خطوات الاستخدام
الخطوة الأولى: فهم ماهية PAT (ترجمة عنوان المنفذ) - هي تقنية من تقنيات NAT تسمح لأجهزة متعددة في الشبكة الداخلية بمشاركة عنوان IP عام واحد باستخدام منافذ مختلفة. يتم تعيين منفذ فريد لكل اتصال صادر من الجهاز الداخلي، بحيث يمكن للموجه تتبع الاتصالات وإعادة توجيه الحزم بشكل صحيح. إدارة استخدام المنافذ أمر بالغ الأهمية لتجنب نضوب المنافذ المتاحة.
الخطوة الثانية: إدخال عدد الأجهزة الداخلية (Internal Hosts) - يمثل العدد الإجمالي للأجهزة الموجودة خلف جهاز PAT والتي تحتاج إلى الوصول إلى الإنترنت. على سبيل المثال، في شركة بها 200 موظف يستخدم كل منهم جهاز كمبيوتر، قد يكون عدد الأجهزة الداخلية 200. يجب أن يكون هذا الرقم دقيقًا لضمان حساب صحيح لاستخدام المنافذ.
الخطوة الثالثة: إدخال متوسط الاتصالات لكل جهاز (Average Connections per Host) - يمثل متوسط عدد الاتصالات المتزامنة التي يقوم بها كل جهاز داخلي في وقت واحد. على سبيل المثال، إذا كان كل جهاز يفتح 10 علامات تبويب في المتصفح ويستخدم تطبيقين للبريد الإلكتروني، فقد يكون متوسط الاتصالات 12. هذا الرقم يمكن تقديره بناءً على سلوك المستخدمين.
الخطوة الرابعة: حساب إجمالي استخدام المنافذ - يتم ضرب عدد الأجهزة الداخلية في متوسط الاتصالات لكل جهاز للحصول على إجمالي عدد المنافذ المستخدمة في وقت واحد، ثم يُقرَّب الناتج بالسقف إلى عدد صحيح لأن المنفذ لا يُجزَّأ. على سبيل المثال، إذا كان لديك 200 جهاز ومتوسط اتصالات 12، فإن إجمالي استخدام المنافذ = 200 × 12 = 2400 منفذ. هذا الرقم يمثل عدد الاتصالات المتزامنة التي يجب أن يديرها جهاز PAT.
الخطوة الخامسة: تفسير النتيجة - يقارن المستخدم النتيجة مع عدد المنافذ المتاحة (عادةً 65536 منفذًا، منها بعض محجوزة للاستخدامات الخاصة). والحاسبة تُخرج هذه المقارنة جاهزة: السعة الصالحة للعنوان العام الواحد (المنافذ 1024–65535 أي 64,512)، ونسبة الإشغال منها، وعدد العناوين العامة اللازمة، والفاضل (أو العجز السالب) أمام عتبة الأمان، وعتبة 80% الموصى بها (51,610 منفذًا). إذا كان إجمالي استخدام المنافذ أقل بكثير من الحد الأقصى، فإن الشبكة تعمل بكفاءة. أما إذا اقترب من الحد أو تجاوزه، فهناك خطر نضوب المنافذ مما يؤدي إلى فشل اتصالات جديدة. يمكن بعدها اتخاذ إجراءات مثل زيادة المنافذ (باستخدام أكثر من عنوان IP عام) أو تقليل متوسط الاتصالات.
أمثلة محلولة
تطبيقات عملية على استخدام منافذ PAT بخطوات الحل كاملة.
الحل
لحساب إجمالي استخدام المنافذ: نضرب عدد الأجهزة الداخلية (150) في متوسط الاتصالات لكل جهاز (20) = 150 × 20 = 3000 منفذ. الحد الأقصى النظري لعدد المنافذ هو 65536، ولكن في الواقع، هناك بعض المنافذ المحجوزة (مثل المنافذ المعروفة 0-1023) التي لا تستخدم عادةً لـ PAT. ومع ذلك، 3000 منفذ لا يزال بعيدًا جدًا عن الحد الأقصى. لذلك، هذه الشبكة ليست معرضة لخطر نضوب المنافذ. ومع ذلك، يجب مراعاة أن الاتصالات المتزامنة الفعلية قد تزيد في أوقات الذروة، لذلك يُنصح بمراقبة الاستخدام بانتظام. يمكن تحسين الأداء باستخدام مهلات انتهاء الاتصال المناسبة.
الحل
إجمالي استخدام المنافذ = 3000 جهاز × 5 اتصالات = 15000 منفذ. هذا الرقم لا يزال أقل من 65536، لكنه يمثل حوالي 23% من سعة المنافذ. في الحالات العملية، قد يزيد متوسط الاتصالات خلال ساعات الذروة (مثل وقت الامتحانات) ليصل إلى 10 أو أكثر، مما قد يرفع الاستخدام إلى 30000 منفذ. على الرغم من أنه لا يزال ضمن الحد، إلا أن وجود عدد كبير من الاتصالات قد يسبب ازدحامًا في جدول الترجمة لدى الموجه. يُوصى في مثل هذه الشبكات الكبيرة باستخدام أكثر من عنوان IP عام واحد (مثلاً 2 أو 3) لتوزيع الحمل وتقليل خطر استنفاذ المنافذ. أيضًا، يمكن استخدام تقنيات مثل تحسين مهلات PAT وتخصيص نطاقات منافذ لكل تطبيق.
أمثلة محسوبة
قيم مُدخَلة ونتيجة محسوبة فعليًا بواسطة استخدام منافذ PAT.
مرجع — شركة بمئتي جهاز
- عدد المضيفين الداخليين
- 200
- متوسط الاتصالات لكل مضيف
- 12
مرجع — شبكة شركة صغيرة
- عدد المضيفين الداخليين
- 150
- متوسط الاتصالات لكل مضيف
- 20
مرجع — جامعة بثلاثة آلاف جهاز
- عدد المضيفين الداخليين
- 3,000
- متوسط الاتصالات لكل مضيف
- 5
مرجع — تجاوز سعة العنوان الواحد
- عدد المضيفين الداخليين
- 14,000
- متوسط الاتصالات لكل مضيف
- 5
مرجع — اتصال واحد فقط
- عدد المضيفين الداخليين
- 1
- متوسط الاتصالات لكل مضيف
- 1