Questão de Redes de Computadores — NAT — VUNESP 2023

NAT (Network Address Translation)

Gabarito: letra C. O NAT é uma técnica que permite que vários hosts de uma rede privada compartilhem um único endereço IP público (ou um pequeno número deles) para acessar a Internet, realizando a tradução dos endereços privados para o endereço público no roteador de borda. Essa é a essência da técnica, conforme descrito na RFC 3022 e na literatura de redes.

O NAT (Network Address Translation) é uma técnica de reescrita de endereços IP que surgiu como uma solução paliativa para o esgotamento dos endereços IPv4. A ideia central é que uma rede interna utilize endereços IP privados (não roteáveis na Internet) e, quando um pacote precisa sair para a Internet, o roteador de borda (que possui um endereço IP público) traduz o endereço de origem do pacote, substituindo o endereço privado pelo seu endereço público. Dessa forma, com um único endereço IP público, ou um pequeno número deles, vários hosts internos podem trafegar na Internet simultaneamente.

A tradução não se limita ao endereço IP: para distinguir qual host interno está realizando cada comunicação, o NAT também traduz as portas TCP/UDP de origem. Essa variação é conhecida como NAPT (Network Address Port Translation) ou PAT (Port Address Translation), e é a forma mais comum de NAT utilizada em roteadores domésticos e empresariais. Quando um pacote interno chega ao roteador, ele cria uma entrada em sua tabela de tradução associando o endereço IP privado e a porta de origem ao endereço público e a uma nova porta. Quando a resposta chega do servidor externo, o roteador consulta essa tabela e redireciona o pacote para o host interno correto.

A necessidade do NAT surgiu porque os endereços IP privados, definidos na RFC 1918, não são roteados na Internet pública. Se um pacote com um endereço privado fosse enviado diretamente para a Internet, os roteadores intermediários não saberiam como encaminhá-lo de volta, pois esses endereços não são únicos globalmente. O NAT resolve esse problema ao esconder os endereços privados atrás de um endereço público válido.

É importante destacar que o NAT não foi desenvolvido para resolver o problema do esgotamento dos endereços IPv6, mas sim do IPv4. O IPv6, com seu vasto espaço de endereçamento, foi projetado para tornar o NAT desnecessário, embora ainda seja utilizado em algumas implementações por questões de segurança ou políticas de rede.

A pegadinha desta questão está na alternativa E, que apresenta uma lista de faixas de endereços privados com um erro sutil: a faixa 168.192.0.0/16 não existe. As faixas corretas são 10.0.0.0/8, 172.16.0.0/12 e 192.168.0.0/16. A banca inverteu os números para confundir o candidato.

Guarde o conceito central: o NAT permite que vários hosts compartilhem um único endereço IP público (ou um pequeno número deles) para acessar a Internet. É essa a ideia que separa a alternativa correta das demais.

Alternativa A — ❌ Incorreta

Afirma que o NAT foi desenvolvido para resolver o problema do esgotamento dos endereços IPv6. Isso está errado: o NAT foi criado como uma medida paliativa para o esgotamento dos endereços IPv4, não do IPv6. O IPv6, com seus 128 bits de endereço, foi projetado justamente para tornar o NAT desnecessário, oferecendo endereços públicos suficientes para todos os dispositivos.

Alternativa B — ❌ Incorreta

A alternativa começa correta ao afirmar que cada computador recebe um endereço IP privado único para o tráfego interno, mas erra ao descrever a tradução: ela diz que a conversão é feita "convertendo endereços IP públicos em endereços IP privados que não são únicos". Na verdade, a tradução ocorre no sentido inverso: os endereços privados são convertidos em um endereço público (que é único) quando o pacote sai da rede. A alternativa inverte o sentido da tradução.

Alternativa C — ✅ Correta ⟵ GABARITO

Esta é a definição correta do NAT. A técnica permite que, com um único endereço IP público (ou um pequeno número deles), vários hosts de uma rede privada possam acessar a Internet. O roteador de borda realiza a tradução dos endereços privados para o endereço público, permitindo que múltiplas conexões simultâneas sejam multiplexadas através de um único endereço, utilizando portas diferentes para distinguir cada comunicação.

Alternativa D — ❌ Incorreta

A alternativa afirma que os pacotes contendo endereços privados podem trafegar livremente na Internet pública. Isso é falso: os endereços privados definidos na RFC 1918 não são roteados na Internet. Se um pacote com um endereço privado fosse enviado para a Internet, ele seria descartado pelos roteadores, pois não há como encaminhá-lo de volta para a rede privada de origem. O NAT existe justamente para evitar que esses pacotes trafeguem diretamente na Internet.

Alternativa E — ❌ Incorreta

A alternativa lista as faixas de endereços privados, mas contém um erro: a faixa 168.192.0.0 a 168.192.255.255 /16 não existe. As faixas corretas definidas na RFC 1918 são:

• 10.0.0.0 a 10.255.255.255 (/8)

• 172.16.0.0 a 172.31.255.255 (/12)

• 192.168.0.0 a 192.168.255.255 (/16)

A banca trocou os números 168 e 192 para criar um distrator. O candidato que memorizou as faixas corretas identifica o erro imediatamente.

Gabarito: letra C