บทความชุดนี้เป็นบทความเชิงเทคนิคอย่างง่าย เพื่อปูพื้นฐานทุกท่านให้เข้าใจถึงปัญหาที่โลกอินเทอร์เน็ตกำลังประสบ, ผลกระทบที่เราจะพบ, และการเปลี่ยนผ่านไปยังเทคโนโลยีใหม่ ถ้าใครยังไม่ได้อ่านตอนแรกแนะนำให้กลับไปอ่านก่อนครับ
ทุกวันนี้ถ้าใครสังเกตอาจจะพบว่าคอมพิวเตอร์ที่เราใช้งานอยู่มักได้หมายเลขไอพีคล้ายๆ กันไม่ว่าทำงานอยู่ที่ไหน โดยมักเป็นหมายเลข 192.168.xxx.xxx หรือ 10.xxx.xxx.xxx หมายเลขเหล่านี้เป็นหมายเลขที่ถูกกำหนดไว้ล่วงหน้าว่าหน่วยงานใดๆ สามารถใช้เป็นการภายในได้โดยไม่ต้องกำหนดหมายเลขล่วงหน้า แต่เนื่องจากหน่วยงานต่างๆ สามารถใช้หมายเลขเหล่านี้ซ้ำไปมาได้อย่างอิสระ การเชื่อมต่อระหว่างหน่วยงานงานจำเป็นต้องมีหมายเลขไอพีที่ได้รับการจัดสรร เพื่อให้เป็นหมายเลขอ้างอิงข้ามเครือข่ายอินเทอร์เน็ตได้
ในโลกอินเทอร์เน็ตนั้นนอกจากจะมีหมายเลขไอพีที่เปรียบเสมือนที่อยู่ของเราบนอินเทอร์เน็ตแล้ว เครื่องทุกเครื่องยังมีพอร์ตเพื่อแยกข้อมูลที่แอพพลิเคชั่นต่างๆ รับส่งออกจากกัน เปรียบเสมือนเราใส่ชื่อในการจ่าหน้าซองหมาย ที่แม้จะมีผู้รับหลายคนในที่อยู่เดียวกันก็ยังคงสามารถส่งข้อมูลไปถึงปลายทางได้ โดยแต่ละหมายเลขไอพีจะมีพอร์ตได้ถึง 65535 พอร์ต
ระบบ Network Address Translation หรือ NAT อาศัยจำนวนพอร์ตสำหรับแต่ละไอพีที่มีอยู่จำนวนมาก มาแจกจ่ายให้แต่ละไอพี ทำได้โลกภายนอกสามารถติดต่อกับเครื่องจำนวนมากในเครือข่ายได้โดยอาศัยหมายเลขไอพีเดียวกัน เปรียบเสมือนระบบไปรษณีย์ภายในคอนโด ที่หากเจ้าหน้าที่คอนโดสามารถจำได้ว่าใครอาศัยอยู่ในห้องไหนบ้าง คนภายนอกก็จะสามารถติดต่อกับคนที่อาศัยอยู่ในคอนโดนั้นได้โดยไม่ต้องระบุหมายเลขห้อง เพียงแค่ระบุชื่อให้ถูกต้องเจ้าหน้าที่ก็จะนำจดหมายไปส่งให้เอง
ระบบ NAT มีข้อจำกัดสำคัญคือมันถูกออกแบบมาเพื่อให้เครื่องที่อยู่ภายในองค์กร เปิดการเชื่อมต่อไปยังเครื่องที่อยู่ภายนอก โดยเมื่อมีการขอเปิดการเชื่อมต่อครั้งแรก เราท์เตอร์ที่รองรับ NAT จะให้หมายเลขพอร์ตจากไอพีที่ได้รับการจัดสรรมา แล้วใช้หมายเลขไอพีและพอร์ตนั้นๆ แม้จะมีความพยายามในการแก้ปัญหาเพื่อให้หมายเลขไอพีภายในสามารถเปิดรับข้อมูลจากภายนอกโดยไม่ต้องเปิดการเชื่อมต่อไปก่อนได้บ้าง แต่ก็ไม่สมบูรณ์นัก โดยเฉพาะเมื่อเครื่องทั้งสองด้านเป็นเครื่องที่อยู่หลัง NAT ทั้งคู่
