Was ist NAT, wie funktioniert es und warum wird es verwendet?


Sie haben vielleicht schon von einer IP Adresse gehört. Wenn Sie dies nicht getan haben, lesen Sie zunächst unseren Artikel, in dem das Konzept erläutert wird. Für diesen Artikel zu NAT (Network Address Translation) benötigen Sie jedoch zu wissen, dass IP-Adressen begrenzt sind. Sie können auch nicht zwei Geräte in einem Netzwerk mit der gleiche IP-Adresse haben.

Das Problem ist, dass verschiedene Netzwerke, wie z. B. Ihr Heimnetzwerk und Computer im Internet insgesamt, zwangsläufig dieselben IP-Adressen haben oder Inkompatibilitäten bei der Einrichtung ihrer Netzwerkadressen aufweisen. NAT löste sowohl das Problem der IP-Adressknappheit als auch inkompatible Netzwerke, die miteinander kommunizieren müssen.

Meistens müssen Sie sich keine Sorgen machen, aber manchmal sind Ihre Internetprobleme darauf zurückzuführen, dass NAT schief geht. Ein grundlegendes Verständnis dessen, was NAT ist und wie es funktioniert, kann zur Lösung des Problems beitragen.

Wo passiert NAT?

Im Fall von regulären Benutzer wie wir, NAT ist ein Job, der von Ihrem Router erledigt wird. Der Router hat eine IP-Adresse, die ihm von Ihrem Diensteanbieter zugewiesen wurde. Dies ist die Adresse, die der Rest des Internets sieht. Jedem Gerät in Ihrem Heimnetzwerk wird eine private IP-Adresse zugewiesen, mit der sie miteinander kommunizieren.

Wenn ein Gerät in Ihrem Netzwerk mit der Außenwelt kommunizieren möchte, steht der Router dafür ein. Der Router hat eine öffentliche IP-Adresse, die alle anderen sehen. Es verfolgt, welche privaten IP-Adressen welchen Datenverkehr angefordert haben, und stellt sicher, dass die Datenpakete an das richtige Gerät weitergeleitet werden.

Private vs. öffentliche IP-Adressen

Bevor wir uns mit den NAT-Typen befassen, sollten Sie schnell auf private und öffentliche IP-Adressen eingehen.

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Konventionell sind bestimmte Bereiche von IP-Adressen für bestimmte Zwecke reserviert. Öffentliche IP-Adressen sind für Geräte mit Internetanschluss wie Ihren Router oder Webserver reserviert. Ihr ISP weist Ihrem Router eine öffentliche IP-Adresse zu. Diese Adresse wird allen Außenstehenden im Internet angezeigt. Normalerweise ist eine private Internetadresse etwa 192.168.0.X oder 10.1.1.X, dies variiert jedoch von Router zu Router. Während private Adressen innerhalb eines privaten Netzwerks eindeutig sein müssen, sind sie zwischen privaten Netzwerken mit ziemlicher Sicherheit gleich.

Eine öffentliche IP-Adresse, wie oben erwähnt, wird von allen anderen auf gesehen das Internet. Wenn Sie eine Website besuchen, ist Ihr Browser mit seiner öffentlichen IP-Adresse verbunden. In der Regel erlauben Heimrouter keinen direkten Zugriff über die öffentliche IP-Adresse, die nicht von ihr initiiert wurde. Dies bedeutet, dass Sie nicht nur die öffentliche Adresse des Routers Ihres Freundes eingeben und auf Geräte in dessen Netzwerk zugreifen können.

Einige Webdienste und -geräte, z. B. Videospielkonsolen, benötigen jedoch einen milderen Ansatz. Hier kommen verschiedene NAT-Typen ins Spiel. Oft treten Probleme auf, wenn der NAT-Typ Ihrer Verbindung für die Art des Dienstes, den Sie verwenden möchten, falsch ist. Wir werden NAT-Typen als nächstes genauer behandeln.

NAT-Typen

Während die Grundidee, was NAT ist, in der Praxis nicht allzu kompliziert ist Es gibt eine Menge Nuancen, wie es tatsächlich funktioniert. Es gibt verschiedene Arten von NAT, die für unterschiedliche Übersetzungsanforderungen geeignet sind.

Statisches NAT

Der statische NAT-Stil ordnet eine bestimmte private IP-Adresse einer bestimmten öffentlichen IP-Adresse zu. Mit statischem NAT ist es möglich, direkt auf das Gerät zuzugreifen, das der öffentlichen Adresse zugeordnet ist.

