Wszystkie adresy IPv4 obecne w Internecie muszą być zarejestrowane w regionalnym rejestrze internetowym (ang. Regional Internet Registry - RIR). Organizacje mogą dzierżawić adresy publiczne od dostawcy usług (ang. Service Provider - SP), ale jedynie zarejestrowany dysponent publicznego adresu Internetowego może przypisać go do urządzenia sieciowego. Mimo to, z teoretyczną pulą 4,3 miliardów adresów, przestrzeń adresowa IPv4 jest poważnie ograniczona. Kiedy Bob Kahn oraz Vint Cerf pierwsi zdefiniowali zestaw protokołów TCP/IP, włącznie z IPv4, w 1981, nie przewidywali nawet, czym kiedyś stanie się Internet. W tamtym czasie, komputer osobisty był raczej ciekawostką dla hobbystów, natomiast sieć WWW miała powstać dopiero dekadę później.
Z upowszechnieniem komputerów osobistych i nadejściem sieci WWW, szybko stało się oczywiste, że 4,3 miliarda adresów okaże się niewystarczające. Rozwiązaniem długoterminowym było IPv6, lecz zanim miał się upowszechnić, koniecznym było opracowanie rozwiązań pośrednich. Dlatego też, IETF wdrożyła kilka bardziej doraźnych rozwiązań, takich jak Translacja Adresów Sieciowych (ang. Network Address Translation - NAT) i adresy prywatne IPv4 (RFC 1918). W tym rozdziale uwaga będzie poświęcona działaniu NAT w połączeniu z wykorzystaniem przestrzeni adresów prywatnych, w celu bardziej wydajnego gospodarowania adresami IPv4 i aby udostępnić sieciom o różnych rozmiarach dostęp do Internetu. Rozdział ten obejmuje:
- charakterystykę NAT, terminologię oraz ogólne działania,
- różne typy NAT, włącznie ze statycznym NAT, dynamicznym NAT oraz przeciążonym NAT,
- korzyści i wady NAT,
- konfigurowanie, weryfikacja i analiza statycznego NAT, dynamicznego NAT oraz przeciążonego NAT,
- wyjaśnienie mechanizmu przekierowywania portów (ang. port forwarding), aby umożliwić dostęp do urządzeń wewnętrznych z Internetu,
- rozwiązywanie problemów z NAT z wykorzystaniem poleceń show i debug,
- działanie NAT dla IPv6 do translacji pomiędzy adresami IPv6 a IPv4.