asignar una a cada dispositivo existente en el mundo. Sin embargo, con el boom de internet, la demanda aumentó hasta tal punto que esta cantidad resultó insuficiente. El número de IP disponibles era mucho menor que la cantidad de dispositivos conectándose a internet.
Para abordar esta escasez, se implementaron varias estrategias provisionales:
- Reservar algunos bloques de direcciones (direcciones privadas)
- Uso de direccionamiento sin clase (CIDR)
- NAT (traducción de dirección de red)
El protocolo IPv4 permitía a los nodos u hosts conectarse a internet usando IP públicas. Las empresas u organizaciones solicitaban un bloque de direcciones al RIR correspondiente, que las asignaba según sus necesidades. Las direcciones IP públicas son enrutables en internet y requieren un contrato previo para su uso.
Las direcciones IP privadas, por otro lado, no son enrutables en internet y no requieren autorización para su uso. Esto contrasta con las direcciones públicas, que se pagan y requieren una solicitud formal a un ISP o un RIR.
Cómo funciona NAT
NAT significa traducción de direcciones IP. Su función principal es traducir una dirección IP privada a una dirección IP pública y viceversa. Esto es útil cuando necesitamos que los dispositivos en la red local (con IP privadas) se comuniquen a través de internet.
Las principales razones para usar NAT son:
- Dar una solución provisional al problema de agotamiento de IPv4.
- Reducir el costo elevado de obtención de IP públicas.
- Conectar múltiples dispositivos a internet usando una sola dirección IP pública.
El proceso es el siguiente: un dispositivo con una IP privada (por ejemplo, 192.168.1.30) envía un paquete a internet. El router traduce esta IP privada a una IP pública asignada por el ISP, permitiendo la comunicación a través de internet. Cuando la respuesta regresa, el router traduce la IP pública de nuevo a la IP privada correspondiente y la envía al dispositivo.
Tipos de NAT
Los modos o tipos de NAT más utilizados en redes informáticas son:
- NAT estática: Traduce siempre una dirección privada en la misma dirección pública. Es útil para dispositivos que necesitan ser accesibles desde internet, como servidores web. Sin embargo, presenta riesgos de seguridad al ser visible desde internet.
- NAT dinámica: Asigna direcciones IP públicas de un grupo predefinido a direcciones IP privadas. Permite ocultar las direcciones internas de la LAN, pero está limitado por el número de IP públicas disponibles.
- NAT con sobrecarga (PAT): Conecta varios dispositivos a internet utilizando una única IP pública mediante puertos. El router guarda la IP privada del dispositivo y asocia su puerto de origen con un puerto al azar de la IP pública. Esta configuración es común en redes domésticas.
Ventajas de NAT
Las ventajas de NAT incluyen:
- Ahorro de direcciones IPv4.
- Configuración sencilla.
- Requiere poco mantenimiento.
- Aporta una capa de seguridad al ocultar dispositivos de la red local.
- Mejora la flexibilidad y confiabilidad de las conexiones.
- Compatible con los protocolos de comunicación más utilizados (TCP y UDP).
Desventajas de NAT
Entre las desventajas de NAT se encuentran:
- Mayor potencia de procesamiento requerida en el router.
- Potencial deterioro del rendimiento, aumentando el «lag».
- Incompatibilidad con algunos protocolos de capas superiores.
- Dificultad en el seguimiento IP de extremo a extremo.
- Mayor complejidad en la resolución de problemas remotos.
- Problemas con juegos online debido a necesidades de ancho de banda y latencia.
NAT vs IPv6
NAT es una solución provisional al problema del agotamiento de IPv4. Aunque permite la creación de redes locales de manera flexible, presenta inconvenientes. IPv6, por otro lado, ofrece una mayor cantidad de IP disponibles, solucionando los problemas de conectividad de extremo a extremo y proporcionando mecanismos de seguridad integrados. La transición a IPv6 es un proceso largo y lento, pero ofrece una solución definitiva a los problemas de direccionamiento IP.
En resumen, NAT ha sido fundamental para manejar la escasez de direcciones IPv4, pero la adopción de IPv6 representa el futuro de la conectividad de internet.
