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Network Address Translation (NAT)
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Erstellt/bearbeitet: 03-Okt-2005/02-Feb-06
Systemzeit: Donnerstag, 24.07.2008, 15:27:31.
Kefk Network : Security : Prozesse : Firewalling : NAT
Ãœbersicht
Als Network Address Translation (NAT) bezeichnet man in
Computernetzen ein Verfahren, um eine IP-Adresse in einem Datenpaket
durch eine andere zu ersetzen. Häufig wird dies benutzt, um private
IP-Adressen auf öffentliche IP-Adressen abzubilden. Werden auch die
Port-Nummern umgeschrieben, spricht man dabei von Maskieren oder PAT
(Port Address Translation).
Der NAT-Standard wurde 1994 von der IETF als RFC 3022 veröffentlicht.
Verwendung
NAT wird aus verschiedenen Gründen verwendet. Hauptsächlich ist NAT
notwendig, weil öffentliche IP-Adressen immer knapper werden, und man
deshalb in einem internen (privaten) Netz private IP-Adressen einsetzt.
Damit man trotzdem mit dem Internet kommunizieren kann, müssen die
internen, privaten Adressen am Gateway zum Internet (oder zu einem
anderen öffentlichen Netz) in öffentliche Adressen übersetzt werden. Zum
Anderen kann es der Datensicherheit dienen, weil die interne Struktur
des Netzes nach außen hin verborgen bleibt (Security through Obscurity).
Funktionsweise
Ãœblicherweise wird NAT an einem Ãœbergang zwischen zwei Netzen
durchgeführt. Ein solches NAT-Gerät kann ein Router, eine Firewall oder
ein anderes spezialisiertes Gerät sein. So kann zum Beispiel ein
NAT-Gerät mit zwei Netzwerkkarten das lokale Netz mit dem Internet
verbinden.
Man unterscheidet zwischen Source NAT, bei dem die Quell-IP-Adresse
ersetzt wird, und Destination NAT, bei dem die Ziel-IP-Adresse ersetzt
wird.
Bei Basic NAT (auch als Static NAT bekannt) wird jede interne IP
durch eine externe IP ersetzt. Man spricht deshalb von einer
1:1-Ãœbersetzung.
Bei Hiding NAT (eigentlich PAT oder auch
Network Address Port Translation, NAPT) werden mehrere Quell-IP-Adressen in die gleiche externe
Quell-IP-Adresse übersetzt. Bei diesem Masquerading werden auch die
Ports umgeschrieben.
Weitere Varianten von NAT sind:
- Full cone NAT
- Restricted cone NAT
- Port restricted cone NAT
- Symmetric NAT (auch Bi-directional NAT)
Beispiele
Beispiel für eine 1:1 Übersetzung: Öffentliche verfügbare Adressen:
205.0.0.2, 205.0.0.3, 205.0.0.4.
Source NAT:
| lokales
Netz (LAN) |
|
Öffentliches Netz (WAN) |
|
Quell-IP |
Ziel-IP |
Router
===========>
NAT |
Quell-IP |
Ziel-IP |
|
192.168.0.2 |
170.0.0.1 |
205.0.0.2 |
170.0.0.1 |
|
192.168.0.3 |
170.0.0.1 |
205.0.0.4 |
170.0.0.1 |
|
192.168.0.4 |
170.0.0.1 |
205.0.0.3 |
170.0.0.1 |
Bei ausgehenden Paketen wird die (private) Quell-IP-Adresse durch
eine noch nicht benutzte (öffentliche) IP-Adresse ersetzt. Dabei merkt
sich das NAT-Gerät diese Umsetzung:
- 192.168.0.2 <=> 205.0.0.2
- 192.168.0.3 <=> 205.0.0.4
- 192.168.0.4 <=> 205.0.0.3
Destination NAT:
| lokales
Netz (LAN) |
|
Öffentliches Netz (WAN) |
|
Quell-IP |
Ziel-IP |
Router
<===========
NAT |
Quell-IP |
Ziel-IP |
| 170.0.0.1 |
192.168.0.2 |
170.0.0.1 |
205.0.0.2 |
| 170.0.0.1 |
192.168.0.3 |
170.0.0.1 |
205.0.0.4 |
| 170.0.0.1 |
192.168.0.4 |
170.0.0.1 |
205.0.0.3 |
Bei eingehenden Paketen kann anhand der IP-Adresse (welche nun die
Ziel-IP-Adresse ist) und des Tabelleneintrags festgestellt werden,
welcher Computer die Pakete angefordert hatte (hier: 192.168.0.2,
192.168.0.3 und 192.168.0.4). Das NAT-Gerät kann dadurch die
(öffentliche) Ziel-IP-Adresse durch die ursprüngliche Quell-IP-Adresse
192.168.0.2, 192.168.0.3 bzw. 192.168.0.4 austauschen.
Für die beteiligten Endgeräte im internen Netz (z.B. 192.168.0.2)
oder externen Netz sind diese Vorgänge transparent, d.h. sie bekommen
von der Adressumsetzung nichts mit.
Allerdings können einige Anwendungen nicht mit NAT umgehen,
beispielsweise die Unix Remote Shell (RSH). Protokollkomplikationen
durch NAT sind beschrieben in RFC 3027.
Literatur
( Bestellen)
Siehe auch
Netmarks
RFC 3022 – Traditional IP Network Address Translator (Traditional
NAT),
www.ietf.org/rfc/rfc3022.txt.
RFC 4008 – Standards Track – Definitions of Managed Objects for
Network Address Translators (NAT),
www.ietf.org/rfc/rfc4008.txt.
RFC 1631 – Obsolete – The IP Network Address Translator (NAT),
www.ietf.org/rfc/rfc1631.txt.
Einrichtung NAT unter Windows 2003,
www.wown.com/articles_tutorials/NAT_Windows_2003_Setup_Configuration.html.
HowStuffWorks: How Network Address Translation Works, von Jeff Tyson,
computer.howstuffworks.com/nat.htm/printable.
Tunnel durch NAT-Gateways ohne Notwendigkeit zur Anpassung der
beteiligten Router,
freshmeat.net/projects/nat-traverse.
Quelle und Lizenz
Anmerkungen
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