NAT

IPアドレスにはインターネットで使えるものと使えないものがあります。使えない場合は、インターネットで使えるIPアドレスに変換する必要があります。本項ではNATについて説明します。

 IPアドレスにはインターネットで使えるIPアドレスと使えないIPアドレスがあります。

 インターネットで使えるIPアドレスをグローバルアドレス、使えないIPアドレスをプライベートアドレスと言います。それぞれのアドレスの範囲は以下の通りです。

【アドレス範囲】
種類 範囲
グローバルアドレス 0.0.0.0〜223.255.255.255
※プライベートアドレス範囲を除く
プライベートアドレス 10.0.0.0〜10.255.255.255
172.16.0.0〜172.31.255.255
192.168.0.0〜192.168.255.255

 IPアドレスは住所の役目をするため、グローバルアドレスはインターネットの中で重複しないように管理されており、一意になっています。プライベートアドレスはインターネットで使わないため自由に設定出来ますが、通信する範囲では重複しないように割り当てる必要があります。

プライベートアドレスでインターネットと通信する

 プライベートアドレスではインターネットと通信出来ないため、グローバルアドレスに変換する必要があります。これをNATと言います。

NAT1

 フレームはパソコンからルーターまでは以下の通りです。

NAT2

 ルーターを経由した後は以下の通り送信元IPアドレスがグローバルアドレス(B.B.B.Bと表記)に変換されます。

NAT3

 Macアドレスも変更になっているのは、ルーターを経由したためでNATとは関係ありません。

 又、インターネットにあるサーバーからの応答はB.B.B.B宛てに送られてきて、ルーターで元の192.168.1.10に変換されます。

 例えば2台のパソコンを使っていてIPアドレスが192.168.1.10と192.168.1.20だとします。ルーターを経由する時、どちらもNATによってB.B.B.Bに変換されるため、サーバーからの応答はどちらもB.B.B.B宛てに帰ってきます。ルーターはB.B.B.Bを192.168.1.10に変換したらよいか、192.168.1.20に変換したらよいか分からないため、通信が成り立ちません。

NAT4

 このような場合はNAPTという技術を使います。

 送信元のポート番号は使っていないポート番号が自動で割り当てられます。このポート番号を192.168.1.10では例えば3,000番に変換します。

NAT5

 サーバーからの応答で同じB.B.B.B宛てであってもポート番号が3,000番宛てであれば192.168.1.10宛てと判断して変換可能なため、通信が成立します。

 この3,000番という数字は固定ではなく、通信の度に自動でルーターが割り当てます。このため、ルーターはNAPTテーブルを保持しています。

【NAPTテーブル】
プライベート グローバル
IP:192.168.1.10 ポート:4,000 IP:B.B.B.B ポート:3,000
IP:192.168.1.10 ポート:5,000 IP:B.B.B.B ポート:3,001
IP:192.168.1.20 ポート:5,000 IP:B.B.B.B ポート:3,002

 このように対応を保持しているため、複数のパソコンで複数の通信をしていて、サーバーからの応答フレームが同じグローバルアドレス宛てで戻ってきても元のアドレスやポート番号に変換出来ます。

デスティネーションNAT

 家庭では一般的には上記で説明した通り、パソコンのプライベートアドレスをインターネットで使えるグローバルアドレスに変換して通信を行いますが、これをソースNATと言います。

 フレームで送信元のIPアドレスが変わるためです。

 公開Webサーバー等のようにインターネットからグローバルアドレス宛ての通信をプライベートアドレスに変換する方法をデスティネーションNATと言います。

NAT6

 フレームはインターネットからルーターまでは以下の通りです。

NAT7

 ルーターを経由した後は以下の通り送信先IPアドレスがローカルアドレスに変換されます。

NAT8

 上記の通りデスティネーションNATでは送信先IPアドレスが変わります。

サイト関連1

応用編「IPアドレスの種類

キーマンズネット1

初級ネットワーク講座「プライベートアドレスとアドレス変換
  • このエントリーをはてなブックマークに追加