NATとは？プライベートIPをグローバルIPに変換する仕組み
IT初心者
NATって何ですか？どうして必要なのか知りたいです。
IT専門家
NAT（Network Address Translation）は、プライベートIPアドレスをグローバルIPアドレスに変換する技術です。これにより、複数のデバイスがインターネットに接続できるようになります。
IT初心者
具体的に、プライベートIPとグローバルIPの違いは何ですか？
IT専門家
プライベートIPは、家庭や企業内のネットワークでのみ使われるアドレスで、インターネット上では直接通信できません。一方、グローバルIPは、インターネット上で一意のアドレスであり、他のネットワークと通信するために必要です。
NATの基本概念
NAT（Network Address Translation）は、ネットワーク上でのIPアドレスの変換技術です。主に、プライベートIPアドレスをグローバルIPアドレスに変換することで、インターネット上の通信を可能にします。これにより、1つのグローバルIPアドレスで複数のデバイスがインターネットに接続できるため、IPアドレスの節約やセキュリティの向上が図れます。
プライベートIPとグローバルIPの違い
プライベートIPアドレスは、特定のネットワーク内でのみ使用されるアドレスで、インターネット上では直接使用できません。具体的には、以下の範囲がプライベートIPとして定義されています。
- 10.0.0.0 から 10.255.255.255
- 172.16.0.0 から 172.31.255.255
- 192.168.0.0 から 192.168.255.255
これに対し、グローバルIPアドレスはインターネット上で一意の識別子として機能し、世界中のどのデバイスとも通信することができます。グローバルIPは、インターネットサービスプロバイダー（ISP）から割り当てられます。
NATの仕組み
NATは、ルーターやファイアウォールなどのネットワーク機器に実装されており、以下のような流れで動作します。
1. デバイスからのリクエスト: プライベートIPアドレスを持つデバイスがインターネット上のサーバーにアクセスしようとします。
2. アドレス変換: NAT対応のルーターは、送信元のプライベートIPアドレスを自分のグローバルIPアドレスに変換し、リクエストを送信します。
3. 応答の受信: サーバーは、グローバルIPアドレス宛てに応答を返します。
4. 逆変換: ルーターは、受信した応答を元のデバイスのプライベートIPアドレスに変換し、該当デバイスに届けます。
この仕組みにより、複数のデバイスが同時にインターネットに接続できるだけでなく、プライベートネットワーク内でのアドレスの重複を防ぎます。
NATの利点
NATにはいくつかの重要な利点があります。以下にその一部を示します。
- アドレスの節約: NATを使用することで、少ない数のグローバルIPアドレスで多くのデバイスを接続できます。
- セキュリティの向上: プライベートIPアドレスは外部から直接アクセスできないため、セキュリティが向上します。
- ネットワーク管理の容易さ: 内部ネットワークのアドレスを変更しても、外部に対するIPアドレスは変わらないため、管理が容易になります。
NATの種類
NATにはいくつかの種類があり、用途に応じて使い分けられます。代表的なものには以下があります。
1. スタティックNAT: 1対1のマッピングで、特定のプライベートIPアドレスを特定のグローバルIPアドレスに対応させます。
2. ダイナミックNAT: 使用可能なグローバルIPアドレスのプールから、自動的に割り当てられます。
3. PAT（ポートアドレス変換）: 複数のプライベートIPアドレスを1つのグローバルIPアドレスにマッピングし、異なるポート番号を使って通信を区別します。これが最も一般的なNATの形態です。
まとめ
NATは、プライベートIPアドレスをグローバルIPアドレスに変換する技術であり、ネットワークの効率化やセキュリティ向上に寄与しています。家庭や企業のネットワークで広く使用されており、インターネットの利用に欠かせない要素となっています。NATの理解は、ネットワーク技術を学ぶ上で非常に重要です。
