Le protocole NAT et PAT
NAT et PAT, deux protocoles très utiliser pour gérer et économiser les adresse IP.
Introduction
Avez-vous déjà pensé à ce qui se passe lorsqu’un appareil chez vous se connecte à Internet.
Vous allez découvrir comment ils permettent de gérer les connexions réseau, d’économiser des adresse IP, et sécuriser vos appareils. Nous irons de la théorie aux cas pratiques, pour savoir maitriser ces outils indispensables.
Dans ce tutoriel, nous allons voir le détail, ce que sont les protocoles NAT et PAT, pourquoi ils sont essentiels et comment ils optimisent nos réseaux.
Qu’est-ce que le NAT ?
Le NAT (Network Address Translation) permet à plusieurs appareils d’utiliser une seul adresse IP publique en traduisant leurs adresses privées.
Il est largement utilisé dans les réseaux domestiques et d’entreprise pour économiser les adresses IPv4 publiques limitées, et pour ajouter une couche de sécurité en masquant les appareils internes.
Le NAT est un composant clé de l’infrastructure Internet moderne, permettant à des milliards d’appareils de se connecter avec une adresse IP publique unique.
Pourquoi le NAT est-il nécessaire ?
Le NAT est nécessaire pour faire face à la pénurie d’adresses IPv4. Avec seulement environ 4,3 milliards d’adresses disponibles, le NAT permet à de nombreux appareils de partager une seule adresse IP publique.
En plus de résoudre le problème d’épuisement des adresses, le NAT offre une couche de sécurité en masquant les adresses IP privées des appareils internes, rendant plus difficile pour les attaquants d’accéder directement à ces appareils depuis Internet.
Fonctionnement du NAT
Le NAT ou Network Address Translation, traduit les adresses privées de votre réseau interne en une adresse publique unique. Ce qui permet de te connecter et de communiquer avec Internet.
Les adresse IPv4 sont limitées et le NAT aide à conserver les adresses publiques. Les réseaux locaux (LAN) utilisent des plages d’adresses IP privées (exemple : 192.168.x.x, 10.x.x.x) qui ne sont pas routables sur Internet.
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En masquant les adresses privées derrière, une adresse publique, le NAT ajoute une couche de sécurité complémentaire ; ce qui fait que les appareils internes ne sont pas directement accessibles depuis l’extérieur.
Lorsque des appareils d’un réseau local veulent se connecter à Internet, le routeur NAT remplace leurs adresses IP privées par une seul adresse IP publique.
Exemple :
- L’appareil A avec adresse IP : 192.168.1.2 envois une requête http vers un site web.
- Le routeur NAT remplace l’adresse 192.168.1.2 par 198.51.100.1 (adresse public) avant d’envoyer la requête.
Qu’est-ce que le PAT ?
Le PAT (Port Address Translation) est une version améliorée du NAT. Pourquoi le PAT est-il nécessaire ?
Le PAT est nécessaire pour permettre à plusieurs appareils de partager une même adresse IP publique tout en différenciant leurs connexions grâce à l’utilisation de ports. Cela maximise l’utilisation des adresses IPv4 publiques, surtout dans les réseaux denses.
Le PAT est particulièrement utile dans les environnements où de nombreux appareils doivent accéder à Internet simultanément, comme dans les entreprises ou chez les fournisseurs d’accès Internet (FAI).
Fonctionnement du PAT
Le PAT (Port Address Translation), est une forme de NAT qui utilise des ports pour différencier les connexions. Idéal pour maximiser l’utilisation d’adresse IP publique.
Cela permet à plusieurs appareils de partager la même adresse IP publique sans conflit. Lorsque de nombreux appareils dans un réseau local (LAN) utilisent une seule adresse IP publique, il est crucial de distinguer les connexions simultanées.
Le PAT utilise des ports pour identifier chaque flux de données, permettant de réutiliser l’adresse publique avec précision. Lorsqu’un appareil interne envoie une requête vers Internet, le routeur NAT modifie non seulement l’adresse IP source (comme pour le NAT classique), mais aussi le port source.
Exemple :
- 168.1.2:1234 → 198.51.100.1:40001
- 168.1.3:5678 → 198.51.100.1:40002
Les ports permettent au routeur de suivre chaque session indépendamment, même si plusieurs appareils utilisent la même IP publique.
Comparaison de NAT/PAT
| Critères | NAT | PAT |
|---|---|---|
| Adresse IP publique | Un seul IP pour plusieurs appareils | Un seul IP avec différenciation part ports |
| Gestion des ports | Non requise | Essentielle |
| Scalabilité | Moins scalable | Très scalable |
| Cas d’usage | Réseaux domestiques | Réseaux d’entreprise ou FAI |
Définition de la Scalabilité : En informatique matérielle et logicielle et en télécommunications, l’extensibilité ou scalabilité désigne la capacité d'un produit à s'adapter à un changement d'ordre de grandeur de la demande, en particulier sa capacité à maintenir ses fonctionnalités et ses performances en cas de forte demande
Comme on peut le voir sur le tableau ci-dessus.
- Avantages du NAT
- Simple utile pour les réseaux domestiques, mais peut devenir limité.
- On utilise moins d’adresse IPv4 publiques
- Les appareils du réseau interne restent cachés
- Et une seule adresse IP publique est utilisé
- Avantages du PAT :
- Plus complexes parfait pour les réseaux denses avec de nombreux utilisateurs.
- Maximisation de l'utilisation des adresses IPv4 publiques.
- Gestion précise des flux de données avec des ports uniques.
- Idéal pour les réseaux denses où de nombreux appareils doivent accéder à Internet simultanément.
La scalabilité est un terme particulièrement utilisé dans l'univers du web. Il s'agit de la faculté d'un produit, d'un logiciel ou d'une application à s'adapter aux fluctuations de la demande et du marché, tout en conservant ses fonctionnalités de base.
Utilisation concrète
La box Internet d’un foyer utilise le NAT pour permettre à plusieurs appareils (téléphones, ordinateurs, consoles) d’accéder à Internet avec une seule adresse IP publique attribuée par le FAI.
Une entreprise avec des centaines d’employés utilise le PAT pour que tous les appareils puissent accéder à Internet avec une seule adresse IP publique. Chaque connexion est suivie par un port unique.
Le NAT et le PAT sont essentiels pour gérer nos réseaux, que ce soit à la maison ou au travail. L’autre plus sophistiqué, mais ils ont chacun leur rôle.
Conclusion
Le NAT et le PAT sont des protocoles essentiels pour gérer les connexions réseau, économiser les adresses IP et sécuriser les appareils. Le NAT traduit les adresses privées en une adresse publique unique, tandis que le PAT utilise des ports pour différencier les connexions. Ces protocoles sont indispensables pour faire face à la pénurie d’adresses IPv4 et assurer la sécurité de nos réseaux.
En comprenant le fonctionnement du NAT et du PAT, vous pouvez mieux gérer votre réseau domestique ou professionnel, optimiser l’utilisation des adresses IP et renforcer la sécurité de vos appareils.