Die Netzwerkadressübersetzungstabelle (Network Address Translation, NAT) ermöglicht Geräten in einem privaten Netzwerk den Zugriff auf ein öffentliches Netzwerk, z. B. das Internet.
Es gibt oft nur einen Eingangspunkt zwischen dem öffentlichen Netzwerk und dem privaten Netzwerk, und dieser Einstiegspunkt ist normalerweise ein Router. Der Router selbst hat eine öffentlich zugängliche IP-Adresse, aber die Geräte im privaten Netzwerk ("versteckt" hinter dem Router) haben nur private IP-Adressen.
Wenn Datenpakete aus dem privaten Netzwerk in das öffentliche Netzwerk verschoben werden, müssen diese privaten IP-Adressen in eine öffentliche IP-Adresse "übersetzt" werden, die mit dem öffentlichen Netzwerk kompatibel ist. Gleiches gilt für Datenpakete, die aus dem öffentlichen Netzwerk in das private Netzwerk gelangen.
Wie funktionieren NAT-Tabellen?
Die NAT-Tabelle ist genau so, wie sie sich anhört: eine Tabelle mit Netzwerkadressübersetzungen, wobei jede Zeile in der Tabelle im Grunde eine Zuordnung von einer privaten Adresse zu einer öffentlichen Adresse ist.
Es gibt verschiedene Arten von Geräten, die NAT-fähig sind, aber Router sind am häufigsten für Heimanwender, also werden wir sie für unsere Beispiele verwenden.
Wenn der Router eine Anforderung von einem Gerät im privaten Netzwerk empfängt, werden die Datenpakete beiseite gelegt, so dass bestimmte Änderungen vorgenommen werden können. In erster Linie wird die "Quell-IP" jedes Datenpakets von der privaten IP-Adresse (z. B. 192.168.0.100) zur öffentlichen IP-Adresse des Routers (z. B. 68.202.151.70) geändert. Andere Kleinigkeiten werden ebenfalls geändert.
Der Router erstellt dann einen Eintrag in seiner NAT-Tabelle. Um dies zu tun, muss es die Zieladresse des Datenpakets kennen. Wenn ein externes Datenpaket von dem öffentlichen Netzwerk zu dem privaten Netzwerk kommt, vergleicht der Router es mit der NAT-Tabelle, um zu erfahren, zu welchem privaten Gerät es gehen soll.
Jede Zeile in der NAT-Tabelle ist eine Paarung aus privater IP-Adresse mit externer Zieladresse und Port. Diese Paarung wird als Verbindung bezeichnet . Jedes Gerät im privaten Netzwerk kann mehrere aktive Verbindungen haben.
Sobald der NAT-Eintrag erstellt wurde, schiebt der Router das Datenpaket an das öffentliche Netzwerk an seine vorgesehene Ziel-IP-Adresse. Wenn ein Datenpaket aus dem öffentlichen Netzwerk eingeht, wird seine "Quell-IP" in die private IP-Adresse des Zielgeräts geändert und dann an das private Netzwerk gesendet.
Um Unklarheiten zu vermeiden, integrieren moderne NAT-Techniken zusätzlich zu IP-Adressen auch Port-Nummern. Dies ermöglicht die Verfolgung von App-zu-App-Verbindungen zwischen privaten Geräten und öffentlichen Geräten. Solche Techniken werden unter anderem Netzwerkadresse und Portübersetzung (NAPT), Portadressübersetzung (PAT) genannt .
Mögliche Probleme mit NAT-Tabellen
Jeder Eintrag in einer NAT-Tabelle benötigt eine bestimmte Menge an Speicher, um Verbindungsdetails zu speichern. Wenn Sie zu viele aktive Verbindungen haben, könnte die NAT-Tabelle theoretisch füllen. In diesem Fall werden die aktuellen Verbindungen nicht beeinträchtigt, neue Verbindungen werden jedoch abgelehnt.
Für Internetverkehr benötigt ein typischer NAT-Tabelleneintrag etwa 160 Byte. Das ist im großen Ganzen vernachlässigbar. Zum Vergleich: 100.000 NAT-Tabelleneinträge dieser Größe würden nur etwa 15 MB RAM belegen. Selbst die billigsten Router haben dafür genug.
Mit anderen Worten: NAT-Tabellen füllen heutzutage kaum noch Daten aus, und RAM ist selten der Engpass für einen leistungsschwachen Router. Aber es gibt ein häufigeres Problem zu wissen.
Günstige Router, langsamer Router
Router, besonders billige, sind oft mit schwachen CPUs ausgestattet, da sie nicht für hohe Verarbeitungslasten ausgelegt sind. Es ist nicht so, als würden Sie Physik berechnen oder 3D-Animationen direkt auf Ihrem Router bearbeiten, richtig?
Aber Netzwerkadressübersetzung kann eine verarbeitungsintensive Aufgabe sein!
Jedes einzelne Paket, das das private Netzwerk verlässt, muss übersetzt werden, und jedes einzelne Paket, das aus dem öffentlichen Netzwerk kommt, muss übersetzt werden. Jede einzelne Übersetzung kann einfach genug sein, aber bei starker Internetnutzung summiert sich alles.
Hier ist meine Netzwerkaktivität beim Surfen im Internet mit einem 720p YouTube-Video in einem Tab und einem Dutzend anderer Tabs für verschiedene Websites im Edge-Browser.
Die oberen neun Prozesse verwenden einen Durchschnitt von 1.182.149 Bytes pro Sekunde. Jede Netzwerkschnittstelle hat eine maximale Übertragungseinheit (MTU), die die größte Größe eines Datenpakets darstellt. Ethernet und WLAN haben eine MTU von 1.500 Bytes.
Mein Computer, der nichts anderes tut als ein YouTube-Video anzusehen, belastet meinen Router mit mindestens 788 Paketen pro Sekunde . Das heißt, dass die Bytes alle in 1.500-Byte-Pakete unterteilt sind, was in der realen Welt nicht der Fall ist. Irgendwo zwischen 1.000 und 3.000 Paketen pro Sekunde ist realistischer.
Die Last ist schlimmer während der bandbreitenintensiven Aktivitäten Wie man Spiel- und Videoverzögerung mit einem einfachen Router Tweak repariert Wie man Spiel- und Videoverzögerung mit einem einfachen Router-Tweak repariert Ermüdet von Netzwerkverzögerung, wenn andere Leute Videos anschauen und Torrents herunterladen? So können Sie Ihre Netzwerkleistung ohne Tools von Drittanbietern zurückgewinnen. Lesen Sie mehr, wie Multiplayer-Spiele und Torrent-Spiele. In der Tat, Torrent ist so intensiv 5 Möglichkeiten, Ihre Torrent Download-Geschwindigkeit 5 Möglichkeiten, Ihre Torrent-Download-Geschwindigkeit zu erhöhen Für viele Menschen ist die verteilte Peer-to-Peer-Download-Power von Torrents nicht alles, was es gemacht wird. Wenn Sie sich in gefälschten Dateien ersticken, sich von der ISP-Geschwindigkeitsdrosselung ersticken lassen und es satt haben, Ihnen gesagt zu haben, dass Sie die Hauptursache von NAT-Problemen für Heimanwender heute sind. (Öffnen Sie Verbindungen zu Dutzenden / Hunderten von Peers, wobei jede Verbindung Highspeed-Downloads und -Uploads umfasst.)
Und es ist nicht nur mein Computer in meinem privaten Netzwerk. Ich habe ein Smartphone, Tablet, Smart-TV und eine Handvoll anderer Geräte für den Rest der Menschen, die meinen Wohnraum teilen. Sie alle benötigen auch Netzwerkadressübersetzungen!
Am Ende des Tages sprechen wir tausende von Datenpaketen pro Sekunde, die alle von einer schwachen CPU übersetzt werden, die nicht mithalten kann. Es ist ein Grund, warum billige Router sind anfällig für Verlangsamung 4 Gründe, warum Ihr Wi-Fi ist so langsam (und wie Sie sie beheben) 4 Gründe, warum Ihr WLAN ist so langsam (und wie man sie beheben) Wenn Sie sich auf Wi verlassen -Fi, Geschwindigkeitsprobleme können weh tun - und Wi-Fi Geschwindigkeitsprobleme sind nicht immer einfach zu diagnostizieren. Hier sind einige Dinge, die Sie überprüfen sollten. Weiterlesen .
Gibt es etwas, was Sie tun können?
Für einen einmaligen Schluckauf kann ein Neustart des Routers ausreichen, um die NAT-Tabelle zu löschen und von Null an zu starten. Wenn es regelmäßig auftritt, ist es möglicherweise nicht der RAM, sondern die CPU, die Probleme verursacht.
In diesem Fall ist es Zeit, Ihren Router zu aktualisieren. Sie müssen nicht ein Stück Geld für ein Top-End-Modell ausgeben. Davon abgesehen, bleiben Sie von den Budgetoptionen fern. Diese sind besser geeignet für leichte Heimanwender. Bist du dir immer noch nicht sicher, was du bekommen sollst? Sehen Sie sich unsere empfohlenen WLAN-Router an.
Schließlich, ob Sie upgraden oder nicht, sicher sein, Ihr Heimnetzwerk zu sichern 7 Einfache Tipps, um Ihren Router und Wi-Fi-Netzwerk in Minuten zu sichern 7 Einfache Tipps, um Ihren Router und Wi-Fi-Netzwerk in Minuten zu sichern Schnüffelt und belauscht auf Ihrem Wi-Fi-Verkehr, stehlen Ihre Passwörter und Kreditkartennummern? Würdest du überhaupt wissen, ob jemand ist? Wahrscheinlich nicht, also sichern Sie Ihr drahtloses Netzwerk mit diesen 7 einfachen Schritten. Weiterlesen . Es braucht nicht viel Aufwand, aber die Vorteile sind massiv.
Nun, da Sie wissen, was eine NAT-Tabelle ist und wie sie funktioniert, haben Sie noch Fragen? Haben Sie noch weitere Tipps? Lass es uns in den Kommentaren unten wissen!