Slik deler NAT én offentlig IP-adresse

Internett bruker IPv4-adresser, og det finnes bare rundt 4,3 milliarder av dem – langt færre enn antallet enheter som er på nett i dag. Det er umulig å kjøpe en offentlig adresse til hver telefon, bærbare datamaskin og dings.

NAT (Network Address Translation) er den smarte løsningen: Den lar mange enheter i et privat nettverk dele én offentlig IP-adresse for å få tilgang til internett, og sparer dermed på det begrensede antallet adresser.

Nettverk bruker private IP-adresseområder (10.0.0.0/8, 172.16.0.0/12 og 192.168.0.0/16) internt. Disse kan ikke rutes på det offentlige internett og kan derfor ikke brukes direkte på nettet.

En offentlig IP-adresse er globalt unik og kan rutes på internett. NAT bygger bro mellom de to verdenene ved å oversette mellom private interne adresser og den offentlige adressen som internett ser.

NAT kjører vanligvis på ruteren eller brannmuren i utkanten av et nettverk, altså grensen mellom det private LAN-et og det offentlige internett. Hjemmeruteren din utfører NAT akkurat nå.

Denne kantenheten har den ene offentlige adressen (tildelt av internettleverandøren din) på det utvendige grensesnittet og det private nettverket på innsiden. Den utfører oversettelse for hver enhet bak den.

Når en intern enhet sender en pakke til internett, skriver NAT om kildeadressen fra den private IP-adressen til ruterens offentlige IP-adresse. For målserveren ser det ut som trafikken kommer fra den offentlige adressen.

Når svaret kommer tilbake, skriver NAT om måladressen til riktig privat adresse og leverer det til riktig interne enhet, helt transparent.

NAT har en oversettelsestabell som knytter hver intern forbindelse til en ekstern forbindelse, slik at svar kan kobles tilbake til riktig enhet. Uten den ville ruteren ikke vite hvilken intern vert en returpakke tilhører.

Hver oppføring inneholder den interne adressen, den eksterne adressen og identifiserende detaljer, slik at dusinvis av samtidige forbindelser kan dele én offentlig IP-adresse uten forveksling.

Det finnes noen ulike NAT-varianter:

• Statisk NAT: en fast en-til-en-tilordning mellom én privat og én offentlig adresse.
• Dynamisk NAT: private adresser tilordnes adresser fra et utvalg offentlige adresser etter behov.
• PAT (Port Address Translation): mange enheter deler én offentlig IP-adresse ved hjelp av portnumre. Dette er den vanligste formen hjemme.

NAT ble utviklet for å spare adresser, men gir også en sikkerhetsmessig fordel. Fordi interne enheter har private adresser som ikke kan rutes direkte, skjult bak én offentlig IP-adresse, kan ikke internett starte en forbindelse direkte til dem.

Dette er ikke en ekte brannmur og bør ikke brukes som en slik, men det skjuler naturlig det interne nettverket og blokkerer uoppfordret innkommende trafikk som standard.

NAT ble nødvendig fordi IPv4-adresser er knappe. IPv6 har et enormt adresseområde og gir hver enhet en unik global adresse, så tradisjonell NAT er i stor grad unødvendig der.

NAT finnes likevel overalt fordi IPv4 langt fra er borte. Det er viktig å forstå NAT, selv om verden sakte går over til det rikelige adresseområdet i IPv6.

Se for deg et hjem med flere enheter, hver med en privat adresse som 192.168.1.10 og 192.168.1.11. Ruteren har én offentlig adresse fra internettilbyderen, for eksempel 203.0.113.5.

Når en enhet bruker nettet, skriver ruteren om den private kildeadressen til 203.0.113.5 før pakken sendes ut. Alle enhetene deler denne ene offentlige identiteten på nettet, men oversettelsestabellen i ruteren sørger for at hvert svar finner veien tilbake til riktig enhet.

NAT er ikke uten problemer. Det kan bryte protokoller som inneholder IP-adresser i dataene sine, eller som trenger innkommende forbindelser, for eksempel enkelte tale- (VoIP-) og node-til-node-applikasjoner.

Mulige løsninger er portvideresending, programlagstilpassede nettportaler og protokoller som er utviklet for å gå gjennom NAT. Disse komplikasjonene er prisen man betaler for å utnytte det begrensede IPv4-adresseområdet så langt.

NAT lar mange private enheter dele én offentlig IP-adresse og sparer dermed på knappe IPv4-adresser. Det kjører på kantenheten, altså en ruter eller brannmur, som skriver om kilde- og måladresser og holder oversikt over forbindelser i en oversettelsestabell. Det finnes i variantene statisk, dynamisk og PAT, gir en sikkerhetseffekt og er i stor grad unødvendig med IPv6.

NAT oversetter mellom private interne adresser og én delt offentlig IP-adresse, og sparer dermed på det knappe IPv4-området. Det kjører på kantenheten, altså en ruter/brannmur, som skriver om adresser og holder oversikt over datastrømmer i en oversettelsestabell, i variantene statisk, dynamisk eller PAT. Det skjuler også interne verter for uoppfordret innkommende trafikk og er i stor grad unødvendig med IPv6.