NAT và Proxy: Sự khác biệt chính giữa hai mạng này

Proxy là gì?

Proxy về cơ bản là một máy chủ trung gian nằm giữa máy khách (client) đang yêu cầu tài nguyên và máy chủ đích (server) nơi tài nguyên đó được lưu trữ. Khi máy khách gửi yêu cầu, yêu cầu này sẽ được chuyển đến proxy trước tiên. Proxy sau đó đánh giá yêu cầu dựa trên các quy tắc lọc được thiết lập sẵn. Nếu yêu cầu đáp ứng các tiêu chí đó, proxy sẽ chuyển tiếp yêu cầu đến máy chủ đích để lấy tài nguyên.

Ngoài ra, proxy cũng có thể đáp ứng yêu cầu bằng dữ liệu được lưu trong bộ nhớ cache, giúp loại bỏ nhu cầu kết nối lại với máy chủ gốc cho các yêu cầu tương tự trong tương lai. Khả năng lưu đệm (caching) này cải thiện hiệu suất đáng kể bằng cách tăng tốc thời gian phản hồi và giảm băng thông sử dụng. Bên cạnh đó, proxy đóng vai trò quan trọng trong bảo mật mạng, nhờ khả năng lọc và chặn truy cập đến các trang web nhất định, giúp kiểm soát quyền truy cập và tăng cường an toàn cho hệ thống.

Cách Proxy hoạt động

Mỗi thiết bị kết nối Internet đều được gán một địa chỉ IP (Internet Protocol), dùng để định danh và giao tiếp trên mạng. Địa chỉ IP này là yếu tố trọng tâm trong cách proxy hoạt động.
Dưới đây là quy trình hoạt động cơ bản của một proxy server:

• Khởi tạo yêu cầu: Khi thiết bị gửi yêu cầu truy cập tài nguyên trực tuyến, yêu cầu đó sẽ đi qua proxy. Proxy sẽ đọc và phân tích yêu cầu.
• Chuyển tiếp yêu cầu: Proxy chuyển tiếp yêu cầu đến máy chủ Internet phù hợp, đóng vai trò là cầu nối giữa thiết bị và máy chủ.
• Truyền dữ liệu: Máy chủ Internet sẽ gửi dữ liệu phản hồi trở lại cho proxy, thay vì gửi trực tiếp đến thiết bị gốc.
• Kiểm tra bảo mật: Proxy xử lý dữ liệu nhận được, kiểm tra xem có phần mềm độc hại (malware) hoặc mối đe dọa nào tiềm ẩn không, đảm bảo dữ liệu an toàn trước khi chuyển tiếp.
• Trả dữ liệu về thiết bị: Khi dữ liệu được xác định là an toàn, proxy sẽ gửi nó đến thiết bị ban đầu đã gửi yêu cầu.

Lợi ích của Proxy

Mặc dù cơ chế hoạt động của proxy tương đối đơn giản, nhưng nó mang lại giá trị to lớn cho các công ty CNTT và tổ chức doanh nghiệp.
Dưới đây là một số lợi ích chính:

• Tăng cường bảo mật: Proxy hoạt động như một lá chắn bảo vệ giữa hệ thống nội bộ và Internet, tương tự như tường lửa. Nó giúp ngăn chặn hacker truy cập vào địa chỉ IP của bạn, thông tin mà họ có thể dùng để xâm nhập máy tính hoặc mạng nội bộ.
• Duyệt web riêng tư: Proxy cho phép duyệt web, xem phim, nghe nhạc, hoặc mua sắm trong môi trường riêng tư, bằng cách ẩn danh hoạt động trực tuyến của bạn. Việc sử dụng nhiều proxy khác nhau giúp tránh quảng cáo theo dõi và thu thập dữ liệu IP, khiến việc lần theo dấu vết người dùng trở nên khó khăn.
• Truy cập nội dung theo vị trí: Proxy có thể truy cập các nội dung bị giới hạn khu vực, bằng cách gán IP của máy chủ ở một quốc gia khác. Điều này khiến hệ thống nghĩ rằng bạn đang duyệt web từ quốc gia đó, giúp bạn truy cập được các dịch vụ hoặc trang web bị khóa vùng, như nền tảng streaming hoặc các trang web cụ thể.
• Kiểm soát truy cập Internet: Proxy có thể được cấu hình để giới hạn truy cập đến các trang web không phù hợp với chính sách doanh nghiệp hoặc gây xao nhãng. Ví dụ, nhiều công ty chặn truy cập mạng xã hội như Facebook nhằm duy trì năng suất làm việc của nhân viên.

