Com o surgimento das redes privadas com internet partilhada, surgiu o problema de como os computadores pertencentes à esta rede privada poderiam receber as respostas aos seus pedidos feitos para fora da rede.
Por se tratar de uma rede privada, os números de IP interno da rede (como 10.0.0.0/8, 172.16.0.0/16 e 192.168.1.0/24) nunca poderiam ser passados para a Internet pois não tem roteador nelas e o computador que recebesse um pedido com um desses números não saberia para onde enviar a resposta. Sendo assim, os pedidos teriam de ser gerados com um IP global do router. Mas quando a resposta chegasse ao router, seria preciso saber a qual dos computadores presentes na LAN pertencia aquela resposta.
A solução encontrada foi fazer um mapeamento baseado no IP interno e na porta local do computador. Com esses dois dados o NAT gera um número de 16 bits usando a tabela hash, este número é então escrito no campo da porta de origem.
O pacote enviado para fora leva o IP global do router e na porta de origem o número gerado pelo NAT. Desta forma o computador que receber o pedido sabe para onde tem de enviar a resposta. Quando o router recebe a resposta faz a operação inversa, procurando na sua tabela uma entrada que corresponda aos bits do campo da porta. Ao encontrar a entrada, é feita o direcionamento para o computador correto dentro da rede privada.
Um computador atrás de um router gateway NAT tem um endereço IP dentro de uma gama especial, própria para redes internas. Como tal, ao aceder ao exterior, o gateway seria capaz de encaminhar os seus pacotes para o destino, embora a resposta nunca chegasse, uma vez que os routers entre a comunicação não saberiam reencaminhar a resposta (imagine-se que um desses routers estava incluído em outra rede privada que usava o mesmo espaço de endereçamento). Duas situações poderiam ocorrer: ou o pacote seria indefinidamente reencaminhado, ou seria encaminhado para uma rede errada e descartado.
Resumindo
NAT é um protocolo que, como o próprio nome diz (network address translation), faz a tradução dos endereços Ip e portas TCP da rede local para a Internet. Ou seja, o pacote enviado ou a ser recebido de sua estação de trabalho na sua rede local, vai até o servidor onde é trocado pelo ip do mesmo substitui o ip da rede local validando assim o envio do pacote na internet, no retorno do pacote a mesma coisa, o pacote chega e o ip do servidor é trocado pelo Ip da estação que fez a requisição do pacote.
NAT tem a função de trocar um ip falso (IP da rede local) para um IP verdadeiro (IP da internet).
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