Проброс портов и Hairpin NAT в роутерах Mikrotik
Проброс портов - на первый взгляд тривиальная повседневная задача, которая не должна вызывать никаких затруднений. Действительно, в бытовых роутерах это так, но если речь идет об оборудовании Mikrotik, то сложности могут не заставить себя ждать. А все потому, что RouterOS дает в руки администратора богатые сетевые возможности, требуя в ответ понимания работы сетей хотя бы на базовом уровне. Конечно, можно настроить все по готовой инструкции, но гораздо лучше понимать каждое свое действие, и именно для тех, кто хочет разобраться предназначена эта статья.
1. Проброс портов
Проброс, он же форвардинг, портов - что это такое? Это технология, которая позволяет обращаться к узлам, находящимся за маршрутизатором путем перенаправления трафика для определенных портов с внешнего адреса маршрутизатора на внутренний адрес узла в локальной сети. Это становится возможным благодаря технологии NAT.
Давайте рассмотрим небольшую схему, которая поможет понять принцип действия проброса портов.
Допустим, некий удаленный ПК хочет обратиться к нашему веб-серверу, который находится за маршрутизатором в локальной сети. Но обратиться он может только по внешнему адресу маршрутизатора (в нашем примере 192.168.3.113), на который мы пробросили порт 80 веб-сервера. Поэтому он формирует пакет, в котором адресом назначения выступает маршрутизатор и отправляет его получателю, в качестве адреса источника он указывает собственный адрес.
Маршрутизатор, получив такой пакет выполняет замену адреса назначения с собственного, на адрес веб-сервера, также, при необходимости, он может изменить и порт назначения. После чего пакет отправляется в локальную сеть и достигает веб-сервера. Данные о преобразовании заносятся в специальную таблицу трансляции NAT.
Нужно ли менять адрес отправителя? Нет, если маршрутизатор выступает основным шлюзом сети, а в подавляющем большинстве случаев это так. Веб-север обработает запрос, а так как он ничего не знает о сети получателя, то обратный пакет будет направлен шлюзу по умолчанию, т.е. назад нашему маршрутизатору.
Маршрутизатор на основании данных таблицы трансляции выполнит обратное преобразование, заменив на этот раз адрес источника с внутреннего адреса веб-сервера, на свой внешний адрес и отправит пакет запросившему его узлу.
На первый взгляд все понятно, поэтому перейдем к практике. В RouterOS в качестве сетевого фильтра используется iptables, поэтому далее мы будем оперировать его терминами. В таблице NAT используются две цепочки: PREROUTING - в которую попадают все пришедшие на маршрутизатор пакеты и POSTROUTING - через нее проходят все прошедшие через устройство пакеты. В PREROUTING нам доступно действие dst-nat (DNAT), которое позволяет изменить адрес назначения пакета, в POSTROUTING будут доступны src-nat (SNAT) и masquerade, которые позволяют изменить адрес источника пакета.
Мы не даром заостряем на этом особое внимание, так как непонимание процесса прохождения пакета по цепочкам сетевого фильтра способно привести к значительным затруднениям, когда вроде-бы все правила составлены верно, но ничего не работает.
Так для пакета от клиента к веб-серверу и обратно порядок прохождения цепочек будет следующим:
PREROUTING -> FORWARD -> POSTROUTING
Обратите внимание, что пакет не попадает в цепочки INPUT и OUTPUT, которые используются для собственных пакетов маршрутизатора.
Как правильно выполнить настройку? Перейдем в IP - Firewall - NAT и добавим следующее правило: Chain - dstnat (читай PREROUTING), Dst. Address - 192.168.1.113 - внешний IP-адрес нашего роутера, Protocol - tcp - используемый протокол, если сервис может использовать несколько протоколов, скажем TCP и UDP - потребуется создать отдельное правило для каждого протокола, Dst. Port - 80 - порт, на котором маршрутизатор будет принимать внешние соединения.
На закладке Action укажите: Action - dst-nat - выполняем замену адреса получателя, To Addresses - 192.168.186.195 - внутренний адрес веб-сервера, To Ports - 80 - порт, на котором веб-сервер принимает соединения. Если внешний и внутренний порт совпадают, то последний можно не указывать.
Либо выполните в терминале:
/ip firewall nat
add action=dst-nat chain=dstnat dst-address=192.168.3.113 dst-port=80 protocol=tcp to-addresses=192.168.186.195 to-ports=80
Но это еще не все, после PREROUTING пакет попадет в цепочку FORWARD, в которой, если вы настраивали роутер по нашей инструкции, запрещены любые внешние пакеты, кроме инициированных из локальной сети соединений.
