net_NAT/NAPT

09NAT/NAPT

NAT（Network Address Translation）

NATは、ローカルIPアドレスとグローバルIPアドレス間の変換を行う技術で、特にIPアドレスの節約とセキュリティ向上に役立ちます。NATを使用することで、一つのグローバルIPアドレスを多数のデバイスで共有することが可能になります。NATは主にルーターで実装され、内部ネットワークからインターネットへの通信を管理します。

NAPT（Network Address Port Translation）

NAPTはNATの一種で、ポート番号も利用してアドレス変換を行います。これにより、さらに多くのデバイスが一つのグローバルIPアドレスを通じてインターネットに接続できるようになります。NAPTは、ポート番号の情報を活用して各デバイスの通信を区別し、効率的なアドレス変換を実現します。

NAT/NAPTの必要性

グローバルIPアドレスの限られた供給とデバイスの急増により、すべてのデバイスに固有のグローバルIPアドレスを割り当てることが現実的ではなくなりました。この問題を解決するためにNAT技術が導入されました。NATは、ネットワーク内の多数のデバイスがインターネットと通信する際に少数のグローバルIPアドレスを効率的に使用する方法を提供します。

NAT/NAPTの主な役割

役割	説明
IPアドレスの節約	多数のデバイスが少数のグローバルIPアドレスを共有することで、限られたIPリソースを効率的に使用します。
セキュリティの向上	ローカルIPアドレスはインターネットから直接アクセスできないため、外部の攻撃からネットワークを保護します。
柔軟なネットワーク設計	NAT/NAPTを使用することで、内部ネットワークの設計が容易になり、IPアドレスの再配置や変更が簡単に行えます。

NAT/NAPTの動作

シチュエーション	処理	例
内部から外部への通信	ローカルIPアドレスをグローバルIPアドレスに変換し、NAPTでは特定のポート番号を割り当てて通信を管理します。	内部ネットワークのデバイス（IPアドレス192.168.0.2）がウェブサイトにアクセスする場合、ルーターのNAT機能がこの内部IPアドレスをルーターのグローバルIPアドレス（203.0.113.1）に変換し、ポート番号も一緒に割り当てます。
外部から内部への通信	ルーターはグローバルIPアドレスとポート番号を使用して、適切なローカルIPアドレスとデバイスにデータを転送します。	ウェブサーバーからの応答がルーターのグローバルIPアドレス（203.0.113.1）と特定のポート番号に送信されると、ルーターはそのポート番号を元に、内部ネットワークの対応するデバイス（192.168.0.2）にデータを転送します。

補足

• 動的および静的NAT: NATには動的NATと静的NATの2種類があります。動的NATでは、ローカルIPアドレスとグローバルIPアドレスのマッピングが動的に変更され、必要に応じてアドレスが割り当てられます。静的NATでは、特定のローカルIPアドレスに対して固定のグローバルIPアドレスが割り当てられます。
• ポートフォワーディング: NAPTの一部として、特定のポート番号を特定の内部デバイスにフォワードする機能があります。これにより、例えばウェブサーバーやFTPサーバーなどの特定のサービスがインターネットからアクセスできるようになります。