【サーバーNo.443】今更聞けない!NATをサクッと解説

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NATとは?

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1つのグローバルIPアドレスを共有し、インターネットに接続できます。企業や家庭のネットワークで広く利用されています。

わかりやすい具体的な例

わかりやすい具体的な例1

例えば、会社のオフィスを想像してください。オフィス内の全てのパソコンは、社内ネットワークを通じてインターネットに接続します。しかし、インターネットに接続するためのグローバルIPアドレスは1つだけです。このとき、NATは各パソコンのプライベートIPアドレスをグローバルIPアドレスに変換し、適切に通信できるようにします。

sequenceDiagram participant 内部PC participant NATルーター participant インターネット 内部PC->>NATルーター: 192.168.1.2 からリクエスト NATルーター->>インターネット: グローバルIP 203.0.113.5 で送信 インターネット->>NATルーター: 応答を返す NATルーター->>内部PC: 192.168.1.2 に応答を転送

このように、NATルーターは、内部のIPアドレスを外部のグローバルIPアドレスに変換し、通信を適切に処理します。

わかりやすい具体的な例2

家庭のWi-Fiを考えてみましょう。自宅のWi-Fiにスマホやパソコンを接続すると、各デバイスには異なるプライベートIPアドレスが割り当てられます。しかし、インターネットに接続する際は、ルーターがNATを利用し、一つのグローバルIPアドレスを使用して外部と通信します。

sequenceDiagram participant スマホ participant ルーター participant インターネット スマホ->>ルーター: 192.168.0.10 からリクエスト ルーター->>インターネット: グローバルIP 198.51.100.1 で送信 インターネット->>ルーター: 応答を返す ルーター->>スマホ: 192.168.0.10 に応答を転送

このように、家庭のルーターはNAT機能を利用して、インターネットとの通信を管理しています。

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NATはどのように考案されたのか

1990年代に入り、インターネットの普及と共に、IPv4アドレスの枯渇が問題となりました。この問題を解決するために考案されたのがNAT技術です。

flowchart TD; A[IPv4アドレス枯渇] -->|対策| B[NATの導入] B -->|変換| C[プライベートIPアドレス利用] C -->|通信管理| D[NATルーター]

考案した人の紹介

NAT技術は、Cisco Systemsの研究者により考案されました。特に、Paul Francis氏がNATの初期概念を提案し、ネットワーク業界に大きな影響を与えました。

考案された背景

1990年代後半、インターネットの急速な普及により、IPv4アドレスの不足が深刻化しました。IPv6の導入が進められる一方、即座の解決策が求められていました。そこで登場したのが、NAT技術であり、既存のIPv4環境でアドレスを有効に活用する手段として広まりました。

NATを学ぶ上でつまづくポイント

NATには、静的NAT・動的NAT・NAPTなどの種類があり、それぞれの違いを理解することが重要です。また、NATによるセキュリティのメリットとデメリットを正しく把握する必要があります。

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まとめ

NATは、IPv4アドレスの不足を解決するために不可欠な技術です。家庭や企業ネットワークの通信を最適化し、セキュリティを向上させる役割も果たします。

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