Comment NAT partage une adresse IP publique

Internet utilise des adresses IPv4, dont il n’existe qu’environ 4,3 milliards, bien moins que le nombre de device actuellement connectés. Acheter une adresse publique pour chaque téléphone, ordinateur portable et appareil est impossible.

NAT (Network Address Translation) est la solution ingénieuse : il permet à de nombreux device d’un réseau privé de partager une seule adresse IP publique pour accéder à Internet, ce qui préserve les ressources limitées.

Les réseaux utilisent en interne des plages d’adresses IP privées (10.0.0.0/8, 172.16.0.0/12 et 192.168.0.0/16). Elles ne sont pas routables sur Internet public et ne peuvent donc pas être utilisées directement en ligne.

Une adresse IP publique est unique à l’échelle mondiale et routable sur Internet. NAT fait le lien entre ces deux mondes en traduisant les adresses privées internes et l’adresse publique visible par Internet.

NAT s’exécute généralement sur le routeur ou le pare-feu situé à la périphérie d’un réseau, à la frontière entre le LAN privé et Internet public. Votre routeur domestique utilise NAT en ce moment même.

Ce device périphérique possède l’unique adresse publique (attribuée par votre ISP) sur son interface externe et le réseau privé sur son interface interne ; il effectue la traduction pour chaque device situé derrière lui.

Lorsqu’un device interne envoie un paquet vers Internet, NAT réécrit l’adresse source, en remplaçant l’adresse IP privée par l’adresse IP publique du routeur. Pour le serveur de destination, le trafic semble provenir de l’adresse publique.

Lorsque la réponse revient, NAT réécrit l’adresse de destination pour lui attribuer la bonne adresse privée et la remet au bon device interne, le tout de manière transparente.

NAT conserve une table de traduction qui associe chaque conversation interne à une conversation externe, afin que les réponses puissent être renvoyées au bon appareil. Sans elle, le routeur ne saurait pas à quel hôte interne appartient un paquet de retour.

Chaque entrée suit l’adresse interne, l’adresse externe et des informations d’identification, de sorte que des dizaines de connexions simultanées puissent partager une même adresse IP publique sans confusion.

Il existe quelques types de NAT :

• NAT statique : une association fixe un à un entre une adresse privée et une adresse publique.
• NAT dynamique : les adresses privées sont associées à un pool d’adresses publiques selon les besoins.
• PAT (traduction d’adresse de port) : plusieurs appareils partagent une même IP publique grâce aux numéros de port. C’est la forme la plus courante à domicile.

NAT a été créé pour économiser les adresses, mais il offre aussi un avantage en matière de sécurité. Comme les appareils internes ont des adresses privées non routables masquées derrière une seule IP publique, Internet ne peut pas initialiser directement une connexion vers eux.

Ce n’est pas un véritable pare-feu et il ne faut pas le considérer comme tel, mais il dissimule naturellement le réseau interne et bloque par défaut le trafic entrant non sollicité.

NAT est devenu indispensable parce que les adresses IPv4 sont rares. Avec son espace d’adressage immense, IPv6 attribue à chaque appareil une adresse globale unique, si bien que le NAT traditionnel est largement inutile dans ce contexte.

Le NAT reste toutefois présent partout, car IPv4 est loin d’avoir disparu. Il est essentiel de le comprendre, même si le monde passe lentement au vaste espace d’adressage d’IPv6.

Imaginez un domicile comportant plusieurs appareils, chacun possédant une adresse privée comme 192.168.1.10 ou 192.168.1.11. Le routeur dispose d’une adresse publique fournie par l’ISP, par exemple 203.0.113.5.

Lorsqu’un appareil navigue sur le Web, le routeur remplace son adresse source privée par 203.0.113.5 avant d’envoyer le paquet. Tous les appareils partagent ainsi cette identité publique unique en ligne, tandis que la table de traduction du routeur veille à ce que chaque réponse retrouve le bon appareil.

Le NAT n’est pas sans inconvénients. Il peut perturber les Protocol qui intègrent des adresses IP dans leurs données ou qui nécessitent des connexions entrantes, comme certaines applications vocales (VoIP) et pair à pair.

Parmi les solutions figurent la redirection de port, les passerelles de la couche application et les Protocol conçus pour traverser le NAT. Ces complications sont le prix à payer pour prolonger autant que possible l’espace limité des adresses IPv4.

NAT permet à de nombreux appareils privés de partager une seule IP publique, ce qui préserve les rares adresses IPv4. Il s’exécute sur le routeur ou pare-feu périphérique, en réécrivant les adresses source et destination et en suivant les conversations dans une table de traduction. Il existe sous les formes statique, dynamique et PAT, ajoute un effet secondaire sur la sécurité et est largement inutile avec IPv6.

Testez vos connaissances de base sur le NAT.

NAT traduit les adresses internes privées en une IP publique partagée, ce qui préserve le faible nombre d’adresses IPv4 disponibles. Il s’exécute sur le routeur/pare-feu périphérique, réécrit les adresses et suit les flux dans une table de traduction, sous forme statique, dynamique ou PAT. Il masque également les hôtes internes au trafic entrant non sollicité et est largement inutile avec IPv6.