ทุกวันนี้เมื่อเราเชื่อมต่อเข้ากับผู้ให้บริการอินเทอร์เน็ต เรามักได้รับหมายเลขไอพีเป็นหมายเลขไอพีที่ได้รับการจัดสรรมา (บางคนเรียกว่า "ไอพีจริง") แต่เนื่องจากหมายเลขไอพีเหล่านี้หมดลง ผู้ให้บริการไม่สามารถขอจัดสรรหมายเลขไอพีเหลา่นี้เพิ่มเติมได้ ขณะที่หน่วยงานหลายแห่งต้องการเปิดให้บริการที่ต้องรับการเชื่อมต่อจากทุกคนได้ (เช่นเว็บเซิร์ฟเวอร์ของ Blognone) ทำให้บริการเหล่านี้ต้องการหมายเลขไอพีที่ได้รับการจัดสรร ค่าขอหมายเลขจะเพิ่มขึ้นตามลำดับเวลา ขณะที่การเติบโตของผู้ใช้อินเทอร์เน็ตตามบ้านเพิ่มขึ้นอย่างต่อเนื่อง ผู้ให้บริการอินเทอร์เน็ตจะไม่มีทางเลือกอื่นนอกจากหยุดให้หมายเลขไอพีที่ได้รับการจัดสรรมานี้กับผู้ใช้ตามบ้าน แล้วให้หมายเลขไอพีภายในที่เชื่อมต่อ
ทุกวันนี้เองหน่วยงานที่เคยได้รับหมายเลขไอพีจำนวนมากและเคยคิดว่ามากเกินพอ เช่น ม. เกษตรศาสตร์ที่ได้รับมาถึง 65535 หมายเลขนั้นก็เริ่มประสบปัญหาหมายเลขไอพีไม่พอ และต้องจ่ายหมายเลขไอพีภายในให้กับผู้ใช้งานบางส่วน
การใช้งานอินเทอร์เน็ต "ทั่วๆ ไป" ที่เราใช้งานกันเช่นเข้าเว็บ หรือเช็คอีเมลนั้นจะสามารถใช้งานต่อไปได้อีกยาวนานอย่างไร้ปัญหา แต่การใช้ไอพีภายในเป็นวงกว้างนั้นทำให้หลายครั้งที่เราเชื่อมต่อผ่านเราท์เตอร์ จะกลายเป็นเรากำลังอยู่ภายใต้หมายเลขไอพีภายในซ้อนกันหลายชั้น
แม้การทำ NAT ซ้อนกันหลายชั้นไม่สร้างปัญหาการเชื่อมต่อเข้ากับบริการที่มีหมายเลขไอพีที่ได้รับจัดสรรมาแต่อย่างใด โดยอาจจะมีปัญหาเรื่องความเร็วไปบ้าง แต่อุปกรณ์เครือข่ายรุ่นใหม่ๆ ก็ประมวลผล NAT ได้เร็วขึ้นมาก แต่ปัญหาที่สำคัญคือการเชื่อมต่อตรงระหว่างเครื่องต่างๆ ในอินเทอร์เน็ต โดยเครื่องที่อยู่ภายใต้ระบบ NAT ที่ซับซ้อนมีโอกาสจะมีปัญหาไม่สามารถเชื่อมต่อถึงกันโดยตรงได้สูงมาก โดยงานวิจัยในหมวดการส่งข้อมูลถึงกันโดยตรงหรือ NAT Transversal ยังเป็นหัวข้อที่มีการวิจัยอย่างต่อเนื่องจนถึงปัจจุบัน โดยมีมาตรฐานบางอันได้รับความนิยมขึ้นมาบ้างเช่น UPnP ที่เราท์เตอร์ตามบ้านมักรองรับเป็นอย่างดี แต่ก็ไม่มีการรับรองใดๆ ว่ามันจะทำงานได้ในเครือข่ายที่มีการทำ NAT ซ้อนกันไปมาหลายชั้น
ปัญหาสำคัญของการไม่สามารถส่งข้อมูลถึงกันโดยตรงได้เช่นนี้ จะสร้างปัญหาให้กับแอพพลิเคชั่นบางประเภทเช่น VoIP ที่ปรกติแล้วเซิร์ฟเวอร์ทำหน้าที่เพียง "นัดหมาย" คู่สายสองข้างให้เชื่อมต่อกัน แต่หลังจากนั้นทั้งสองข้างจะส่งข้อมูลถึงกันโดยตรง บริการเช่น Skype นั้นอาศัยผู้ใช้ระบบของ Skype เองที่มีหมายเลขไอพีที่ได้รับการจัดสรรมา ให้ทำตัวเป็น Super Node เพื่อส่งข้อมูลให้กับผู้ใช้คนอื่นๆ ของ Skype ที่อยู่ในเครือข่ายหลัง NAT แต่เมื่อเครือข่ายจำนวนมากเริ่มเป็น NAT มาขึ้นเรื่อยๆ เครื่องที่จะทำหน้าที่ Super Node นั้นก็จะหาได้ยากขึ้นเรื่อยๆ เพิ่มค่าใช้จ่ายให้กับบริษัทเช่น Skype ที่จะต้องหาเครื่องมาวางเพื่อทำหน้าที่ส่งต่อข้อมูลโดยตรง