Создадим новое правило. IP - Firewall - Filter Rules, где добавим: Chain - forward - цепочка FORWARD, Protocol - tcp, Dst. Port - 80 - протокол и порт, In. Interface - ether5 - внешний интерфейс вашего роутера. Так как по умолчанию в новых правилах стоит действие accept, на закладку Action можно не переходить.
Располагаться данное правило должно выше правила, запрещающего транзитный трафик из внешней сети во внутреннюю.
Обратите внимание, что если вы пробрасываете порт с изменением номера, скажем внутренний 3389 (RDP) на внешний 3390, то в правиле брандмауэра вы всегда должны указывать внутренний порт, т.е. 3389, так как пакет уже прошел цепочку PREROUTING и данные о получателе в нем уже изменены на адрес и порт внутреннего сервера.
Из терминала это можно сделать командами:
/ip firewall filter
add action=accept chain=forward dst-port=80 in-interface=ether5 protocol=tcp
2. Hairpin NAT
Все это хорошо, но ровно до тех пор, пока мы не попытаемся получить доступ по внешнему адресу из внутренней сети. Вообще, таких ситуаций следует избегать, предпочтительно использовать для доступа доменные имена и двойной горизонт DNS, когда для внешних пользователей одно и тоже имя разрешается во внешний адрес, а для внутренних - во внутренний. Но это возможно не всегда. Попробовав же обратиться изнутри по внешнему адресу, мы получим ошибку соединения:
Почему так происходит? Давайте рассмотрим еще одну схему:
Первая ее часть нам уже знакома, узел отправляет запрос на внешний адрес маршрутизатора, он заменяет адрес назначения адресом внутреннего сервера и отправляет пакет к нему, адрес отправителя остается неизменным. А вот дальше начинается самое интересное, веб-сервер видит, что отправитель находится в ним в одной сети и отправляет ответ ему напрямую. Но отправитель направлял запрос на внешний адрес сервера и ждет ответа именно от него, поэтому ответный пакет, отправителем которого указан внутренний адрес веб-сервера будет отброшен и связь установить не удастся.
Что же делать? Очевидно, что нужно каким-то образом заставить веб-сервер отвечать не напрямую клиенту, а пересылать пакет обратно маршрутизатору. Здесь нам на помощь придет действие src-nat (SNAT), которое позволяет изменить адрес отправителя, находящееся в цепочке POSTROUTING. В терминах Mikrotik данная настройка носит наименование Hairpin NAT.
Чтобы понять, как это работает мы подготовили следующую схему:
Теперь наш маршрутизатор не только изменяет адрес назначения, но и адрес источника, указывая в его качестве собственный внутренний IP. Обработав такой пакет веб-сервер отправит его обратно к маршрутизатору, который выполнит обратные преобразования (согласно таблице трансляции) и оправит его получателю. А так как отвечать будет именно тот узел, к которому был отправлен запрос, то в данном случае все будет работать.
Для настройки на Mikotik перейдем в IP - Firewall - NAT и добавим: Chain - src-nat (POSTROUTING), Src. Address - 192.168.186.0/24 - диапазон вашей локальной сети, Dst. Address - 192.168.186.195 - внутренний адрес веб-сервера, Protocol - tcp, Dst. Port - 80 - протокол и порт.
Обратите внимание, что в качестве адреса и порта назначения мы указываем внутренние адрес и порт, так как пакет уже прошел цепочку PREROUTING, где данные получателя были изменены. К сожалению, не все это понимают, во многих инструкциях в сети в данном правиле фигурирует внешний адрес, стоит ли говорить, что такое правило работать не будет.
Затем переходим на закладку Action и указываем: Action - src-nat (SNAT), To Addresses - 192.168.186.1 - указываем внутренний адрес нашего маршрутизатора. Если вы используете на внешнем интерфейсе другой порт, то обязательно укажите его в поле To Ports, если порты совпадают, то делать это необязательно.
Через терминал данное правило можно создать следующим образом:
/ip firewall nat
add action=src-nat chain=srcnat dst-address=192.168.186.195 dst-port=80 protocol=tcp src-address=192.168.186.0/24 to-addresses=192.168.186.1
Во многих иных статьях для данного правила используется действие masquerade, давайте разберемся в чем разница. В первом приближении оба действия делают одно и тоже - изменяют адрес источника пакета, но src-nat работает только со статическими адресами, зато позволяет указать в качестве источника любой адрес, masquerade работает с динамическими адресами, но в качестве адреса источника может использовать только адрес того интерфейса, с которого уходит пакет. За счет того, что masquerade при каждом запросе определяет адрес интерфейса - это действие требует больше вычислительных ресурсов, нежели src-nat.
В нашем случае все адреса статические, поэтому использование src-nat здесь будет более уместно.
Правило создано, проверим его работу:
