NAT (Network Address Translation – Traducción de Dirección de Red) es un mecanismo utilizado por routers IP para intercambiar paquetes entre dos redes que se asignan mutuamente direcciones incompatibles. Consiste en convertir en tiempo real las direcciones utilizadas en los paquetes transportados. También es necesario editar los paquetes para permitir la operación de protocolos que incluyen información de direcciones dentro de la conversación del protocolo.

Su uso más común es permitir utilizar direcciones privadas (definidas en el RFC 1918) y aún así proveer conectividad con el resto de Internet. Esto es necesario debido a la progresiva escasez de direcciones provocada por el agotamiento de éstas. Se espera que con el advenimiento de IPv6 no sea necesario continuar con esta práctica.

Un router NAT cambia la dirección origen en cada paquete de salida y, dependiendo del método, también el puerto origen para que sea único. Estas traducciones de dirección se almacenan en una tabla, para recordar qué dirección y puerto le corresponde a cada dispositivo cliente y así saber donde deben regresar los paquetes de respuesta. Si un paquete que intenta ingresar a la red interna no existe en la tabla de traducciones, entonces es descartado. Debido a este comportamiento, se puede definir en la tabla que en un determinado puerto y dirección se pueda acceder a un determinado dispositivo, como por ejemplo un servidor web, lo que se denomina NAT inverso o DNAT (Destinationion NAT).

NAT tiene muchas formas de funcionamiento, entre las que destaca.

Estático

Realiza un mapeo en la que una dirección IP privada se traduce a una correspondiente dirección IP pública de forma unívoca. Normalmente se utiliza cuando un dispositivo necesita ser accesible desde fuera de la red privada.

NAT dinámico

Una dirección IP privada se traduce a un grupo de direcciones públicas. Por ejemplo, si un dispositivo posee la IP 192.168.10.10 puede tomar direcciones de un rango entre la IP 200.85.67.44 y 200.85.67.99. Implementando esta forma de NAT se genera automáticamente un firewall entre la red pública y la privada, ya que sólo se permite la conexión que se origina desde ésta última.

Sobrecarga

La forma más utilizada de NAT proviene del NAT dinámico, ya que toma múltiples direcciones IP privadas y las traduce a una única dirección IP pública utilizando diferentes puertos. Esto se conoce también como PAT (Port Address Translation – Traducción de Direcciones por Puerto), NAT de única dirección o NAT multiplex pública. Así se evita los conflictos de direcciones entre las distintas redes.