La maggior parte dei dispositivi connessi a Internet nel mondo non dispone di un proprio indirizzo IP pubblico. Questi dispositivi si trovano su una rete privata, condividono un unico indirizzo IP pubblico e si affidano a un router per la traduzione tra le due reti. Quel router svolge la funzione di NAT: Network Address Translation. Questo articolo spiega come funziona il NAT, perché è così diffuso e cosa comporta per la tua SIM Simbase.

Cosa fa il NAT

Un gateway NAT si trova tra una rete privata e la rete Internet pubblica. Il suo compito è quello di riscrivere gli indirizzi IP sui pacchetti in modo che:

• Traffico in uscita da un dispositivo privato sembra provenire dall'IP pubblico del gateway.

• Traffico di ritorno dal Internet al gateway viene reindirizzato verso il dispositivo privato corretto.

Una guida semplificata:

1. Il tuo portatile (IP privato 192.168.1.10) invia una richiesta a un server web.

2. Il pacchetto parte dal tuo portatile con l'indirizzo di origine 192.168.1.10 e destinazione 93.184.216.34 (il server).

3. Il router o il gateway NAT intercetta il pacchetto. Sostituisce l'indirizzo di origine con il proprio IP pubblico (ad esempio 203.0.113.5), come si evince dalla mappa (192.168.1.10:55124) ↔ (203.0.113.5:62001) nella sua tabella NAT, e lo inoltra.

4. Il server risponde a 203.0.113.5:62001.

5. Il router consulta la tabella NAT e vede che ciò corrisponde a 192.168.1.10:55124, riscrive la destinazione e inoltra la risposta al tuo portatile.

Il tuo portatile non si è mai reso conto di trovarsi dietro un NAT. Il server web non si è mai reso conto dell'esistenza di una rete privata.

Perché esiste il NAT

Tre motivi:

1. Conservazione degli indirizzi IPv4. Esistono circa 4,3 miliardi di indirizzi IPv4, ma il numero di dispositivi è di gran lunga superiore. Il NAT consente a migliaia di dispositivi di condividere un unico indirizzo.

2. Firewall integrato. I dispositivi situati dietro un NAT non sono raggiungibili direttamente da Internet. I pacchetti inviati al gateway per i quali non esiste una voce corrispondente nella tabella NAT vengono scartati. Si tratta di una rigorosa politica di sicurezza predefinita.

3. Indipendenza dalla rete. Ogni rete privata può utilizzare lo stesso spazio di indirizzi (192.168.x.x) senza coordinarsi con nessun altro.

Gli svantaggi del NAT

• Le connessioni in entrata sono bloccate per impostazione predefinita. Se un elemento su Internet vuole comunicare con il tuo dispositivo, non può avviare la connessione. Esistono soluzioni alternative (port forwarding, NAT traversal, hole-punching), ma sono complesse e inaffidabili.

• Alcuni protocolli incontrano delle difficoltà. Qualsiasi cosa che incorpori indirizzi IP all’interno del payload dell’applicazione (vecchi protocolli VoIP, modalità attiva FTP, alcuni protocolli VPN) smette di funzionare in presenza di NAT, a meno che il gateway non disponga di strumenti di supporto specifici.

• Il monitoraggio delle connessioni presenta dei limiti. I dispositivi ad altissima velocità di elaborazione possono esaurire la tabella NAT sui gateway di piccole dimensioni.

• Il disboscamento è più difficile. Dal punto di vista di Internet, tutti i tuoi dispositivi appaiono come un unico indirizzo IP, quindi per attribuire il traffico a un dispositivo specifico sono necessari i log del gateway NAT.

SIM NAT e Simbase

Per impostazione predefinita, Ogni SIM Simbase si trova dietro un gateway NAT presso il core mobile Simbase. Ciò significa che:

• La SIM può avviare l'invio connessioni alle tue API, ai broker MQTT, ai server web e a qualsiasi cosa su Internet.

• La SIM non può accettare chiamate in entrata connessioni. I vostri server non possono aprire una connessione direttamente con la SIM.

• La SIM riceve un IP privato che non è visibile da Internet.

Per i casi d'uso tipici dell'IoT (un dispositivo che interroga un server o invia dati tramite MQTT o HTTP), questa è esattamente la soluzione ideale. È sicura, è semplice e non comporta costi aggiuntivi.

Quando il NAT diventa un problema

Il NAT ti crea problemi proprio quando ne hai bisogno accedere al dispositivo dall'esterno:

• SSH remoto a un router o a un gateway

• Interfaccia utente per la configurazione remota su un dispositivo in uso

• Avviato dal server inviare al dispositivo (ad esempio, "attivare e inviare un rapporto")

• Organizzare una funzione religiosa sul dispositivo (server web, feed della telecamera RTSP)

• VPN da sede a sede terminato sul dispositivo

In ciascuno di questi casi, è necessario bypassare il NAT per quella SIM. Simbase lo fa assegnando un IP pubblico, che instrada il traffico attraverso un gateway dedicato dotato di un indirizzo instradabile.

Vedi Indirizzi IP pubblici per i passaggi.

NAT vs CGNAT

Potresti notare che CGNAT (Carrier-Grade NAT) nelle discussioni sulle reti cellulari. Il CGNAT è un NAT effettuato a livello di operatore. Il tuo operatore applica il NAT al tuo traffico dietro il proprio IP pubblico prima che questo raggiunga Internet. La maggior parte delle reti mobili destinate ai consumatori utilizza il CGNAT. Dal punto di vista del dispositivo, è identico al normale NAT.

Le SIM prive di IP pubblico vengono sottoposte a NAT presso il gateway Simbase. L'effetto è lo stesso del CGNAT su una rete mobile consumer: un IP privato sul dispositivo, un indirizzo pubblico condiviso rivolto verso Internet e nessuna connessione in entrata.

Domande frequenti

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