Zwei NAT oder ein NAT? Die große Frage der Netzwerkarchitektur einfach erklärt

In der heutigen vernetzten Welt ist das Internet für viele von uns ein unverzichtbarer Bestandteil des Alltags geworden. Hinter den Kulissen dieser digitalen Konnektivität stecken komplexe Architekturen, die oft unbemerkt bleiben. Eine der grundlegendsten und gleichzeitig am häufigsten missverstandenen Technologien ist die Netzwerkadressübersetzung, besser bekannt als NAT (Network Address Translation). Die Frage, ob man ein einziges NAT oder zwei (oder sogar mehr) in seinem Heim- oder Kleinbüronetzwerk verwenden sollte, ist ein Dauerbrenner unter Technikbegeisterten und stellt viele vor ein Rätsel. Dieser Artikel nimmt sich der Thematik an, erklärt die Funktionsweise von NAT und beleuchtet die Vor- und Nachteile beider Ansätze, um Ihnen eine fundierte Entscheidung zu ermöglichen.

Was ist NAT eigentlich? Eine kurze Einführung

Bevor wir uns der Frage nach „einem” oder „zwei” NATs widmen, ist es unerlässlich, die Grundlagen von NAT zu verstehen. Stellen Sie sich vor, Ihr Zuhause hat eine einzige Postanschrift (Ihre öffentliche IP-Adresse), aber im Haus gibt es mehrere Bewohner (Ihre Geräte wie PCs, Smartphones, Smart-TVs). Jeder Bewohner muss Pakete empfangen und senden können. NAT ist der Postbote, der sicherstellt, dass die an Ihre öffentliche Adresse gesendeten Pakete korrekt an den richtigen Bewohner (Ihre private IP-Adresse) im Haus zugestellt werden und umgekehrt. Es ist im Wesentlichen ein Mechanismus, der private IP-Adressen, die nur innerhalb Ihres lokalen Netzwerks gültig sind, in eine oder mehrere öffentliche IP-Adressen umwandelt, die im Internet routingfähig sind.

Die Hauptzwecke von NAT sind:

• IP-Adressen sparen: Da die Anzahl der verfügbaren öffentlichen IPv4-Adressen begrenzt ist, ermöglicht NAT, dass Tausende von Geräten hinter einer einzigen öffentlichen IP-Adresse im Internet surfen können.
• Sicherheit: Indem interne private IP-Adressen vor dem direkten Zugriff aus dem Internet verborgen werden, fungiert NAT als eine grundlegende Firewall-Funktion. Externe Angreifer sehen nur die öffentliche IP-Adresse Ihres Routers, nicht die spezifischen Adressen Ihrer internen Geräte.

Ein typisches Setup besteht aus einem Router (oft auch WLAN-Router genannt), der als Ihr Gateway zum Internet fungiert. Dieser Router besitzt eine öffentliche IP-Adresse im Internet und eine private IP-Adresse in Ihrem internen Netzwerk. Alle Ihre Geräte im lokalen Netzwerk erhalten private IP-Adressen (z.B. im Bereich 192.168.x.x oder 10.x.x.x), die vom Router verwaltet werden.

Das Szenario „Ein NAT”: Die Einfachheit siegt meist

Das „Ein NAT”-Szenario ist der Standardfall in den meisten Heimnetzwerken und kleinen Unternehmen. Hierbei übernimmt Ihr primärer Router (oft das Gerät, das Sie von Ihrem Internetanbieter erhalten oder selbst gekauft haben) die gesamte NAT-Funktionalität. Er ist direkt mit dem Internet verbunden (z.B. über ein DSL-Modem, Kabelmodem oder Glasfasermodem, das sich im Bridge-Modus befindet) und verfügt über eine öffentliche IP-Adresse. Alle Ihre internen Geräte sind mit diesem Router verbunden und nutzen dessen NAT-Dienst, um auf das Internet zuzugreifen.

