NATとは？必要とされる背景や仕組み、NAPTとの違いを図解で解説

このような疑問を持つ人も少なくないでしょう。特にIT担当者やネットワークの管理を任された人にとって、NATは覚えておくべき技術のひとつです。

インターネットの普及とともに、IPアドレスの数は足りなくなってきました。IPアドレスの枯渇問題を解決するために登場したのがNATです。

この記事では、企業ネットワークや家庭用ルーターにも広く使われているNATの仕組みやNAPTとの違いを解説します。

記事を読めば、NATの基本から活用方法まで、初心者でも理解できるようになります。

この記事のポイント

• NATは、通信時にIPアドレスを変換する技術です。
• NAPTは、IPアドレスに加えてポート番号も使って通信を識別します。
• 内部ネットワークと外部との通信を理解する際は、両者の違いを押さえます。

NATは通信時にIPアドレスを変換する技術

ここからは、NATの基本知識について解説します。

概要に加えて必要とされる背景も確認し、NATの理解を深めましょう。

NATの役割はプライベートIPとグローバルIPをつなぐこと

NATは、通信時にIPアドレスを変換する技術の総称です。ポート番号も変換するNAPTでは、複数の内部端末がグローバルIPアドレスを共有して通信できます。

具体的には、内部ネットワークで使われるプライベートIPアドレスと、インターネット上で使うグローバルIPアドレスを変換してつなぐ役割を担っています。

プライベートIPアドレスは、そのままではインターネット上で経路制御されません。NATによるアドレス変換を使って外部と通信できますが、NAT自体は暗号化や安全性を保証する機能ではありません。

限られたグローバルIPを効率的に使いまわせるだけでなく、外部からの不正アクセスも防ぎやすくなるセキュリティ乗の利点もあります。

NATが必要とされる背景

インターネットが普及するにつれ、使用するデバイスの数も急増しました。

パソコンやスマートフォン、タブレットなどのデバイスが増加した結果、IPv4で割り当てられるIPアドレスの数（約43億個）では足りなくなり、深刻なアドレス枯渇問題が発生しました。

IPv4の枯渇問題を解決するための手段として、社内ネットワークではプライベートIPを用い、NATによって必要最小限のグローバルIPで通信を行う方式が採用されるようになりました。

NATの登場は、インターネットの成長と多様化を支える基盤技術のひとつといえるでしょう。

NATとNAPTの違い

基本NATは、内部と外部のIPアドレスを対応付けて変換します。NAPTは、アドレスに加えてポート番号なども使い、複数の通信を区別するNATの方式です。

一方NAPTは、1つのグローバルIPアドレスを複数の内部IPアドレスとポート番号の組み合わせによって管理し、より多くの端末が同時にインターネットを利用できるようにする技術です。

複数端末でアドレスを共有する場合にはNAPTが使われます。単に「NAT」と呼ぶ場合にNAPTを含むことがあるため、本記事では基本NATとNAPTを区別して比較します。

項目	NAT（基本）	NAPT（実質標準）
変換対象	IPアドレス	IPアドレス + ポート番号
同時通信可能端末	制限あり	多数の端末で同時通信が可能
主な用途	単純な1対1変換	家庭や企業ネットワークの多端末接続
使用状況	限られたシーンで利用	一般家庭ルーターや企業LANで広く採用

たとえば家庭内で、スマートフォン・PC・ゲーム機などが同時に通信しているのはNAPTのおかげです。

それぞれの端末は異なるポート番号で識別され、1つのグローバルIPを通して効率よく通信がおこなわれています。

まとめ | NATはネットワーク管理とIP節約に欠かせない基本技術

NATはアドレス変換を行う技術であり、NAPTはポート番号も利用する方式です。アドレス共有と通信の安全性は別の論点として理解しましょう。

IPアドレスの変換によって、プライベートネットワークと外部ネットワークを柔軟につなぎ、セキュリティの強化につながります。

また、現在主流となっているNAPTは、ポート番号も活用することで、1つのグローバルIPを複数端末で同時利用できるようにする仕組みです。

NATとNAPTの違いを押さえ、ネットワークの基礎理解を深めましょう。

用語・提供状況の確認に用いた資料：RFC 3022：Traditional NAT