개념 사전 · 개념

PAT·NAPT

Port Address Translation · NAPT · Network Address Port Translation · NAT Overload · 포트 주소 변환

PAT는 여러 내부 통신을 주소와 전송 계층 포트 등의 식별자로 구분해 외부 주소를 공유하는 변환 방식이다. IP 주소만 일대일로 대응하는 와 달리 방향별 매핑 상태와 포트 자원이 중요하다.

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01무엇이고, 어떤 일을 하나

  • 외부 주소가 적어도 여러 내부 호스트가 동시에 외부 서비스에 접속하도록 한다.
  • 같은 내부 출발지 포트라도 호스트·프로토콜·정책에 따라 구분되는 외부 매핑을 만든다.
  • 돌아온 응답을 어느 내부 소켓으로 전달할지 변환 상태로 결정한다.

02어떤 순서로 동작하나

  1. 매핑 검색

    내부 패킷이 변환 대상 정책과 출구 조건에 맞으면 기존 변환 상태를 찾는다. 사용 중인 매핑의 재사용 범위는 프로토콜과 목적지 의존성 등 정책에 영향 받는다.

  2. 외부 식별자 할당

    새 통신이면 사용 가능한 외부 주소·포트 등을 선택해 내부 끝점과 연결한다. 동일 숫자 포트를 쓴 두 내부 호스트도 각각 구분 가능해야 응답을 올바르게 복원한다.

  3. 헤더와 체크섬 변환

    출발지 주소·포트가 바뀌면 헤더와 사용 중인 · 체크섬을 맞춘다. 주소는 전송 계층의 의사 헤더에 들어가므로 IP 헤더 수정만으로 완료되지 않는다.

  4. 반환과 만료

    외부 응답의 목적지 주소·포트·프로토콜을 상태와 대조해 내부로 역변환한다. 상태가 만료되거나 다른 장비로 응답이 돌아오면 같은 외부 포트가 보여도 원래 연결로 복원되지 않을 수 있다.

03먼저 알아둘 용어와 구성요소

변환 전 내부의 주소·포트와 프로토콜로 통신을 구별하는 정보다.
외부에서 그 통신을 표현하는 변환 주소·포트의 대응이다.
Cisco 설정에서 포트 등을 활용한 주소 공유를 지정하는 대표 표현이다.
프로토콜별 상태가 유효하게 유지되는 시간 조건으로 에는 FIN이 없다.
LEARN THROUGH PRACTICE

실습: UDP 변환표에서 Inside local과 global 추적

실제 translation 행을 읽어 주소 변환과 포트 유지·변경을 구별한다.

실습 구성과 전제

  • IOS 장비를 통과하는 probe의 변환표다. 예시 설정은 내부 172.16.0.0/24와 문서용 외부 주소를 사용하는 별도 재구성이다.
  • 사진의 외부 주소는 당시 가상 구성 값이다. 새 실습에서는 자신이 소유한 격리망 주소로 치환한다.
  1. 변환 대상과 경계 정의

    • 용 은 어떤 내부 주소를 변환할지 고르는 조건이다. 같은 을 인터페이스 access-group으로 적용한 패킷 필터와 뜻이 다르다.
    • inside/outside는 내부·외부 인터페이스 역할이고 local/global은 주소가 보이는 표현이다. 네 가지 주소 열을 한 쌍으로 줄여 읽지 않는다.
    text
    access-list 10 permit 172.16.0.0 0.0.0.255
    interface FastEthernet0/0
     ip nat inside
    interface FastEthernet0/1
     ip nat outside
    exit
    ip nat inside source list 10 interface FastEthernet0/1 overload

    같은 원리의 PAT 재구성 예시. 인터페이스 주소·경로는 별도로 준비한다.

    확인 기준

    인터페이스 역할·변환 대상·외부 경로를 모두 확인한다.

  2. 변환표의 실제 한 행 대조

    • Inside local에는 172.16.0.1:49177, Inside global에는 변환된 주소의 :49177이 보인다. 이 행에서는 주소가 바뀌고 포트는 유지되었다.
    • PAT가 항상 포트를 다른 숫자로 바꿔야 하는 것은 아니다. 충돌이 없으면 원래 포트를 사용할 수 있으며 주소·포트 조합으로 상태를 구분한다.
    text
    show ip nat translations
    show ip nat statistics

    실습 흐름을 재구성한 명령 예시. 장치·인터페이스 이름은 구성에 맞춰 사용한다.

    NAT 상태 · 상태 확인법원본 크기로 보기 ↗
    • Protocol은 udp이며 Inside local·global·Outside local·global 네 열이 있다.
    • 첫 행의 내부·변환 후 포트는 49177이고 상대 포트는 33434다.
    확인 기준

    주소 변화와 포트 변화를 각각 기록한다.

  3. 복수 probe와 반환 상태 검증

    • 뒤 행에서 내부 포트와 상대 포트가 증가한다. 각 행은 변환 상태이며 그 개수를 연결 개수라고 읽지 않는다.
    • Outside local과 Outside global이 이 표에서는 같다. 다른 쪽 존재만으로 이 장비의 두 Outside 값이 항상 달라지는 것은 아니다.
    text
    show ip route
    show access-lists 10
    show ip nat translations

    경로·대상 조건·상태를 함께 대조하는 조회

    확인 기준

    표의 생성은 변환 처리의 증거지만 원격 응답의 증거는 아니다. 앞뒤의 같은 흐름과 반환 경로를 확인한다.

실습에서 확인한 동작 원리

  • 표의 네 주소 열은 이 장비의 관점으로 읽는다.
  • 상태 생성·주소 변환·최종 응답 성공을 별도 증거로 검증한다.
관련 개념·전체 실습 화면 이어서 읽기 →
동작·명령 참고 문서

04예제로 따라가기

  • A =192.0.2.10:51000, B =192.0.2.20:51000이 같은 서버 443에 접속하면 외부 203.0.113.5:62000 과:62001처럼 구분할 수 있다. 가상 포트 선택이며 항상 1씩 증가한다는 알고리즘은 아니다.
  • 서버 응답 198.51.100.20:443 →203.0.113.5:62000은 상태에 따라 192.0.2.10:51000으로 복원된다. 외부 패킷만 보는 관제에서는 해당 시각의 변환 기록이 내부 행위자 연결의 근거다.
  • 외부 포트가 만료 후 다른 내부 호스트에 재할당되면 숫자 62000만으로 오래전 통신과 현재 통신을 동일시할 수 없다. 시각·프로토콜·수명·양 끝 주소를 함께 기록해야 한다.

05혼동하기 쉬운 점과 확인 기준

  • PAT가 외부에서 임의의 신규 연결을 항상 허용하는 것은 아니다. 매핑 정책과 필터 정책을 구분하고 정적 포트 포워딩과 동적 반환 경로의 차이를 본다.
  • 주소 공유가 무제한 연결을 뜻하지 않는다. 포트·상태 테이블·처리량·타이머 제한 때문에 일부 신규 연결만 실패할 수 있다.

06상세 노트 · 실습 자료

헤더 구조, 설정 예시, 수치 계산과 수업 캡처는 아래 노트에서 이어집니다.

공식 문서 · 표준

기초 개념과 동작 설명을 대조한 자료입니다. 제품 버전과 실제 설정에 따른 차이는 본문 및 원문에서 확인하세요.