Netzwerkadressübersetzung (NAT)
Network Address Translation (NAT) ist eine Technik, die häufig von Internetdienstanbietern (ISPs) und Organisationen verwendet wird, um es mehreren Geräten zu ermöglichen, eine einzige öffentliche IP-Adresse zu teilen. Durch die Nutzung von NAT können Geräte in einem privaten Netzwerk mit Geräten in einem öffentlichen Netzwerk kommunizieren, ohne dass jedes Gerät seine eigene eindeutige IP-Adresse hat.
NAT wurde als Lösung für den Mangel an IPv4-Adressen populär, um die Schwierigkeit bei der Reservierung von IP-Adressen zu vermeiden. Die Übersetzung von Webadressen wird in vielen Ländern weit verbreitet verwendet. Deshalb ist NAT zu einer Standardfunktion von Routern in Heim- und kleinen Büronetzwerken geworden, für die die Kosten für die Anforderung einer separaten IP-Adresse die Vorteile überwiegen.
IPv4-Adresse
IPv4 verwendet 32-Bit-Adressen (4-Byte), sodass es im Adressraum nur etwa vier Milliarden (4.294.967.296.232) Adressen gibt, also etwa 4,3 Milliarden.
Mit Ausnahme privater Netzwerke, Loopbacks, Multicasts und anderer reservierter Adressen,Die ≈ der IPv4-Adressen, die über das öffentliche Netzwerk geroutet werden können, beträgt 3,6 Milliarden ~ 3,7 MilliardenEinzelpersonen
Wie NAT funktioniert
NAT wird typischerweise auf Routern implementiert, die zwei Netzwerkgeräte verbinden. Wenn ein Gerät in einem privaten Netzwerk Daten an ein Gerät im öffentlichen Netzwerk sendet, fängt der Router die Daten ab und ersetzt die Quell-IP-Adresse durch seine eigene öffentliche IP-Adresse. Der Router sendet die Daten dann an das Zielgerät.
Wenn das Zielgerät Daten an den Router zurücksendet, fängt der Router diese ab und ersetzt die öffentliche IP-Adresse durch die ursprüngliche Quell-IP-Adresse. Der Router sendet die Daten dann an das ursprüngliche Quellgerät. Dieser Prozess ist für Geräte in beiden Netzwerken transparent.
Die Übersetzung von Netzwerkadressen bietet mehrere bedeutende Vorteile:
IP-Adressschutz: Indem es mehreren Geräten ermöglicht, eine einzige IP-Adresse zu teilen, spart NAT IP-Adressraum. Dies ist besonders wichtig für Organisationen, in denen ISPs nur eine begrenzte Anzahl von IP-Adressen zugewiesen haben.
Verbesserte Sicherheit: NAT kann Sicherheitsmaßnahmen bieten, indem es das interne Netzwerk vor der Außenwelt verbirgt. Dies ist nützlich, um Angriffe auf bestimmte IP-Adressen zu verhindern oder zu verhindern, dass Geräte in internen Netzwerken direkt aus dem Internet darauf zugreifen. NAT kann auch helfen, zu verhindern, dass Geräte in Ihrem internen Netzwerk auf schädliche oder unerwünschte Webseiten zugreifen.
Höhere Geschwindigkeiten: NAT kann die Kommunikationsgeschwindigkeiten verbessern, indem es die Anzahl der Pakete, die durch das Netzwerk geleitet werden müssen, reduziert. Das liegt daran, dass NAT die Notwendigkeit überflüssig macht, dass jedes Gerät im internen Netzwerk eine eigene eindeutige IP-Adresse haben muss.
Flexibilität: NAT kann auch genutzt werden, um Flexibilität im Netzwerkdesign zu bieten, was besonders für Organisationen nützlich sein kann, die ihre Netzwerkkonfiguration ändern möchten, ohne ihre IP-Adresse zu ändern. Organisationen möchten möglicherweise ihre Netzwerkkonfiguration ändern, um Sicherheit oder Leistung zu verbessern, oder neue Geräte ins Netzwerk zu bringen.
Multihomed: NAT kann verwendet werden, um Geräten in einem privaten Netzwerk die Verbindung zu mehreren öffentlichen Netzwerken zu ermöglichen, eine Netzwerkkonfigurationspraxis, die als Multihomed bekannt ist. Dies kann für Organisationen nützlich sein, die sich mit mehreren ISPs verbinden oder Failover anbieten möchten, falls einer davon ausfällt. NAT Multihomed bietet Verbindungsredundanz und erhöht die Verfügbarkeit, indem es den Datenverkehr über mehrere ISPs leiten lässt.
Kosteneinsparungen: NAT reduziert die Anzahl der von einer Organisation benötigten IP-Adressen, wodurch IP-Adresslizenzen und andere damit verbundene Gebühren eingespart werden.
Einfacheres Netzwerkmanagement: NAT erleichtert das Netzwerkmanagement, indem es die Anzahl der zugewiesenen IP-Adressen reduziert. Dies kommt sowohl Organisationen mit einer großen Anzahl von Geräten als auch solchen, die den Zeit- und Arbeitsaufwand für die Verwaltung ihrer Netzwerke reduzieren möchten.
Arten der Netzwerkadressübersetzung (NAT).
Es gibt drei Arten der Netzwerkadressübersetzung:
Statischer NAT
Im statischen NAT wird jede interne IP-Adresse einer eindeutigen externen IP-Adresse zugeordnet. Das ist eine Eins-zu-eins-Kartierung. Wenn ausgehender Datenverkehr den Router erreicht, ersetzt der Router die Ziel-IP-Adresse durch eine zugeordnete globale IP. Wenn der Rückverkehr zum Router zurückkehrt, ersetzt der Router die zugeordnete globale IP-Adresse durch die Quell-IP-Adresse.
Statisches NAT wird hauptsächlich für Server verwendet, die Zugang aus dem Internet benötigen, wie Webserver und E-Mail-Server.
Dynamisches NAT
Bei der dynamischen Netzwerkadressübersetzung werden interne IP-Adressen auf externe IP-Adresspools abgebildet. Das ist eine Eins-zu-viele-Kartierung. Wenn ausgehender Datenverkehr den Router erreicht, ersetzt der Router die Ziel-IP-Adresse durch eine freie globale IP-Adresse aus dem Pool. Wenn der Rückverkehr zum Router zurückkehrt, ersetzt der Router die zugeordnete globale IP-Adresse durch die Quell-IP-Adresse.
Dynamisches NAT wird hauptsächlich in Netzwerken eingesetzt, die eine ausgehende Internetverbindung benötigen.
Portadressübersetzung (PAT)
PAT ist ein dynamischer NAT, der mehrere interne IP-Adressen anhand der Portnummer einer einzelnen externen IP-Adresse zuweist. Das ist eine viele-zu-eins-Kartierung. Wenn ein Computer sich mit dem Internet verbindet, weist der Router ihm eine Portnummer zu und verbindet diese dann mit der internen IP-Adresse des Computers, wodurch der Computer eine eindeutige IP-Adresse erhält. Wenn der zweite Computer sich mit dem Internet verbindet, erhält er dieselbe externe IP-Adresse, aber mit einer anderen Portnummer.
PAT wird hauptsächlich in Heimnetzwerken eingesetzt. |
Veröffentlicht am 28.11.2025, 11:46:04
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Vermieter|
Veröffentlicht am 28.11.2025, 11:46:36
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