In den vergangenen zwei Jahrzehnten hat sich die Zahl der IP-basierten Geräte mit rasanter Geschwindigkeit vervielfacht. IPv4-Adressen werden seit der Mitte der 90er Jahre knapp. NAT (Network-Address-Translation) wurde zu einem verbreiteten Werkzeug, um die zunehmende Erschöpfung von IPv4-Adressen abzumildern. Erst IPv6 löst das Problem der Adressverknappung – allerdings muss sich die Migration von IPv4 nach IPv6 mit einigen Altlasten auseinandersetzen.

Experten erwarten, dass die verfügbaren IPv4-Adressen bis zum Jahr 2013 verbraucht sein könnten. Gleichzeitig steigt das Interesse an IPv6 vor allem durch den starken Support von Mobile-IP. Allerdings besteht auch mit der Implementierung von IPv6 weiterhin die Notwendigkeit, mit der existierenden IPv4-Welt zu kommunizieren, auch wenn dies mehr Komplexität und Kompromisse bedeutet. Es gibt verschiedene konkurrierende NAT-Technologien, die sich der Koexistenz von IPv4- und IPv6-Netzwerken widmen: Large-Scale-NAT (LSN), Dual-Stack-Lite (DS-Lite) sowie NAT-PT mit DNS-ALG.

Traditionelles NAT

Die Lösung für die Herausforderung bei der Adressverknappung war NAT (Network-Address-Translation). NAT ermöglicht die Nutzung einer einzigen externen IP-Adresse durch mehrere internationale Hosts. Heute werden vor allem zwei Versionen von NAT genutzt, Basic-Network- Address-Translators (NAT) sowie Network-Address-Port-Translators (NAPT).

Beide Typen werden unter NAT-Devices zusammengefasst, wobei heute die NAPT-Geräte am weitesten verbreitet sind. Diese Geräte übersetzen sowohl die IP-Adressen als auch die TCP/UDP-Port-Nummer (oder ICMP-Identifizierer) vom internen Netzwerk in das externe Netzwerk und zurück.

Probleme mit traditionellem NAT

Die Einführung von NAT-Geräten ist zu einer Problemquelle für Netzwerk-Anwender und Administratoren geworden. NAT-Devices waren nicht wirklich transparent. Traditionelles NAT arbeitet problemlos mit konventionellen Client-Server-Applikationen, wenn ein Client eine Verbindung zu einem Server öffnet und Daten anfordert und der Server diesem Klienten antwortet.

Allerdings sind viele populäre Applikationen heute Client-to-Client-Anwendungen, die nicht optimal in Netzwerken mit NAT-Geräten arbeiten. Dazu zählen etwa Peer-to-Peer (P2P), Instant-Messaging, Voice-over-IP und andere. Basierend auf dem NAT-Verhalten arbeiten einige Anwendungen wie etwa AJAX-Applikationen, die mehrere Sessions auf dem gleichen oder verschiedenen Servern öffnen, nicht so wie vorgesehen.

1. Das Ende der Adressverknappung
2. Lösungen mit fortgeschrittenen NAT-Technologien