공인 IP를 절약하는 기술, NAT란?

집에서 스마트폰, 노트북, 스마트 TV 등 여러 기기를 동시에 인터넷에 연결해도 왜 공인 IP 주소는 하나만 쓰는 걸까?
이게 가능한 이유는 바로 'NAT(Network Address Translation)'이라는 기술 덕분이다.
IP 주소 부족 문제를 해결하고, 네트워크 보안까지 챙길 수 있는 핵심 기술, NAT에 대해 알아보자.

 

NAT(Network Address Translation)란?

NAT(Network Address Translation)는 내부 네트워크의 사설 IP 주소를 공인 IP 주소로 변환해 주는 기술이다.

이 기술 덕분에 여러 대의 장치가 하나의 공인 IP만으로 동시에 외부와 통신할 수 있다.

 

NAT가 필요한 이유는?

NAT는 사실 IP 부족에서 시작되었다. 공교롭게도, 오늘날 IPv6 기술이 나와서 모든 사람의 모든 장비가 다른 IP를 할당해도 넉넉한 통신 IP 체계가 완성되었지만, 그 이전에 IP 부족 문제를 해결하기 위해 사용하는 NAT 덕분에 아직까지 IPv6을 사용하지 않아도 문제없이 살아가고 있다.

• IPv4 주소 고갈 문제 해결: 사설 IP는 무한히 사용할 수 있지만, 공인 IP는 한정되어 있다.
• 보안성 향상: 외부에서 직접 내부 장치를 식별하기 어려워 보안에 유리하다.
• 네트워크 유연성 확보: 내부 주소 체계를 변경해도 외부 통신에 영향을 주지 않는다.

 

 

NAT의 작동 원리

NAT는 라우터(공유기)를 거치면서 동작한다.

내부에서는 자유롭게 사용하다가, 외부와 통신할 일이 있으면 라우터를 통해 변환해서 나가는 것이 기본 작동 원리다.

 

1. 내부 장치가 인터넷에 접근하면 NAT 라우터가 요청 패킷의 출발지 IP를 사설 IP → 공인 IP로 변경
2. 응답이 돌아오면 NAT는 다시 공인 IP → 해당 사설 IP로 변환해 내부 장치에 전달
3. 이 과정은 변환 테이블을 기반으로 이루어지며, 세션 단위로 관리됨

 

NAT의 유형

NAT는 크게 3개의 유형으로 나뉜다. 사설 IP 하나와 고정된 정적 NAT(Static NAT), 사용 가능한 주소가 자동으로 할당되는 동적 NAT(Dynamic NAT), 포트를 이용하는 PAT가 있다.

• Static NAT: 고정된 사설 IP를 고정된 공인 IP에 1:1로 매핑
• Dynamic NAT: 미리 정해진 공인 IP 풀에서 사용 가능한 주소를 동적으로 할당
• PAT(Port Address Translation): 여러 사설 IP가 하나의 공인 IP를 포트 번호로 구분해 사용하는 방식

 

NAT의 장점과 단점

NAT를 구성했을 때 단점도 있다.

특히 사설 IP에서 게임이나 서버 운영 등을 하게 된다면, 포트포워딩 설정과 같은 복잡한 절차와 확인이 필요하다. 또한, 세션 추적도 같은 IP를 쓰기 때문에 어렵다는 단점이 있다.

장점	단점
IP 주소 절약	복잡한 세션 추적 필요
보안성 강화	일부 애플리케이션과의 호환성 문제
내부 구조 은폐	포트포워딩 설정 필요

 

IPv6과 NAT의 관계

IPv6는 주소 공간이 거의 무한하기 때문에 원칙적으로 NAT가 필요 없다.

그러나 일부 환경에서는 보안, 정책, 레거시 장비 지원 등의 이유로 IPv6에서도 NAT66(IPv6용 NAT)이 사용되기도 한다.

하지만, 이는 권장되는 방식은 아니다.

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NAT는 IPv4 시대의 한계를 극복하기 위해 등장한 핵심 기술로, 하나의 공인 IP 주소만으로도 여러 기기가 인터넷을 사용할 수 있게 해 준다.

보안을 강화하고, 네트워크 설계를 유연하게 만들 수 있는 유용한 도구이지만, 구조적 한계도 분명 존재한다.

NAT의 개념을 이해하면 라우터 설정이나 네트워크 구성에 대한 이해도 훨씬 깊어진다.

 

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