NAT là gì?

NAT (Network Address Translation) là một phương pháp được các nhà cung cấp dịch vụ Internet (ISP) và nhiều tổ chức sử dụng rộng rãi để cho phép nhiều thiết bị trong một mạng riêng chia sẻ một địa chỉ IP công cộng duy nhất. Kỹ thuật này cho phép các thiết bị này kết nối và giao tiếp với nhau trên mạng công cộng mà không cần mỗi thiết bị phải có một địa chỉ IP duy nhất.

Ban đầu được thiết kế như một biện pháp tạm thời để khắc phục tình trạng khan hiếm địa chỉ IPv4, NAT thực sự kéo dài thời gian sử dụng của không gian địa chỉ hạn chế này. Bằng cách phân bổ một IP công cộng cho nhiều thiết bị trên mạng cục bộ, phương pháp này giúp bảo tồn số lượng hữu hạn các địa chỉ IPv4 có thể định tuyến công khai. Ngoài ra, NAT còn tăng cường bảo mật mạng bằng cách ẩn địa chỉ IP riêng lẻ của các thiết bị trong mạng riêng sau một IP công cộng. Việc ẩn địa chỉ IP này cung cấp một lớp bảo vệ bổ sung, khiến các thực thể bên ngoài khó có thể nhắm mục tiêu trực tiếp vào các thiết bị trong mạng.

Cách NAT hoạt động

NAT là một chức năng quan trọng được thực hiện bởi bộ định tuyến, đóng vai trò là cầu nối giữa hai mạng, thường là mạng riêng và internet. Quá trình diễn ra như sau: Khi một thiết bị trong mạng riêng muốn giao tiếp với một thiết bị trên internet công cộng, bộ định tuyến sẽ đóng vai trò trung gian. Nó chặn dữ liệu gửi đi từ thiết bị riêng và sửa đổi dữ liệu đó bằng cách hoán đổi địa chỉ IP riêng với địa chỉ IP công cộng của chính nó. Điều này cho phép dữ liệu được truyền đến mạng công cộng.

Ngược lại, khi có phản hồi từ mạng công cộng, bộ định tuyến sẽ thu thập dữ liệu đến này. Sau đó, nó thực hiện quy trình ngược lại bằng cách thay thế địa chỉ IP công cộng bằng địa chỉ IP riêng ban đầu trước khi chuyển tiếp dữ liệu đến thiết bị mạng riêng. Toàn bộ quá trình này diễn ra liền mạch, cho phép cả hai mạng giao tiếp mà không nhận ra sự thay đổi địa chỉ đang diễn ra.

Lợi ích của NAT

NAT mang lại nhiều lợi ích quan trọng, bao gồm:

• Tiết kiệm địa chỉ IP: NAT cho phép nhiều thiết bị chia sẻ cùng một IP công cộng, giúp bảo tồn không gian địa chỉ, đặc biệt hữu ích với các tổ chức chỉ được ISP cấp hạn chế số lượng IP.
• Tăng cường bảo mật: NAT giúp ẩn cấu trúc mạng nội bộ khỏi Internet, ngăn các cuộc tấn công trực tiếp vào thiết bị. Nó cũng có thể chặn truy cập đến các nội dung nguy hại hoặc không mong muốn.
• Tăng tốc độ mạng: NAT giúp giảm tải gói tin trên mạng, nhờ việc không cần cấp phát IP riêng cho từng thiết bị, từ đó tăng hiệu suất tổng thể.
• Linh hoạt trong thiết kế mạng: NAT cho phép thay đổi cấu trúc mạng mà không cần sửa đổi IP, rất hữu ích khi mở rộng, nâng cấp hoặc tích hợp thiết bị mới.
• Hỗ trợ kết nối đa mạng (multi-homing): NAT cho phép các thiết bị trong mạng riêng kết nối đồng thời với nhiều mạng công cộng, giúp tăng tính dự phòng (failover) khi một ISP gặp sự cố.
• Giảm chi phí: Vì NAT giảm số lượng IP công cộng cần dùng, nên chi phí cấp phép và quản lý địa chỉ IP cũng giảm đáng kể.
• Đơn giản hóa quản lý mạng: NAT giảm khối lượng công việc quản trị, vì số lượng IP cần quản lý ít hơn, đặc biệt có lợi cho mạng doanh nghiệp quy mô lớn.

