[네트워크] NAT(Network Address Translation) 완벽 가이드: 역할, 종류, 동작 원리 및 보안 강화

1. NAT(Network Address Translation)란 무엇인가요?

NAT는 네트워크 주소 변환이라고 하는 기술이에요.

• 인터넷에 연결된 컴퓨터나 장치들은 IP 주소(인터넷에서 장치를 구분하는 고유 주소)를 사용하여 서로 통신합니다.
• 하지만 내부 네트워크(예: 집이나 회사의 Wi-Fi)에 연결된 여러 장치들이 하나의 공인 IP 주소를 사용하여 인터넷과 연결될 수 있게 도와주는 것이 바로 NAT입니다! 🌐

📌 왜 필요할까요?

• 예를 들어, 집에 여러 대의 컴퓨터가 있을 때 각 컴퓨터에 고유한 공인 IP를 할당하는 것은 매우 비효율적이고 비용이 많이 듭니다.
  그래서 NAT를 사용하면 모든 컴퓨터가 하나의 공인 IP만으로 인터넷에 연결할 수 있어요!
• 또, NAT는 보안에도 도움을 줍니다. 내부 IP 주소는 외부에서 직접 접근할 수 없기 때문에 외부의 공격을 차단할 수 있어요.

📌 간단한 예시

• 집에 3대의 컴퓨터가 있고, 인터넷에 접속하려면 하나의 공인 IP만 필요하다고 생각해보세요.
  각 컴퓨터는 내부 네트워크에서만 사용하는 사설 IP를 가지고 있고, NAT 장비는 이들을 외부 인터넷과 연결시킬 때 하나의 공인 IP 주소로 변환해줍니다.

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2. NAT의 동작 원리

1. 내부 네트워크(집이나 회사의 Wi-Fi)에 연결된 컴퓨터들은 사설 IP를 사용합니다. 예) 192.168.1.2, 192.168.1.3
2. 이 컴퓨터들이 인터넷에 접속하려고 할 때, NAT 장비가 공인 IP로 변환해줍니다. 예) 203.0.113.45
3. 응답이 돌아올 때, NAT는 해당 요청을 보낸 컴퓨터의 사설 IP로 다시 데이터를 전달합니다.

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3. NAT가 사용하는 방식들

1️⃣ Static NAT

• 고정 IP로 변환합니다. 하나의 사설 IP와 공인 IP를 1:1로 매칭시킵니다.

2️⃣ Dynamic NAT

• 여러 개의 사설 IP들이 공인 IP 풀에서 랜덤으로 공인 IP를 할당받습니다.

3️⃣ PAT (Port Address Translation)

• 하나의 공인 IP를 여러 개의 내부 IP가 포트 번호를 다르게 하여 공유합니다. (일반적으로 가정용 인터넷에서 사용하는 방식이에요!)

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4. NAT의 간단한 예시 코드 (오라클 SQL)

여기서는 NAT 장비가 내부 네트워크에서 외부로 가는 요청을 어떻게 처리할지를 나타내는 SQL 예시를 들어볼게요. 실제 네트워크 설정을 하는 코드와는 다르지만, NAT 동작 원리를 이해할 수 있도록 간단히 표현한 예시입니다.

📌 NAT 요청과 응답 처리 예시

-- 1. 내부 네트워크에서 외부 요청 처리 (요청을 변환)
INSERT INTO NAT_Logs (RequestID, InternalIP, PublicIP, Port)
VALUES (1, '192.168.1.2', '203.0.113.45', 8080);

-- 2. 외부에서 응답이 오면, NAT는 해당 요청을 보낸 내부 IP로 전달
INSERT INTO NAT_Logs (RequestID, InternalIP, PublicIP, Port)
VALUES (1, '192.168.1.2', '203.0.113.45', 8080);

-- 3. 요청과 응답을 확인하기 위해 데이터를 조회
SELECT * FROM NAT_Logs;

📌 동작 설명

1. INSERT INTO NAT_Logs
   • 첫 번째 INSERT는 내부 네트워크에서 공인 IP로 요청을 보낼 때, NAT 장비가 로그를 기록하는 예시입니다.
     예를 들어, 내부 컴퓨터 192.168.1.2가 외부 인터넷과 연결할 때 203.0.113.45라는 공인 IP를 사용하도록 변환하는 과정입니다.
2. 두 번째 INSERT
   • 두 번째 INSERT는 응답이 다시 올 때, NAT 장비가 이를 내부 컴퓨터로 다시 전달하는 과정을 기록합니다.
     203.0.113.45 공인 IP에서 들어온 응답을 내부 IP인 192.168.1.2로 전달하는 것입니다.
3. SELECT
   • SELECT는 로그에 기록된 내부와 외부 IP 주소와 포트 번호를 확인하는 쿼리입니다.

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5. NAT의 중요한 역할 요약

• IP 절약: 여러 장치가 하나의 공인 IP를 공유해서 인터넷에 접속할 수 있어요! 🌍
• 보안: 내부 네트워크의 IP는 외부에서 직접 접근할 수 없게 되어 보안이 강화돼요! 🛡️
• 연결 관리: 외부와의 연결을 효율적으로 관리하고, 여러 요청을 한 공인 IP로 처리할 수 있어요! 🔄

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6. 쉽게 외우는 요점

• NAT는 인터넷 연결을 관리하는 도우미! 🌟
• 여러 장치가 하나의 IP로 인터넷에 접속하도록 도와주고, 보안을 강화하는 역할을 해요.