今回は、インターネットへ接続するために必要な技術であるNATについてご紹介していきます。

【NATの概要】
NATとは、Network Address Translation の略称でIPヘッダ内のIPアドレスを変換する技術です。
例えば、家庭や企業などイントラネット環境からインターネットなどのパブリックネットワークに接続する際には、ヘッダ内の送信元IPアドレスがプライベートIPアドレスだと接続ができません。そこで、LANとインターネットの境界にあるルータのNATテーブルに登録されているグローバルIPアドレスをプライベートIPアドレスに変換してインターネット側のネットワークに転送します。


【NAT通信の流れ】
〇内部ネットワーク環境の端末(A)から外部のインターネットのWebサーバー(B)へアクセスする場合

A端末からBサーバーの宛先IPアドレスを指定してルータにリクエストを送信
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端末Aから受信したルータはパケット内の送信元プライベートIPアドレスをNATテーブルに登録されているグローバルIPアドレスに変換してBサーバーへ転送
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BサーバーはA端末からルータを経由して来たリクエストに対して、受信したグローバルIPアドレスを宛先IPアドレスに指定してレスポンスを送信
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Bサーバーから受信したルータは宛先のグローバルIPアドレスに紐づいたプライベートIPアドレスに変換して転送
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BサーバーからのレスポンスをA端末で受信


【NATの種類】
〇NAT
1つのプライベートIPアドレスを1つのグローバルIPアドレスに変換します。
NATには、さらに静的(スタティック)NATと動的(ダイナミック)NATがあります。

・静的(スタティック)NAT
静的(スタティック)NATは、NATテーブルに登録する際にグローバルIPアドレスとプライベートIPアドレスを紐づけて登録します。それぞれのIPで紐づいているため、外部からの通信をスタートした場合でも通信が可能ですが、管理者が手動で設定する必要があります。


・動的(ダイナミック)NAT

動的(ダイナミック)NATは、NATテーブルにあらかじめ一定範囲のグローバルIPアドレスをアドレスプールとして登録します。外部に通信する際にリアルタイムで自動的にアドレスプールに登録されている範囲からルータに来たプライベートIPアドレスにそれぞれ割り当てられます。

外部へ通信する際のみ割り当てられるため、外部からの通信をスタートした場合は、通信が不可能となります。


〇NAPT
多数のプライベートIPアドレスを1つのグローバルIPアドレスに変換します。
NATテーブルにはIPアドレスだけではなく、TCPやUDPのポート番号も紐づけて登録するため、IPアドレスの節約にもなります。動的(ダイナミック)NATと同じく、外部に通信する際に、リアルタイムで自動的にNATテーブルに登録されるため、外部からスタートされた通信はできません。
一般的なインターネット通信には、NAPTが使用されています。


以上、NATについてでした。
参考にしていただけると幸いです。

■参考資料

https://it-digital.net/about-nat/