Dies ist der NAT-Typ, der für Webserver verwendet wird, die auch Teil eines privaten Netzwerks sind. Wenn Sie über diese statische Zuordnung auf den Server zugreifen, können Sie auch nicht auf die anderen Geräte in seinem privaten Netzwerk zugreifen. Der Server selbst kann jedoch problemlos mit den Geräten in seinem privaten Netzwerk kommunizieren.

Dynamisches NAT

Dynamisches NAT wird verwendet, wenn Sie ein haben Pool öffentlicher IP-Adressen, die Sie den Geräten in Ihrem privaten Netzwerk dynamisch zuweisen möchten.

Dies wird nicht für den Webserverzugriff von außerhalb des Netzwerks verwendet. Wenn ein Gerät im privaten Netzwerk auf das Internet oder eine andere Ressource zugreifen möchte, die sich nicht im privaten Netzwerk befindet, wird ihm stattdessen eine der öffentlichen IP-Adressen im Pool zugewiesen.

NAT-Überlastung (PAT)

Mit Elementen sowohl statischen als auch dynamischen NAT ist der NAT-Überlastungsstil die häufigste Form und das, was die meisten Heimrouter tun verwenden. Es wird unter anderem als NAT mit Port Address Translation (PAT) bezeichnet.

In den meisten Fällen ist Ihrem Router eine öffentliche IP-Adresse zugewiesen, aber wahrscheinlich möchten alle Geräte in Ihrem Netzwerk einen Internetzugang. Bei Verwendung der NAT-Überlastung stellt der Router eine Verbindung zwischen seiner öffentlichen IP-Adresse und der des Servers her. Anschließend werden die Pakete an den Server gesendet, aber auch ein Rückgabezielport zugewiesen.

Auf diese Weise können Sie feststellen, welche Pakete für welche IP-Adresse in Ihrem privaten Netzwerk bestimmt sind. Das ist übrigens der PAT-Teil des Prozesses.

Proprietäre NAT-Typen

Um die Dinge noch mehr durcheinander zu bringen, haben einige Unternehmen beschlossen, ihre eigenen NAT-Klassifikationen zu erstellen auf Dinge. Dies gilt hauptsächlich für Spielekonsolen. Wenn Sie einen Netzwerktest durchführen, werden Sie feststellen, dass Sie etwas wie NAT Typ 2 oder NAT Typ D verwenden.

Diese Klassifizierungen sind spezifisch für die Konsolen- oder Gerätehersteller. Sie sollten deren offizielle Dokumentation überprüfen, um herauszufinden, was jede Klassifizierung tatsächlich bedeutet.

Allgemeine Korrekturen für NAT-Probleme

Für die meisten Menschen funktioniert NAT meistens perfekt und mit vollständiger Transparenz. Manchmal funktioniert es jedoch nicht oder stört.

Wiederum treten bei Spielekonsolen höchstwahrscheinlich Probleme auf, da einige ihrer Dienste Ihr Netzwerk benötigen, um Zugriffsanforderungen auf Ihre öffentliche IP-Adresse von außen zu akzeptieren, da Standard-NAT-Konfigurationen dies normalerweise nicht zulassen. Die gute Nachricht ist, dass es einige allgemeine Korrekturen gibt, mit denen Sie versuchen können, NAT weniger restriktiv zu gestalten und eingehende Verbindungen zuzulassen.

Greifen Sie zuerst auf Ihren Router zu (gemäß Handbuch) und prüfen Sie, ob UPnP vorhanden ist (Universal Plug and Play) ist eingeschaltet. Mit dieser Funktion können Anwendungen in Ihrem lokalen Netzwerk automatisch Forward-Ports ausführen, ohne dass Sie mit den Netzwerkeinstellungen herumspielen müssen. Beachten Sie jedoch, dass jede schädliche Software in Ihrem Netzwerk, wie z. B. Malware, auch UPnP verwenden kann. Stellen Sie sicher, dass alle Ihre Geräte gescannt und gelöscht sind, wenn Sie diese Funktion verwenden.

Sie haben auch die Möglichkeit, eine manuelle Portweiterleitung durchzuführen, damit Geräte, die eine weniger strenge Verbindung benötigen, diese im Einzelfall abrufen können -case-Basis.

Es ist nur NATural

Das ist alles, was Sie über NAT wissen müssen, um loszulegen. Die eigentlichen Grundlagen der Funktionsweise von NAT können schnell kompliziert werden. Solange Sie jedoch verstehen, was NAT auf hohem Niveau tut und warum es manchmal schief geht, werden Sie auch verstehen, warum bestimmte Korrekturen funktionieren oder nicht, wenn Sie ausgeführt werden in Netzwerkprobleme.

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10.06.2020