NATとPATの概要
NATとは、Network Address Translation（ネットワークアドレス変換）の略で、プライベートネットワークとパブリックネットワークを接続するために使用される技術です。NATを使用すると、プライベートネットワーク内の複数のデバイスが、1つのパブリックIPアドレスを共有することができます。NATは、パブリックネットワーク側に配置されたネットワークデバイス（通常はルーター）によって実現されます。デバイスがインターネットに接続すると、NATは送信元のIPアドレスを変換し、パブリックIPアドレスに置き換えます。これにより、パブリックネットワークには、プライベートネットワーク内のデバイスのIPアドレスが直接表示されることはありません。
一方、PAT（Port Address Translation）は、NATの一種で、1つのパブリックIPアドレスを使用して、プライベートネットワーク内の複数のデバイスが同時にインターネットに接続できるようにするための技術です。PATは、送信元IPアドレスだけでなく、送信元ポート番号も変換します。これにより、プライベートネットワーク内の複数のデバイスが、異なるポート番号を使用して、1つのパブリックIPアドレスを介してインターネットにアクセスできるようになります。PATは、NATと同様に、通常はルーターで実現されます。
NATとPATの両方は、セキュリティとプライバシーを向上させることができます。プライベートネットワーク内のデバイスは、インターネット上で直接公開されることがなくなり、セキュリティリスクを減らすことができます。また、プライベートネットワーク内のデバイスのIPアドレスは隠されるため、ハッカーやスパマーなどからの攻撃を受けるリスクが減少します。
NATは、プライベートネットワーク内のデバイスからパブリックネットワークに通信する際に、送信元のIPアドレスを変換して、パブリックネットワーク側で正しくルーティングされるようにする技術です。NATの基本動作は以下の通りです。
- パケットの送信元IPアドレスの変換 プライベートネットワーク内のデバイスがインターネットにアクセスする際に、デバイスから出力されるIPパケットの送信元IPアドレスが、パブリックIPアドレスに変換されます。これにより、パケットがパブリックネットワーク上のルーターに届いたときに、パブリックIPアドレスから正しくルーティングされるようになります。
- パケットの送信元ポート番号の変換 プライベートネットワーク内のデバイスが同時にインターネットにアクセスする場合、パケットの送信元ポート番号が変換されます。これにより、パブリックネットワーク上のルーターがパケットを正しく識別できるようになります。
- パケットの送信先IPアドレスの変換 パケットの送信先IPアドレスは、NATが保持するポートマッピングテーブルを使用して、プライベートネットワーク内のデバイスのIPアドレスに変換されます。これにより、パブリックネットワーク上のルーターが、パケットをプライベートネットワーク内の正しいデバイスにルーティングできるようになります。
- パケットの送信先ポート番号の変換 パケットの送信先ポート番号は、ポートマッピングテーブルを使用して、プライベートネットワーク内のデバイスのポート番号に変換されます。これにより、パブリックネットワーク上のルーターが、パケットをプライベートネットワーク内の正しいデバイスのポート番号にルーティングできるようになります。
NATは、プライベートネットワーク内のデバイスがインターネットにアクセスする際に、送信元のIPアドレスを変換して、パブリックネットワーク
ダイナミックとスターティックNAT
スターティックナットとダイナミックナットは、機械工学や構造工学などで使用される留め具です。両方のナットはボルトまたは軸に取り付けられますが、その動作原理は異なります。
- スターティックナット： スターティックナットは、スレッドの上部に薄いナイロンリングを備えた一般的なナットです。このナイロンリングは、ナットが締まるときにスレッドと一緒に圧縮され、トルクをかけた後でも緩みにくくします。これにより、ナットが動くことなく、ボルトまたは軸が固定されます。スターティックナットは、軽負荷の応用に適していますが、高負荷には不向きです。
- ダイナミックナット： ダイナミックナットは、スターティックナットよりも高負荷の応用に適しています。このナットには、内部のナイロンリングがある場合がありますが、ナットが振動する環境での緩みを防止するために、スプリングまたは別の留め具が追加されます。スプリングがナットの中にある場合、ダイナミックナットは自己締め式ナットとも呼ばれます。このタイプのナットは、軸やボルトが振動する場所で使用されることが多く、機械や自動車、航空機などの高負荷アプリケーションに適しています。
スターティックナットは、取り付け時にトルクレンチを使用することで正確なトルクが得られるため、高い精度で取り付けができます。ダイナミックナットは、ボルトや軸が振動する環境で使用されるため、初期のトルクが重要ではありません。ただし、ダイナミックナットを使用する場合は、定期的な点検が必要です。
NATの設定は、一般的にルーターの管理画面から行われます。以下は、NATの設定方法の一般的な手順です。
- ルーターにログイン まず、ルーターにログインします。ルーターの管理画面には、Webブラウザを使用してアクセスします。管理者パスワードが必要な場合があります。
- NAT設定画面にアクセス 管理画面でNAT設定画面にアクセスします。多くのルーターでは、「ポートフォワーディング」、「NAT設定」、「WAN設定」、「アドレス変換」などのタブがあります。
- ポートフォワーディングの設定 ポートフォワーディングは、ルーターが受信したパケットをプライベートIPアドレスに転送する機能です。ポートフォワーディングを設定するには、外部から接続されるポート番号と、内部のプライベートIPアドレスとポート番号を指定する必要があります。
- ポートトリガリングの設定 ポートトリガリングは、内部から外部への接続時に、動的にポートフォワーディングを設定する機能です。例えば、ゲームのようなプログラムが外部サーバーと通信する際、外部サーバーに接続したときに自動的にポートを開くことができます。
- UPnPの設定 UPnP(Universal Plug and Play)は、自動的にポートを開放するためのプロトコルです。UPnPをサポートするデバイスが自動的にNATルーターのポートを開くことができます。
- DMZの設定 DMZ(Demilitarized Zone)は、プライベートIPアドレスを指定して、外部からのすべてのトラフィックをそのアドレスに転送する機能です。DMZを設定することで、インターネット上の脆弱性を持つデバイスを分離し、ネットワークのセキュリティを高めることができます。
NATの設定は、ルーターの種類やバージョンによって異なる場合があります。具体的な設定方法については、ルーターのマニュアルを参照するか、ルーターのメーカーウェブサイトで確認することができます。
NAT設定コマンド
NATの設定は、ルーターの種類によって異なるため、設定コマンドも異なります。以下は、代表的なルーターの設定コマンドの例です。
Ciscoルーターの場合:
enable
configure terminal
interface <インターフェース名>
ip nat inside
exit
interface <インターフェース名>
ip nat outside
exit
ip nat inside source list <アクセスリスト番号> interface <外部インターフェース> overload
PATの設定コマンド
PATの設定コマンドは、NATの設定コマンドに加えて、Insideグローバルアドレスをオーバーロードする外部インターフェースのアドレス指定が必要です。以下は、代表的なルーターの設定コマンドの例です。
enable
configure terminal
interface <インターフェース名>
ip nat inside
exit
interface <インターフェース名>
ip nat outside
ip nat outside source list <アクセスリスト番号> interface <外部インターフェース> overload
→確認コマンドは以下となります。
show ip nat translations