บริการอีกอย่างหนึ่งที่มีปัญหาคือ BitTorrent ที่ต้องการการเชื่อมต่อโดยตรงระหว่างเครื่องในเครือข่าย โดย BitTorrent นั้นอาศัยการ "ประกาศ" ที่อยู่และหมายเลขพอร์ตสำหรับรับการเชื่อมต่อจากเครื่องอื่นๆ ในเครือข่าย หากคอมพิวเตอร์ในเครือข่ายไม่สามารถกำหนดพอร์ตเพื่อรอการเชื่อมต่อขาเข้าได้แล้ว การสร้างเครือข่ายเพื่อแชร์ไฟล์ระหว่างกันก็จะทำไม่ได้
ตอนต่อไป ผมจะพูดถึง IPv6 ปัญหาระหว่างการเปลี่ยนผ่าน และฟีเจอร์ที่เราจะได้รับ
Comments
อย่างหลังสุดนี่คงพอทำให้หลายๆคนเดือดร้อนได้บ้าง
"เดือดร้อนกันถ้วนหน้า" นะครับผมว่า ฮ่าๆ
ถ้ามัน NAT กันหลายชั้น มันจะมีปัญหากับพวก VPN อย่าง PPTP หรือเปล่าหว่า
เหมือนว่า VPN ค่อนข้างมีปัญหากับ NAT
^
^
that's just my two cents.
L2TP IPSec ช่วยได้ครับ
แต่บน windows ต้องแก้ registry ให้รองรับ nat traversal ด้วย
ทั้ง PPTP, L2TP ต้องการ อุปกรณ์ NAT ที่ support protocol ดังกล่าวโดยเฉพาะถึงจะใช้ได้หลาย session พร้อมกัน ครับ ไม่งั้นสามารถใช้ได้แค่ 1 session ถ้าเกิน มันจะเอ๋อ
รอไม่ไหวแล้ว
application ที่ต้องการสื่อสารแบบ peer to peer ใหม่ๆ บนมือถือจะเกิดขึ้นอีกมากมาย
ขอแสดงความคิดเห็น เกี่ยวกับการเปรียบเทียบ กับ เลขที่ห้องของคอนโด
ผมไม่รู้ว่าที่อื่นเป็นแบบไหนแต่น่าจะเป็นแบบเดียวกัน แต่คอนโดมีบ้านเลขที่ ที่เหมือนบ้านทั่วไป
ที่ตู้ไปรษณีย์คอนโดผมก็เป็น บ้านเลขที่ ซึ่งถ้าเทียบกับสารบบ บ้านเลขที่ของประเทศไทย กับระบบ
ip คอนโดผมก็น่าจะเรียกได้ว่า มี ip จริง
แต่ที่สังเกตคือ คอนโดผม จะใช้ เลขทับ แยกย่อยลงไปจากเลขที่ เช่น ห้อง 88/51 กับ 88/52
เป็นห้องอยู่ถัดๆกัน (ซึ่งจะมองว่า หลังทับเทียบเป็นเลข port ก็พอได้ แต่ระบบนี้น่าจะใช้กับ
บ้านทั่วไปอื่นๆ ได้ด้วยในระบบบ้านเลขที่ของไทย )
กรณีนี้ถ้าเป็นหอพักอาจจะชัดเจนกว่า
ความเห็นอื่น ๆ ครับ
ในมุมมองผู้พัฒนาโปรแกรม การมี NAT ทำให้ผู้พัฒนาโปรแกรมมีความยุ่งยากมากขึ้นและถือเป็น
"ของจริง" สำหรับการทำ network application ที่ต้องจำเป็นในการ กระจายไปสู้ผู้ใช้ รายย่อย
อย่างแท้จริง
สมัยผมเรียนที่มหาวิทยาลัย (นานมาแล้วไม่รุ้ตอนนี้สอนหรือยัง) หรือแม้แต่หนังสือที่สอนกันทั่วไปต่าง ๆ network programming ที่เรียนมักจะเป็นแบบที่ใช้ ip เอาเข้าจริงถ้าจำเป็นต้องเขียน application ติดต่อกันระหว่างเครื่อง