Vorteile von einem einzigen NAT:

• Einfachheit: Die Konfiguration und Verwaltung ist deutlich einfacher. Es gibt nur einen Punkt, an dem die Netzwerkadressübersetzung stattfindet. Dies reduziert die Fehleranfälligkeit und den Wartungsaufwand.
• Geringere Komplexität bei der Fehlersuche: Wenn Verbindungsprobleme auftreten, müssen Sie nur einen Router überprüfen. Dies vereinfacht die Fehlerbehebung erheblich.
• Bessere Kompatibilität mit Anwendungen: Anwendungen, die eingehende Verbindungen benötigen (wie Online-Spiele, VoIP-Dienste, P2P-Clients oder Remote-Zugriffsdienste), funktionieren mit einem einzigen NAT in der Regel reibungsloser. Port Forwarding und UPnP (Universal Plug and Play) sind einfacher zu konfigurieren und zuverlässiger.
• Minimale Latenz und höhere Performance: Jeder NAT-Vorgang benötigt Rechenzeit. Bei einem einzigen NAT gibt es nur eine Übersetzungsschicht, was zu einer minimal geringeren Latenz und einem potenziell höheren Datendurchsatz führen kann, obwohl der Unterschied für die meisten Heimanwender kaum spürbar ist.

Nachteile von einem einzigen NAT:

• Weniger Netzwerksegmentierung: Es ist schwieriger, separate Subnetze für unterschiedliche Zwecke (z.B. Gastnetzwerk, IoT-Geräte) zu erstellen und zu verwalten, es sei denn, der Router bietet integrierte VLAN-Funktionen.
• Zentralisierte Kontrolle: Alle Geräte teilen sich denselben „Ausgangspunkt” ins Internet. Wenn Sie sehr spezifische Firewall-Regeln oder Routing-Richtlinien für bestimmte Geräte benötigen, kann dies bei einem einzigen NAT-Gerät weniger flexibel sein.

Für die meisten Heimanwender und kleine Büros ist ein einzelnes NAT die optimale Wahl. Es bietet eine gute Balance aus Sicherheit, Performance und Benutzerfreundlichkeit.

Das Szenario „Zwei NAT”: Doppelte Schichten und doppelte Komplexität

Das „Zwei NAT”-Szenario, oft als Double NAT oder doppelte NAT-Übersetzung bezeichnet, tritt auf, wenn sich zwei Router hintereinander befinden, und jeder dieser Router seine eigene NAT-Funktion ausführt. Ein häufiges Beispiel hierfür ist, wenn Ihr Internetanbieter Ihnen ein Modem mit integrierter Router-Funktion (oft als „Gateway” bezeichnet) liefert, und Sie dann Ihren eigenen WLAN-Router dahinter anschließen, ohne den Provider-Router in den Bridge-Modus zu versetzen.

In diesem Fall sieht die Kette wie folgt aus:

1. Das Internet kommuniziert mit der öffentlichen IP-Adresse Ihres ersten Routers (dem Provider-Gateway).
2. Der erste Router übersetzt diese öffentliche IP-Adresse in eine private IP-Adresse (z.B. 192.168.1.x) für den zweiten Router.
3. Der zweite Router empfängt diese private IP-Adresse und übersetzt sie erneut in eine andere private IP-Adresse (z.B. 192.168.0.x) für Ihre Endgeräte.

Das bedeutet, dass Ihre Datenpakete zweimal übersetzt werden müssen, bevor sie das Internet erreichen oder von dort empfangen werden können.

Vorteile von zwei NATs:

