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NATとは?”なぜPCはインターネットに接続できるのか”【ネットワーク基礎講座】

こんにちは、インフラエンジニアのryuです。

今回は、NAT(ナット)について解説します。NATとは、Network Address Translationの略で、IPアドレスを変換する技術です。なぜIPアドレスを変換する必要があるのか、どのような場面でNATが使われているのかを分かりやすく解説します。

NATとは?

NATってなんですか?

NATとはIPアドレスを変換する技術のことです。

今回はNATについて解説します。NATとはIPアドレスを変換する技術のことです。

IPアドレスはPCの場所を表すものです。なぜ、IPアドレスを変換する必要があるのでしょうか?

NATがなぜ必要なのか、理解できるように詳しく解説します。

NATはローカルIPアドレスとグローバルIPアドレスを変換する

NATが一番使われる場面はローカルIPアドレスとグローバルIPアドレスの変換です。

ローカルIPアドレス?グローバルIPアドレス?

NATが一番使われる場面はローカルIPアドレスとグローバルIPアドレスを変換するところです。自分のPCがインターネットに接続する際に、IPアドレスの変換がされています。

では、そもそローカルIPアドレスとグローバルIPアドレスとはどのようなIPアドレスなのでしょうか?

NATを理解するために、おさらいしましょう。

  • ローカルIPアドレス→LAN(自分のネットワーク)で使用するIPアドレス
  • グローバルIPアドレス→WAN(インターネット)で使用するIPアドレス

自分のネットワーク、つまりLANで使用するのがローカルIPアドレスです。自宅のWifiで使用しているPCやスマホにはローカルIPアドレスが割り当てられます。

インターネットで使用するIPアドレス、つまりWANで使用するIPアドレスがグローバルIPアドレスです。インターネットを契約するとき、プロパイダーから割り当てられるIPアドレスです。インターネットに接続する場合は、このIPアドレスを使用します。

ルーターでIPアドレスを変換する

NATはルーターがローカルIPアドレスとグローバルIPアドレスを変換して自宅内のPCからインターネットにアクセスできるようにします。

ルーターとは、異なるネットワークの通信を制御するネットワーク機器です。

ルーターでNATの設定をすることでインターネットへアクセスすることが可能になります。

ただ、家庭用はモデムでNATしていたり、無線WifiでNATしていたりします。設定はすでにされているので、特に意識することなくPCを使用することができます。

ルーターがどのような機器なのかは、こちらの記事で詳しく解説しています。

NATでどのようにIPアドレスが変換されているのか

NATでIPアドレスを変換していることが分かりました。

では、IPアドレスがどのように変わっているのか具体的に見てみましょう。

ここからは、具体的にIPアドレスがどのように変換されてインターネットに通信されているのか確認してみます。

ローカルのPCからインターネットにアクセスする

まず、自分のPCからインターネットにアクセスすることを想定します。

構成は以下の通りです。

ローカルのPCからインターネットにアクセスする

自分のPCが「192.168.0.1」、ルーターのローカルネットワーク側が「192.168.0.254」、インターネット側が「161.93.34.45」とします。

PCからインターネットに通信する際、インターネット上のサーバーは別のネットワークにあるため、一旦ルーターを経由します。

NAtの環境

では、NATをしない場合、インターネット上のサーバーはローカルPCに返答を返すことができるでしょうか?答えはできません。

なぜなら、インターネット上のサーバーは「192.168.0.1」のネットワークを知らないからです。

NATをすることでインターネット上のサーバーが返答できる

ローカルPCからインターネット上のサーバーにアクセスする際、ルーターを経由します。ここで、NATの変換が行われます。

具体的には送信元のIPアドレスが変更されます。

ローカルPCからアクセスがあると、インターネット上のサーバーは応答を返します。この場合、送られてきたパケットの送信元に応答を返します。

NATで送信元が変換された場合、サーバーはルーターのグローバルIPアドレス宛(161.93.24.46)に応答を返します。

グローバルIPはプロパイダーで管理されており、ルーティングもされているので、サーバーは返答を返すことができます。

そして、ルーターは受けっとった返答の宛先を元のローカルPCのIPアドレスに変換して返します。

NATの動作2

NATの動作は少し難しいですが、あて先と送信元のIPアドレスに着目していると分かりやすいです。

以上でNATの解説を終わります。

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大手メーカのIT部門→上場ベンチャーでフルスタックエンジニアやってます。エンジニア歴は8年目。 サーバ、ネットワーク、セキュリティ、クラウドについて投稿します。 AI、ARも勉強中です! youtubeでも技術ネタを発信していきます。↓のアイコンよりご覧ください!

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