NATを理解する

NATは異なるIPアドレス空間間でアドレスを書き換える仕組みである。静的NAT、動的NAT、NAPT/PAT、プライベートアドレスを整理する。

この単元で学ぶこと

  • プライベートIPv4の意味と役割を説明できる
  • 静的NATの意味と役割を説明できる
  • 動的NATの意味と役割を説明できる
  • NATとNAPTの違いを具体的な変換例で説明できる

本文解説

家庭や企業では多くのプライベートIP端末が少数のグローバルIPを共有するため、ポート番号も利用するNAPT/PATがよく使われる。

プライベートIPv4 インターネット上でそのまま経路制御しない内部利用向けIPv4範囲。 10/8、172.16/12、192.168/16など。

静的NAT 内部アドレスと外部アドレスを固定的に1対1対応させる。 公開サーバ等で使う場合がある。

動的NAT 内部アドレスを外部アドレスプールから動的に対応付ける。 利用時に割当てる。

NAPT/PAT IPアドレスに加えてポート番号も変換し、多数端末で1つのグローバルIPを共有する。 家庭用ルータ等で一般的。

変換テーブル 内部外部のアドレス・ポート対応を保持する表。 戻り通信を正しい端末へ届ける。

1対1固定=静的NAT、多対少数=動的NAT、多対1でポート利用=NAPTと判断する。

192.168.1.10:50000と192.168.1.20:50000を203.0.113.5の異なる外部ポートへ変換すれば1IPを共有できる。

図解

NAT/NAPT変換
内部IP・ポートを外部IP・ポートへ対応付ける。

重要ポイント

  • プライベートIPv4: インターネット上でそのまま経路制御しない内部利用向けIPv4範囲。
  • 静的NAT: 内部アドレスと外部アドレスを固定的に1対1対応させる。
  • 動的NAT: 内部アドレスを外部アドレスプールから動的に対応付ける。
  • NAPT/PAT: IPアドレスに加えてポート番号も変換し、多数端末で1つのグローバルIPを共有する。
  • NAPTはIPだけでなくポート番号も使って通信を識別する。

間違えやすい点

  • NATをファイアウォールそのものと同一視しない。
  • プライベートIPがインターネット上で直接ルーティングされると考えない。
  • 静的NATとNAPTを混同しない。

用語解説

プライベートIPv4
インターネット上でそのまま経路制御しない内部利用向けIPv4範囲。
静的NAT
内部アドレスと外部アドレスを固定的に1対1対応させる。
動的NAT
内部アドレスを外部アドレスプールから動的に対応付ける。
NAPT/PAT
IPアドレスに加えてポート番号も変換し、多数端末で1つのグローバルIPを共有する。
変換テーブル
内部外部のアドレス・ポート対応を保持する表。

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参考資料

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