• Erhöhte Isolation und potenziell verbesserte Sicherheit: Zwei Schichten der Adressübersetzung können eine zusätzliche Barriere für externe Angriffe darstellen. Sollte ein Angreifer es schaffen, die erste NAT-Schicht zu durchbrechen, müsste er immer noch die zweite Schicht überwinden, um auf Ihre internsten Geräte zuzugreifen. Dies ist jedoch keine narrensichere Lösung und ersetzt keine echte Firewall oder gute Sicherheitspraktiken.
• Netzwerksegmentierung: Sie können zwei voneinander getrennte Netzwerke erstellen. Zum Beispiel könnte das erste NAT-Gerät ein Gäste-WLAN bereitstellen, während das zweite NAT-Gerät Ihr primäres privates Netzwerk schützt. Dies ist nützlich, wenn Sie Geräte mit unterschiedlichen Sicherheitsanforderungen trennen möchten (z.B. Smart-Home-Geräte in einem isolierten Netzwerk).
• Flexibilität bei der Router-Wahl: Wenn Ihr Internetanbieter Ihnen ein Gerät aufzwingt, das nicht alle gewünschten Funktionen bietet (z.B. bestimmte VPN-Funktionen oder erweiterte Kindersicherung), können Sie Ihren eigenen, funktionsreicheren Router dahinter schalten und diesen die Verwaltung Ihres internen Netzwerks übernehmen lassen.
• Behebung von IP-Adresskonflikten: Wenn die Standard-IP-Adressbereiche Ihres ISP-Routers mit einem bereits vorhandenen Netzwerk oder einem gewünschten internen Netzwerk (z.B. für einen VPN-Server) kollidieren, kann ein zweiter Router mit einem anderen IP-Bereich eine Lösung bieten.

Nachteile von zwei NATs:

• Komplexität: Doppelte NAT ist schwieriger einzurichten und zu warten. Es gibt zwei Stellen, an denen Probleme auftreten können, was die Fehlersuche erschwert.
• Probleme mit Port Forwarding und UPnP: Dies ist der größte Nachteil. Wenn eine Anwendung eine eingehende Verbindung benötigt, müssen Sie Port Forwarding auf BEIDEN Routern einrichten – zuerst auf dem äußeren Router zum inneren Router, und dann auf dem inneren Router zum Zielgerät. Dies ist fehleranfällig und oft frustrierend. UPnP, das Ports automatisch öffnet, funktioniert in der Regel nicht zuverlässig über zwei NAT-Schichten hinweg. Dies führt oft zu Problemen bei Online-Spielen (z.B. NAT-Typ-Probleme), Videoanrufen, Remote-Desktop und vielen IoT-Geräten.
• Erhöhte Latenz und potenziell geringere Performance: Jede zusätzliche NAT-Schicht fügt eine kleine Verzögerung hinzu, da jedes Paket zweimal verarbeitet und übersetzt werden muss. Für die meisten Anwendungen ist dies zwar vernachlässigbar, aber in anspruchsvollen Szenarien (z.B. Echtzeit-Gaming) könnte es sich bemerkbar machen.
• Geräteerkennungsprobleme: Geräte in den verschiedenen NAT-Netzwerken können sich oft nicht direkt sehen oder miteinander kommunizieren. Dies kann Probleme bei der Entdeckung von Netzwerkdruckern, Smart-Home-Geräten oder Mediaservern verursachen.
• VPN-Komplikationen: Das Einrichten von VPN-Servern oder bestimmten VPN-Verbindungen kann durch doppeltes NAT erheblich erschwert oder sogar unmöglich gemacht werden, ohne komplexe Workarounds.

Zusammenfassend lässt sich sagen, dass Double NAT selten die ideale Lösung für den durchschnittlichen Benutzer ist und oft mehr Probleme schafft, als es löst.

Wann Double NAT ungewollt auftritt und wie man es vermeidet

Sehr oft tritt Double NAT ungewollt auf. Der häufigste Fall ist, dass ein Nutzer das vom ISP bereitgestellte Modem/Router-Kombigerät verwendet und dann seinen eigenen WLAN-Router an einen der LAN-Ports dieses Geräts anschließt, um eine bessere WLAN-Abdeckung oder erweiterte Funktionen zu erhalten.