Sự khác biệt giữa NAT và Proxy

Proxy hoạt động như một trung gian trong lớp thứ bảy của mô hình OSI, xử lý và chuyển tiếp các yêu cầu dựa trên các giao thức cụ thể về nội dung như HTTP và FTP từ máy khách đến máy chủ bên ngoài. Proxy thường tăng cường bảo mật, đảm bảo tính ẩn danh và cho phép lưu trữ bộ nhớ đệm dữ liệu. Việc thiết lập proxy liên quan đến cấu hình rõ ràng trên hệ thống của máy khách và thường được đặt trong Vùng phi quân sự (DMZ) trong mạng doanh nghiệp.

Mặt khác, Dịch địa chỉ mạng (NAT) hoạt động ở lớp thứ ba và thứ tư, tập trung vào việc quản lý địa chỉ IP. Nó dịch địa chỉ IP riêng sang địa chỉ công cộng cho lưu lượng truy cập ra, đơn giản hóa kết nối mà không yêu cầu người dùng phải điều chỉnh các ứng dụng cụ thể. Các giải pháp NAT thường tiết kiệm chi phí hơn và được tích hợp vào các thiết bị biên mạng như bộ định tuyến hoặc tường lửa. Mặc dù NAT cung cấp khả năng kiểm soát lưu lượng cơ bản và tối ưu hóa việc sử dụng địa chỉ IP công cộng, nhưng nó không hỗ trợ các chức năng cụ thể của giao thức hoặc cung cấp các tính năng bảo mật nâng cao mà proxy cung cấp.

Lưu ý: Khi lựa chọn giữa proxy và NAT, hãy cân nhắc nhu cầu cụ thể của bạn về bảo mật và hỗ trợ giao thức. Proxy lý tưởng cho các tình huống yêu cầu kiểm soát truy cập chi tiết và quyền riêng tư được nâng cao, trong khi NAT phù hợp để quản lý địa chỉ IP cơ bản và đơn giản hóa mạng.

Câu hỏi thường gặp (FAQ)

Khi nào nên dùng NAT thay vì proxy?

Nên chọn NAT khi mục tiêu chính là cho phép nhiều thiết bị truy cập Internet thông qua một IP công cộng duy nhất, ví dụ trong mạng gia đình hoặc doanh nghiệp nhỏ, nơi không cần lọc nội dung phức tạp hay kiểm tra lưu lượng sâu.

NAT và proxy ảnh hưởng thế nào đến hiệu suất mạng?

NAT chỉ ảnh hưởng nhẹ đến hiệu suất, chủ yếu trong các trường hợp cần cấu hình port forwarding. Trong khi đó, proxy có thể làm giảm tốc độ mạng do phải xử lý thêm dữ liệu, đặc biệt khi proxy thực hiện lọc nội dung hoặc xác thực người dùng.

Cái nào tốt hơn cho việc xử lý lưu lượng được mã hóa (encrypted traffic)?

Proxy hiệu quả hơn trong việc xử lý lưu lượng mã hóa, đặc biệt là proxy hỗ trợ SSL. Proxy có thể phân tích và lọc dữ liệu SSL, trong khi NAT không có khả năng này nếu không được cấu hình đặc biệt.

Kết luận

Máy chủ proxy và Dịch địa chỉ mạng (NAT) thường được sử dụng cho các mục đích tương tự nhưng hoạt động khác nhau. Phần thảo luận về Nat vs proxy cho thấy NAT hoạt động ở mức cơ bản hơn so với các hệ thống proxy tiêu chuẩn. Máy chủ proxy thường hỗ trợ các giao thức lớp ứng dụng cụ thể, khiến chúng trở nên đặc thù.

Máy chủ proxy hoạt động bằng cách kết nối với internet, phản hồi và nhận lưu lượng thay mặt cho máy khách. Ngược lại, thiết bị NAT sửa đổi địa chỉ nguồn của lưu lượng đến trước khi định tuyến đến internet.