В данном посте пойдет речь про два не связанных напрямую между собой сетевых механизма: Hairpin NAT и Proxy ARP. Стоит заметить, что их использование необходимо только в определенных случаях NAT, далее будет описано подробнее.
Hairpin NAT
Сценарий: веб сервер и клиент находятся за общим NAT. Веб сервер опубликован на внешнем адресе 80.80.80.80 на порту 80. Внутренние IP адреса у клиента и сервера из одной подсети 10.10.10.0/24.
Клиент не может подключиться к веб серверу по внешнему адресу. При этом от других клиентов (с мобильного телефона, из дома и пр.) доступ работает.
Причина:
- Клиент делает запрос к веб серверу
Адрес источника Адрес получателя 10.10.10.50 80.80.80.80 внутренний адрес клиента внешний адрес сервера - Маршрутизатор изменяет адрес получателя (DNAT) и по таблице маршрутизации отправляет пакет в тот же интерфейс, из которого он пришел
Адрес источника Адрес получателя 10.10.10.50 10.10.10.2 внутренний адрес клиента внутренний адрес сервера - Сервер получает запрос и по таблице маршрутизации выясняет, что он находится в одной подсети с клиентом (10.10.10.0/24) и отправляет ответ напрямую клиенту, минуя маршрутизатор
Адрес источника Адрес получателя 10.10.10.2 10.10.10.50 - Клиент, получив ответ с адреса, с которым он не общался до этого, отбрасывает его.
Решение:Для того, чтобы разрешить обмен через внешний адрес сервера между клиентом и сервером, находящимися в одной внутренней подсети, следует применять изменение адресов отправителя (SNAT) и получателя (DNAT) — механизм названный hairpin NAT.
- Клиент делает запрос к веб серверу
Адрес источника Адрес получателя 10.10.10.50 80.80.80.80 внутренний адрес клиента внешний адрес сервера - Маршрутизатор изменяет адрес получателя (DNAT) и адрес отправителя (SNAT) и по таблице маршрутизации отправляет пакет в тот же интерфейс из которого он пришел
Адрес источника Адрес получателя 10.10.10.1 10.10.10.2 внутренний адрес маршрутизатора внутренний адрес сервера - Сервер получает запрос и по таблице маршрутизации отправляет ответ на маршрутизатор, т.к. его адрес значится источником
Адрес источника Адрес получателя 10.10.10.2 10.10.10.1 - Маршрутизатор изменяет адрес получателя (DNAT) и адрес отправителя (SNAT) и по таблице маршрутизации отправляет пакет в тот же интерфейс из которого он пришел
Адрес источника Адрес получателя 80.80.80.80 10.10.10.50 - Клиент получает ответ с адреса, на который он отправлял запрос, поэтому принимает его.
Путем hairpin NAT клиент думает, что разговаривает с публичным интерфейсом веб сервера, а веб сервер думает, что разговаривает с внутренним интерфейсом роутера.
Proxy ARP
Сценарий: для публикации серверов (DNAT) используется целая подсеть 80.80.80.0/24 при этом внешнему интерфейсу маршрутизатора назначен адрес 80.80.80.1.
Клиенты не могут подключиться к веб серверу по внешнему адресу.
Причина:
- Клиент из интернета делает запрос к внешнему адресу веб сервера
Адрес источника Адрес получателя 50.50.50.50 80.80.80.80 внешний адрес клиента внешний адрес сервера - Запрос приходит на пограничный маршрутизатор провайдера, к которому подключен ваш маршрутизатор внешним интерфейсом. Маршрутизатор провайдера делает широковещательный ARP запрос в подсеть 80.80.80.0/24 с целью получить MAC адрес клиента с IP адресом 80.80.80.80.
- Поскольку в подсети 80.80.80.0/254 нет интерфейса с адресом 80.80.80.80 маршрутизатор провайдера отправляет ошибку клиенту, что сервер недоступен.
Решение: Для того, чтобы ваш маршрутизатор отвечал на ARP запрос необходимо на его внешнем интерфейсе настроить Proxy ARP. В этом случае ваш маршрутизатор будет отвечать на все ARP запросы по IP адресам, которые вы укажите, вне зависимости от адреса самого интерфейса на который, они будут приходить.
Gamelton's blog 