Um dies zu vermeiden und stattdessen ein einziges NAT-Szenario zu schaffen, gibt es mehrere Lösungen:

1. Bridge-Modus (bevorzugt): Wenn Ihr ISP-Modem/Router dies unterstützt, können Sie es in den „Bridge-Modus” oder „Modem-Modus” versetzen. Dadurch wird die Router-Funktionalität (einschließlich NAT und DHCP) des ISP-Geräts deaktiviert, und es fungiert nur noch als einfaches Modem. Ihr eigener Router übernimmt dann alle Routing– und NAT-Funktionen und erhält direkt die öffentliche IP-Adresse. Dies ist die sauberste und empfehlenswerteste Lösung.
2. AP-Modus (Access Point Modus): Wenn Ihr eigener Router dies unterstützt, können Sie ihn in den Access Point (AP)-Modus versetzen. In diesem Modus wird die Router- und NAT-Funktionalität Ihres eigenen Geräts deaktiviert. Es fungiert dann nur noch als WLAN-Access Point und Switch. Alle Geräte erhalten ihre IP-Adressen vom ISP-Router, der auch das NAT übernimmt. Dies ist eine gute Alternative, wenn der Bridge-Modus beim ISP-Gerät nicht verfügbar ist oder Sie die Routing-Funktionen des ISP-Geräts nutzen möchten.
3. NAT/DHCP auf einem Gerät deaktivieren: Eine weniger elegante, aber manchmal praktikable Lösung besteht darin, die DHCP-Server-Funktion auf einem der beiden Router (in der Regel dem zweiten Router) zu deaktivieren und ihn über einen seiner LAN-Ports (nicht den WAN-Port) mit dem ersten Router zu verbinden. Dadurch fungiert der zweite Router ebenfalls nur noch als Access Point und Switch, wobei der erste Router alle Routing- und NAT-Aufgaben übernimmt.

Die große Frage beantwortet: Ein NAT oder Zwei NATs?

Nachdem wir die Vor- und Nachteile beider Szenarien detailliert beleuchtet haben, können wir die große Frage beantworten:

Für die überwiegende Mehrheit der Benutzer in Heim- und Kleinbüroumgebungen ist ein einziges NAT die klar überlegene Wahl. Es bietet die beste Balance aus Einfachheit, Kompatibilität, Performance und ausreichender Sicherheit. Probleme mit Port Forwarding, Online-Spielen und anderen anspruchsvollen Anwendungen werden weitgehend vermieden, und die Konfiguration ist deutlich unkomplizierter.

Double NAT sollte nur dann bewusst in Kauf genommen werden, wenn Sie sehr spezifische Anforderungen an die Netzwerksegmentierung haben, beispielsweise für ein extrem isoliertes IoT-Netzwerk, oder wenn Sie gezwungen sind, einen zweiten Router zu verwenden und den ersten nicht in den Bridge-Modus versetzen können (obwohl dann immer noch der AP-Modus Ihres zweiten Routers bevorzugt werden sollte). In solchen Nischenfällen kann Double NAT eine Lösung sein, aber Sie müssen sich der potenziellen Fallstricke und der erhöhten Komplexität bewusst sein.

Fazit

Die Entscheidung zwischen einem NAT und zwei NATs mag auf den ersten Blick technisch und verwirrend erscheinen, aber bei genauerer Betrachtung wird deutlich, dass für die meisten Anwendungsfälle die Einfachheit und Effizienz eines einzelnen NAT die beste Wahl darstellt. Indem Sie Ihr ISP-Gerät in den Bridge-Modus versetzen und Ihren eigenen Router die gesamte Arbeit erledigen lassen (oder Ihren eigenen Router im AP-Modus betreiben), schaffen Sie ein stabiles, performantes und unkompliziertes Netzwerk.

Verstehen Sie die Funktionsweise von NAT und die Auswirkungen Ihrer Netzwerkarchitektur auf Ihre Geräte und Anwendungen. Dies befähigt Sie, eine informierte Entscheidung zu treffen und ein optimal funktionierendes Netzwerk zu Hause oder im Büro zu betreiben. In den seltenen Fällen, in denen doppeltes NAT bewusst eingesetzt wird, geschieht dies mit einem klaren Verständnis der Kompromisse und der notwendigen Konfigurationsschritte. Für alle anderen gilt: Ein NAT ist genug!