NAT（Network Address Translation）とは

NAT（Network Address Translation）

NAT（Network Address Translation：ネットワークアドレス変換）とは、IPアドレスを変換する技術です。具体的には「プライベートIPアドレス」を「グローバルIPアドレス」に変換します。

上記図は左側が「プライベートネットワーク」、右側が「インターネット」をあらわしています。「プライベートネットワーク」と「インターネット」の間にはブロードバンドルータがあり、インターネットサービスプロバイダ（ISP）を利用しているとよくある一般的な形です。

プライベートネットワーク内のコンピュータには「プライベートIPアドレス」、インターネット上での通信には「グローバルIPアドレス」が使用されます。

この「プライベートIPアドレス」と「グローバルIPアドレス」を変換する仕組みがNAT（Network Address Translation）です。

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グローバルIPアドレスとは

グローバルIPアドレスとは、インターネット上で通信するために使用するIPアドレスです。

グローバルIPアドレスは、インターネット上で通信しているコンピュータ（ネットワーク機器）を識別するためのアドレスであり、世界中で必ず一意（重複してはいけない）な値が設定されます。

プライベートIPアドレスとは

プライベートIPアドレスとは、家庭や会社などの組織内のネットワーク（プライベートネットワーク）でのみ使用されるIPアドレスです。

プライベートネットワーク内であればプライベートIPアドレスで通信することができます。しかし、プライベートIPアドレスでは、インターネット上で通信はできません。

プライベートIPアドレスが登場した背景には、IPv4の「IPアドレス枯渇問題」があります。IPアドレス枯渇問題とは、IPアドレスの数が足りなくなるという問題です。

世界中で重複しないように割り当てる必要があるグローバルIPアドレスとは違い、プライベートIPアドレスは、組織内（プライベートネットワーク）で重複しなければよいのです。

上記図のように「プライベートネットワークA」と「プライベートネットワークB」のコンピュータには同じプライベートIPアドレスが付与されています。このようにIPアドレスを節約できる仕組みがプライベートIPアドレスです。

ネットワークアドレス変換（NAT:Network Address Translation）の仕組み

NATの仕組みは、プライベートネットワーク内のコンピュータがインターネット上にアクセスする際に、「プライベートネットワーク」と「インターネット」の間にあるブロードバンドルータが「プライベートIPアドレス」を「グローバルIPアドレス」に変換します。

プライベートIPアドレスでは、インターネット上で通信はできません。NAT機能でプライベート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に接続することができます。

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ただし、NAT機能はあくまでもプライベートIPアドレスとグローバルIPアドレスを1対1で変換するもの。同時にアクセスしたい場合は、端末の数だけグローバルIPアドレスが必要です。

この問題点を解消したアドレス変換の仕組みがNAPT（Network Address Port Translation）です。

NAPT（Network Address Port Translation）

NAPT（Network Address Port Translation）とは、NATの問題点を解消したネットワークアドレス変換技術です。別名 PAT（Port Address Translation）や IPマスカレードと呼ばれています。

NATの仕組みでは「プライベートIPアドレス」を「グローバルIPアドレス」に変換していました。

NATの問題を解消したNAPTでは、プライベートIPアドレスとグローバルIPアドレスの1対1の変換に加え、ポート番号も変換してプライベートIPアドレスとグローバルIPアドレスを多対1に変換することを可能としています。

上記のイメージ図では、次の通りにアドレス変換し複数のコンピュータがインターネットに接続しています。

※IPアドレスとポート番号はあくまでも例です。