หลัง NAT เรื่องมันก็ไม่ง่ายเหมือนที่ได้เรียนมา
ชักจะอยากรู้มุมมองของผู้เชี่ยวชาญ ด้าน network ว่าอนาคต โอกาสที่เครื่องจะได้ใช้ ip จริง จะมีมากกว่าเดิมไหม
( ip จริงกันเป็นปกติ )
ผมอ่านไม่รู้เรื่องเลย 55+
แต่พอเข้าใจหลังๆ
(คนเขียนๆดีแต่ผมยังไม่เคยเรียนเกี่ยวับพวกนี้)
มือใหม่!! ใหม่จริงๆนะ
" มาแจกจ่ายให้แต่ละไอพี ทำ(ได้)โลกภายนอกสามารถ" รบกวนด้วยครับ
เน็ตหอผมใช้ NAT ก็โหลดบิตได้นะ
โหลดอะได้ครับ กรณีเป็น Leacher อะนะ
แต่ถ้าเราเป็น Seeder จะปล่อยไฟล์ให้คนอื่นลำบากครับ เพราะคนอื่นเริ่มการเชื่อมต่อเข้ามาหาเราไม่ได้
ไม่เหมือนกรณีที่เราเป็นคนโหลดไฟล์ที่เราต้องเริ่มเชื่อมต่อไปหาคนอื่นก่อน
กรณีนี้ยังไม่พูดถึงพวก uPnP นะครับ
ยังได้อยู่ แต่ต้อง FW port ไงครับ
uPnP มันเหมือนระบบ auto fw port ให้เฉยๆ
อย่างเกมส์บางๆ เกมส์ เวลาไปวางระบบร้าน net ผมยังต้องตั้ง scripts fw port
ไล่ ไป 7001 - 7099 สำหรับแต่หละเครื่องไว้เลยน่ะ
..
Ton-Or
การใช้ uPnP นี่ต้องระวังนะครับ เพราะกิน cpu router สูงพอสมควร อาจทำให้ไม่เสถียรการเปิดอาจทำให้รองรับจำนวนเครื่องได้น้อยลงด้วย และยังไม่รวมเรื่อง security ต่างๆ อีก
การอธิบาย NAT ผมชอบเปรียบเทียบกับเบอร์โทรภายใน กับเบอร์โทรจริง
ทุกองค์กรมีโทรตู้สาขา ที่สามารถกำหนดหมายเลขภายในอย่างไรก็ได้ ไปซ้ำกับองค์กรอื่นก็ได้
เวลาคนใน โทรออกไปเบอร์ข้างนอก คนข้างนอกจะเห็นเป็นเบอร์จริง ไม่ใช่เบอร์ภายใน
จึงไม่สามารถโทรกลับได้ คือโทรกลับก็ไม่รู้เบอร์ต่อภายใน
เครื่องที่อยู่หลัง NAT จึงติดต่อโลกภายนอกได้ แต่โลกภายนอกติดต่อเครื่องที่อยู่หลัง NAT ไม่ได้ ถ้าไม่รู้เบอร์ต่อภายใน
การรู้เบอร์ต่อภายใน ก็เหมือนกับการทำ Port Forwarding ให้โลกภายนอกสามารถติดต่อเครื่องภายในได้โดยตรง
แต่ข้อจำกัดอยู่ที่เบอร์ต่อซ้ำกันไม่ได้ เช่น port 80 จองไว้ให้เครื่อง 1 แล้ว จะใช้ 80 สำหรับเครื่อง2 ไม่ได้อีก
พออ่านรู้เรื่องไหมครับ
อยากให้เพิ่มเรื่อง port forwarding กับ port triggering ด้วยครับ
ไม่ทราบว่า ใช่อยู่ในเรื่อง NAT หรือเปล่าครับ ?
รู้สึกว่ามันเป็นเรื่องที่ "ต้องรู้" แฮะ สำหรับคนทำงานไอทีในยุคนี้ เหมือนปัญหา Y2K สมัยก่อน
แฟนพันธุ์แท้สตีฟจ็อบส์ | MacThai.com
แล้วการใช้ NAT ซ้อนกันหลายๆครั้ง
มีผลทำให้ ping ในเกมออนไลน์สูงขึ้นด้วยไหมครับ?
มีครับ
เขียนมาเยอะๆเลยนะครับ ชอบอ่าน
เหมือนกับว่าที่เคยเรียนมาจะไม่มี(อาจจะมีแต่ไม่รู้ตัว)
หรือไม่ละเอียดและทันสมัยเท่านี้
ได้ทบทวนตัวเองไปด้วย อิอิ