Network Address Translation (NAT)

Network Address Translation atau yang lebih biasa disebut dengan NAT adalah suatu metode untuk menghubungkan lebih dari satu komputer ke jaringan internet dengan menggunakan satu alamat IP. Banyaknya penggunaan metode ini disebabkan karena ketersediaan alamat IP yang terbatas, kebutuhan akan keamanan (security), dan kemudahan serta fleksibilitas dalam administrasi jaringan.

Dalam FreeBSD, mekanisme Network Address Translation (NAT) dijalankan oleh program Natd yang bekerja sebagai daemon. Network Address Translation Daemon (Natd) menyediakan solusi untuk permasalahan penghematan ini dengan cara menyembunyikan IP address jaringan internal, dengan membuat paket yang di-generate di dalam terlihat seolah-olah dihasilkan dari mesin yang memiliki IP address legal. Natd memberikan konektivitas ke dunia luar tanpa harus menggunakan IP address legal dalam jaringan internal.

Natd menyediakan fasilitas Network Address Translation untuk digunakan dengan socket divert. Natd mengubah semua paket yang ditujukan ke host lain sedemikian sehingga source IP addressnya berasal dari mesin Natd. Untuk setiap paket yang diubah berdasarkan aturan ini, dibuat tabel translasi untuk mencatat transaksi ini.

Dengan NAT, aturan bahwa untuk berkomunikasi harus menggunakan IP address legal, dilanggar.NAT bekerja dengan jalan mengkonversikan  IP-IP address ke satu atau lebih IP address lain. IP address yang dikonversi adalah IP address yang diberikan untuk tiap mesin dalam jaringan internal (bisa sembarang IP). IP address yang menjadi hasil konversi terletak di luar jaringan internal tersebut dan merupakan IP address legal yang valid/routable.

 

Jenis – Jenis NAT

1. Full cone NAT

2. Restricted cone NAT

3. Port restricted cone NAT

4. Symmetric NAT

Mekanisme NAT

Sebuah paket TCP terdiri dari header dan data. Header memiliki sejumlah field di dalamnya, salah satu field yang penting di sini adalah MAC (Media Access Control) address asal dan tujuan, IP address asal dan tujuan, dan nomor port asal dan tujuan.

Saat mesin A menghubungi mesin B, header paket berisi IP A sebagai IP address asal dan IP B sebagai IP address tujuan. Header ini juga berisi nomor port asal (biasanya dipilih oleh mesin pengirim dari sekumpulan nomor port) dan nomor port tujuan yang spesifik, misalnya port 80 (untuk web).
Kemudian B menerima paket pada port 80 dan memilih nomor port balasan untuk digunakan sebagai nomor port asal menggantikan port 80 tadi. Mesin B lalu membalik IP address asal & tujuan dan nomor port asal & tujuan dalam header paket. Sehingga keadaan sekarang IP B adalah IP address asal dan IP A adalah IP address tujuan. Kemudian B mengirim paket itu kembali ke A. Selama session terbuka, paket data hilir mudik menggunakan nomor port yang dipilih.
Router (yang biasa – tanpa Natd) memodifikasi field MAC address asal & tujuan dalam header ketika me-route paket yang melewatinya. IP address, nomor port, dan nomor sequence asal & tujuan tidak disentuh sama sekali.
NAT juga bekerja atas dasar ini. Dimulai dengan membuat tabel translasi internal untuk semua IP address jaringan internal yang mengirim paket melewatinya. Lalu men-set tabel nomor port yang akan digunakan oleh IP address yang valid. Ketika paket dari jaringan internal dikirim ke Natd untuk disampaikan keluar, Natd melakukan hal-hal sebagai berikut:
1.Mencatat IP address dan port asal dalam tabel translasi
2.Menggantikan nomor IP asal paket dengan nomor IP dirinya yang valid
3.Menetapkan nomor port khusus untuk paket yang dikirim keluar, memasukkannya dalam tabel translasi dan menggantikan nomor port asal tersebut dengan nomor port khusus ini. Ketika paket balasan datang kembali,  Natd mengecek nomor port tujuannya. Jika ini cocok dengan nomor port yang khusus telah ditetapkan sebelumnya, maka dia akan melihat tabel translasi dan mencari mesin mana di jaringan internal yang sesuai. Setelah ditemukan, ia akan menulis kembali nomor port dan  IP address tujuan dengan IP address dan nomor port asal yang asli yang digunakan dulu untuk memulai koneksi. Lalu mengirim paket ini ke mesin di jaringan internal yang dituju. Natd memelihara isi tabel translasi selama koneksi masih terbuka.