Le NAT (Network Address Translation) est une méthode utilisée dans le domaine des réseaux pour traduire respectivement les adresses IP des paquets entrants et sortants d’un réseau local. Cette technique permet de préserver les adresses IPv4, d’assurer la sécurité du réseau local ainsi que de faciliter le routage. Le NAT est principalement implémenté sur les routeurs, mais peut être utilisé avec d’autres techniques d’adressage en vue d’optimiser l’utilisation des ressources IP.Le sujet de cet article est consacré au fonctionnement du NAT, ainsi qu’aux différentes utilisations possibles dans les réseaux.
Qu’est ce que le NAT? – Définitions et fonctionnement
Le NAT -ou Network Address Translation- désigne une technologie utilisée pour remapper une adresse IP dans un autre espace d’adressage.
C’est un procédé indispensable qui permet aux dispositifs d’un réseau local d’accéder à un autre réseau utilisant des protocoles différents.
Le plus souvent, cette opération concerne les réseaux IPv4 et facilite notamment l’accès à Internet.
En effet, le NAT permet à plusieurs appareils connectés simultanément à un réseau de partager une seule et même adresse publique. Il est particulièrement utile dans le contexte actuel où les adresses IPv4 sont limitées.
Comme son nom l’indique, la fonction principale du NAT consiste en la traduction d’adresses. Lorsqu’une machine connectée à un réseau local souhaite établir une communication avec Internet, elle envoie un paquet de données à destination d’un serveur web ou autre service online. A ce moment, c’est le routeur NAT qui prend le relais et modifie l’adresse IP source du paquet pour qu’il corresponde à l’adresse IP publique du routeur. De cette manière, le serveur web reçoit la requête comme émanant de cette adresse spécifique. Le serveur renvoie ensuite la réponse au paquet à l’adresse publique du routeur, qui traduit de nouveau l’adresse IP pour que le paquet atteigne le bon appareil dans le réseau local.
Il existe plusieurs types de NAT, qui se distinguent par leurs caractéristiques et cas d’utilisation : Le NAT statique crée une association permanente entre une adresse IP publique et une adresse IP privée; Le NAT dynamique utilise un pool d’adresses publiques et alloue temporairement une adresse disponible; Le Port Address Translation (PAT) permet plusieurs appareils sur un réseau privé de partager une seule adresse publique.
Différents types de NAT et leurs applications
Le NAT statique est généralement utilisé dans les scénarios nécessitant une accessibilité permanente d’un service ou d’un serveur depuis l’extérieur du réseau. Par exemple, une entreprise peut avoir besoin de rendre son serveur de messagerie accessible pour que les utilisateurs distants puissent s’y connecter. L’utilisation du NAT statique garantit que le serveur aura toujours la même adresse IP publique, ce qui facilite la configuration DNS et d’autres paramètres réseau. Le NAT statique est également indispensable lorsqu’un service requiert une connectivité permanente, comme un serveur Web ou un système de téléphonie VoIP.
Le NAT dynamique est quant à lui plus fréquemment utilisé dans les réseaux domestiques et de petite entreprise. Dans ces réseaux, de nombreux appareils doivent partager une ou plusieurs adresses IP publiques. Le NAT dynamique facilite l’optimisation de l’utilisation des adresses IP disponibles en n’attribuant une adresse IP publique qu’à un appareil lorsqu’il doit accéder à des ressources situées sur Internet. Ce type de NAT s’applique idéalement aux situations où le nombre d’appareils connectés est variable.
Le NAT de surcharge (PAT) constitue une variante du NAT dynamique permettant à plusieurs appareils d’utiliser la même adresse IP publique en attribuant à chaque session de communication un numéro de port unique pour l’identification. Le NAT de surcharge est extrêmement efficace car il permet de gérer un grand nombre de connexions simultanées avec un nombre limité d’adresses IP publiques. C’est l’option idéale pour les réseaux domestiques et les petites entreprises.
Voici quelques exemples supplémentaires d’avantages associés aux différents types de NAT :
- NAT statique : gère les connexions entrantes de manière plus simple et sécurise le réseau en cachant sa topologie interne.
- NAT dynamique : ne gaspille pas d’adresses IP et s’adapte facilement à la montée ou à la descente du nombre d’appareils connectés.
- NAT de surcharge (PAT) : permet à plusieurs utilisateurs d’accéder simultanément à Internet par une seule adresse IP, ce qui réduit les coûts d’adresses IP.
Donc, le type de NAT que vous choisirez dépendra des besoins particuliers de votre réseau, qu’il s’agisse de permettre l’accès à un service ou d’optimiser l’utilisation des adresses IP disponibles.
Les bénéfices et limites du NAT dans les réseaux contemporains
D’un côté, le NAT permet de sauvegarder les adresses IP publiques, ce qui est particulièrement important alors que les adresses IPv4 viennent à manquer.
Cette possibilité est d’autant plus essentielle pour assurer la pérennité des réseaux et leur capacité à grandir et se relier à Internet sans nécessiter de nouvelles adresses IP publiques. De surcroît, le NAT permet également de renforcer la sécurité d’un réseau en cachant sa structure interne, ce qui complique la tâche d’éventuels attaquants cherchant à cibler des appareils individuels.
D’un autre côté, le NAT n’est pas sans inconvénients : il peut ajouter un temps de latence au niveau des communications réseau puisque chaque paquet de données doit être modifié par le routeur NAT.
Par ailleurs, certaines applications qui nécessitent des connexions entrantes directes — notamment certains jeux en ligne ou logiciels de téléconférence — peuvent avoir des difficultés à fonctionner correctement sur des réseaux utilisant le NAT, sauf si des configurations exceptionnelles comme le port forwarding sont mises en place.
Ainsi, même si avec l’IPv6 qui permet un nombre illimité d’adresses IP, on peut s’attendre à une diminution du besoin de NAT dans les années à venir — même si la transition vers l’IPv6 est encore loin d’être totale — ce dernier continue de jouer un rôle important dans l’infrastructure réseau actuelle. Pour un administrateur réseau, savoir gérer son utilisation et ses exceptions reste donc une compétence importante et nécessaire.