Netzwerkadressübersetzung (NAT)

Was ist NAT (Network Address Translation)?

NAT, kurz für „Network Address Translation“ (Netzwerkadressübersetzung), ist eine Technologie, die die im Header eines IP-Pakets enthaltene IP-Adresse in eine andere IP-Adresse umwandelt. Sie wird häufig verwendet, um private IP-Adressen, die innerhalb einer Organisation genutzt werden, für die externe Kommunikation in globale IP-Adressen zu übersetzen.

Private IP-Adressen wurden eingeführt, um dem Problem der Erschöpfung des IPv4-Adressraums zu begegnen. Bei IPv4 werden Adressen mit 32 Bit dargestellt, sodass etwa 4 Milliarden eindeutige Adressen möglich sind. Mit der rasanten Ausbreitung des Internets stieg die Zahl der Geräte, die IP-Adressen benötigen, jedoch exponentiell an. Dadurch wuchs die Sorge, dass die verfügbaren Adressen letztlich aufgebraucht sein könnten. Um globale IP-Adressen einzusparen, wurde ein Ansatz gewählt, bei dem jeder Organisation globale IP-Adressen zugewiesen werden, während innerhalb der Organisation private IP-Adressen zum Einsatz kommen. Dies führte zur Einführung privater IP-Adressen gemäß RFC 1918, das Adressbereiche für Organisationen unterschiedlicher Größe festlegt:

• Klasse A (große Organisationen): 10.0.0.0 – 10.255.255.255
• Klasse B (mittelgroße Organisationen): 172.16.0.0 – 172.31.255.255
• Klasse C (kleine Organisationen): 192.168.0.0 – 192.168.255.255

In der Regel werden Geräten im internen Netzwerk einer Organisation private IP-Adressen aus diesen Bereichen zugewiesen.

Wenn jedoch Geräte mit privaten IP-Adressen über das Internet auf externe Server zugreifen, können die Server die Geräte, von denen die Anfragen stammen, nicht identifizieren, da private IP-Adressen von mehreren Organisationen verwendet werden. Daher muss die private IP-Adresse für die Kommunikation über das Internet in die eindeutige globale IP-Adresse der Organisation übersetzt werden. Hier kommt NAT ins Spiel.

NAT hat außerdem den Effekt, interne Netzwerke vor externen Netzwerken zu verbergen, und bietet durch die Isolierung interner Netzwerke ein gewisses Maß an Sicherheit. NAT ist zwar für die Netzwerksegmentierung nützlich, stellt allein jedoch keine umfassende Lösung zur Abwehr von Sicherheitsbedrohungen dar. Häufig sind zusätzliche Technologien und Protokolle für eine durchgängige Tunnelung erforderlich.

Eine Einschränkung von NAT besteht darin, dass Adressen jeweils eins zu eins übersetzt werden. Daher eignet es sich nicht für die gleichzeitige Kommunikation mehrerer Geräte. Um dieses Problem zu lösen, wurde NAT um die Übersetzung von Portnummern erweitert. Daraus entstand NAPT (Network Address Port Translation), auch bekannt als IP-Masquerading. Heute wird der Begriff „NAT“ häufig sowohl für NAT als auch für NAPT verwendet.