Das Verfahren der Network Address Translation (NAT) kann für mehrere Dinge benutzt werden:
- um die immer knapper werdenden IPv4-Adressen besser zu nutzen
- um Netze mit gleichen (privaten) Adressbereichen miteinander zu koppeln
- um eindeutige Adressen zum Netzwerkmanagement zu erzeugen
Für die erste Anwendung kommt das sogenannte N:1-NAT, auch als IP-Masquerading (IP-Masquerading) bekannt, zum Einsatz. Hierbei werden alle Adressen (“N”) des lokalen Netzes auf eine einzige (“1”) öffentliche Adresse gemappt. Die eindeutige Zuordnung der Datenströme zu den jeweiligen internen Rechnern erfolgt in der Regel über die Ports der Protokolle TCP und UDP, weshalb man hier auch von NAT/PAT (Network Address Translation/Port Address Translation) spricht.
Durch die dynamische Umsetzung der Ports sind beim N:1-Masquerading nur Verbindungen möglich, die vom internen Netz aus aufgebaut werden. Ausnahme: eine interne IP-Adresse wird statisch einem bestimmten Port zugeordnet, z. B. um einen Server im LAN von außen zugänglich zu machen. Dieses Verfahren nennt man “Inverses Masquerading” (Inverses Masquerading).
Zur Kopplung von Netzwerken mit gleichen Adressräumen wird ein N:N-Mapping verwendet. Dieses setzt mehrere Adressen (“N”) des lokalen Netzes eineindeutig auf mehrere (“N”) Adressen eines beliebigen anderen Netzes um. Durch diese Umsetzung wird der Adresskonflikt verhindert.
Die Regeln für diese Adressumsetzung werden in einer statischen Tabelle im Gerät definiert. Dabei werden für einzelne Stationen im LAN, Teilnetze oder das gesamte LAN neue IP-Adressen festgelegt, unter denen die Stationen dann mit dem anderen Netzen in Kontakt treten können.
Bei einigen Protokollen (FTP, H.323) werden während der Protokollverhandlung Parameter ausgetauscht, die Einfluss auf die Adressumsetzung beim N:N-Mapping haben können. Die entsprechenden Verbindungsinformationen werden bei diesen Protokollen daher mit den Funktionen der Firewall in einer dynamischen Tabelle festgehalten und zusätzlich zu den Einträgen aus der statischen Tabelle für die korrekte Funktion der Adressumsetzung verwendet.