التوجيه وترجمة العناوين NAT

طريقان إلى نفس الفكرة

قبل أن تبدأ

الفكرة الجوهرية

1جدول التوجيه وأطول تطابق

كل موجّه يحمل جدولًا: «لهذه الشبكة، أرسل لهذه القفزة». حين تصل حزمة يقارن عنوان الوجهة بكل سطر، وقد يطابق أكثر من سطر. يفوز الأكثر تحديدًا، أي صاحب أطول بادئة، لأنه يعرف عن الوجهة أكثر.

هكذا يقرر كل موجّه. أضف مسارًا وشاهد من يفوز.

import ipaddress

routes = {
    "0.0.0.0/0": "ISP",
    "10.0.0.0/8": "R2",
    "10.1.0.0/16": "R3",
    "10.1.5.0/24": "R5",
}

def next_hop(destination):
    ip = ipaddress.ip_address(destination)
    matches = [ipaddress.ip_network(r) for r in routes if ip in ipaddress.ip_network(r)]
    best = max(matches, key=lambda net: net.prefixlen)
    return best, routes[str(best)]

for dest in ["10.1.5.9", "10.1.9.9", "10.200.0.1", "8.8.8.8"]:
    net, hop = next_hop(dest)
    print(f"{dest:<11} -> {str(net):<12} via {hop}")

2من أين تأتي المسارات؟

ثلاثة مصادر: الشبكات المتصلة مباشرة بواجهات الموجّه، والمسارات الثابتة التي يكتبها المهندس بيده، والمسارات الديناميكية التي تتعلمها البروتوكولات. OSPF داخل الشركة يبني خريطة كاملة ويعيد الحساب وحده حين ينقطع رابط. BGP بروتوكول الإنترنت بين الشركات الكبرى، ويختار بالسياسة والاتفاقات لا بالسرعة وحدها.

اقرأ السطر: الرمز (S ثابت، C متصل، O من OSPF)، البادئة، [المسافة الإدارية/المقياس]، القفزة التالية والواجهة.

R1# show ip route
Gateway of last resort is 203.0.113.1 to network 0.0.0.0
S*    0.0.0.0/0 [1/0] via 203.0.113.1
C     10.1.1.0/24 is directly connected, Gi0/1
O     10.1.2.0/24 [110/2] via 10.1.12.2, Gi0/0
O     10.0.0.0/8 [110/20] via 10.1.12.2, Gi0/0

! a default route and single-area OSPF
R1(config)# ip route 0.0.0.0 0.0.0.0 203.0.113.1
R1(config)# router ospf 1
R1(config-router)# router-id 1.1.1.1
R1(config-router)# network 10.1.0.0 0.0.255.255 area 0

3NAT وPAT: بيت كامل بعنوان واحد

العناوين الخاصة لا تمر على الإنترنت. فحين يخرج جهازك يبدّل الراوتر عنوان المصدر بعنوان البيت العام، ويغيّر منفذ المصدر لرقم فريد، ويسجل ذلك في جدول. حين يعود الرد إلى ذلك المنفذ يعرف من الجدول لأي جهاز هو. هذا PAT، وهو ما يعمل في كل بيت تقريبًا.

لاحظ آخر سطر: رد لا يطابق أي سطر يُرمى. لهذا لا يستطيع أحد من الخارج بدء اتصال بجهازك بلا «إعادة توجيه منفذ».

public_ip = "198.51.100.7"
next_port = 40001
table = {}       # public port -> (private ip, private port)

def go_out(src_ip, src_port):
    global next_port
    table[next_port] = (src_ip, src_port)
    print(f"out: {src_ip}:{src_port} becomes {public_ip}:{next_port}")
    next_port += 1

def come_back(dst_port):
    inside = table.get(dst_port)
    print(f"in:  :{dst_port} ->", f"{inside[0]}:{inside[1]}" if inside else "no entry, dropped")

go_out("192.168.1.20", 51514)
go_out("192.168.1.31", 60022)
come_back(40001)
come_back(40002)
come_back(45000)

مثال محلول

المسألة: موجّه عنده المسارات 0.0.0.0/0 via ISP و172.16.0.0/12 via R2 و172.16.8.0/22 via R3. أين تذهب 172.16.9.4 و172.17.0.1 و172.32.0.1؟ الحل: 172.16.9.4 تقع في 172.16.8.0/22 (من 8.0 إلى 11.255) وفي /12، فيفوز الأطول: R3. 172.17.0.1 في /12 فقط: R2. 172.32.0.1 خارج /12 (الذي ينتهي عند 172.31): المسار الافتراضي إلى ISP.

خرافة مقابل حقيقة

أين تقابله في العمل

اختبر فهمك

بطاقات مراجعة سريعة

تحقق من فهمك