「社内のパソコンはプライベートIPアドレスなのに、なぜインターネットに接続できるのだろう」
その疑問を理解するうえで重要なのがNATです。
NATは、社内ネットワークで使うプライベートIPアドレスと、インターネット側で使うグローバルIPアドレスの間でアドレスを変換する仕組みです。
この記事では、NATの基本的な役割と通信の流れ、NAPTとの違いを初心者向けに整理します。
NATとは
NATは「Network Address Translation」の略で、IPアドレスを変換する仕組みです。
IPアドレスには、大きく分けて次の2種類があります。
- プライベートIPアドレス：社内や家庭内など、限られたネットワークの中で使うIPアドレス
- グローバルIPアドレス：インターネット上で通信するときに使うIPアドレス
多くの社内ネットワークでは、PCにプライベートIPアドレスが割り当てられています。
ただし、プライベートIPアドレスは、そのまま公共のインターネット上で使うことはできません。
そこでルーターなどの機器がNATを使い、社内側のプライベートIPアドレスをインターネット側で使えるグローバルIPアドレスへ変換します。
つまりNATは、社内ネットワークとインターネットの間でIPアドレスを変換する橋渡し役です。
IPアドレスそのものをまだ整理できていない場合は、「IPアドレスとは？」もあわせて確認すると理解しやすくなります。
NATはなぜ必要なのか
IPv4で使えるグローバルIPアドレスの数には限りがあります。
もし社内のPC1台ごとにグローバルIPアドレスを用意すると、多くのアドレスが必要になります。
そこで社内ではプライベートIPアドレスを使い、インターネットへ出るときだけルーター側でアドレスを変換します。
さらに、家庭や企業で一般的に使われるNAPTでは、複数の端末の通信を1つのグローバルIPアドレスで区別できます。
そのため、社内に多くのPCがあっても、それぞれに1つずつグローバルIPアドレスを用意する必要はありません。
NATの仕組み
NATを使った通信の流れは、次のように考えると分かりやすいです。
- 社内PCがインターネット上のWebサイトなどへ通信を送る
- ルーターが送信元のIPアドレスを変換する
- 変換された通信がインターネットへ送られる
- インターネットから応答が返ってくる
- ルーターが対応する社内PCへ通信を戻す
ポイントは、ルーターが変換した通信を管理し、返ってきた通信を正しい端末へ戻していることです。
細かいパケット構造まで覚える必要はありません。
まずは、
行き：社内のアドレスを変換して外へ出す
戻り：返ってきた通信を元の端末へ戻す
という流れを理解しておけば十分です。
NATとNAPTの違い
NATについて調べると、よく一緒に出てくるのがNAPTです。
NATとNAPTは似ていますが、厳密には役割が異なります。
- 狭義のNAT：IPアドレスを変換する仕組み。基本的には1対1でアドレスを対応させる
- NAPT：IPアドレスに加えてポート番号も使い、複数端末の通信を1つのグローバルIPアドレスで区別する
たとえば、社内に複数のPCがあるとします。
狭義のNATでPCごとに1つのグローバルIPアドレスを割り当てると、多くのグローバルIPアドレスが必要です。
一方、NAPTではポート番号も使って通信を区別するため、複数のPCが1つのグローバルIPアドレスを共有できます。
家庭用ルーターや中小企業向けルーターでは、NAPTの仕組みも含めて「NAT」と呼んでいることがあります。
そのため実務では、技術的にはNATとNAPTは区別されるが、広い意味ではNAPTも含めてNATと呼ぶことがあると理解しておけば十分です。
同種の仕組みを「PAT」や「IPマスカレード」と呼ぶ場合もあります。
ポート番号について詳しく知りたい場合は、「ポート番号とは？」も参考にしてください。
NATとファイアウォールは何が違う？
NATと混同されやすいのが、ファイアウォールです。
役割は次のように異なります。
- NAT：IPアドレスなどを変換する
- ファイアウォール：通信を許可するか拒否するかを判断する
NATは、あくまでアドレスを変換する仕組みです。
「この通信は危険だから拒否する」と判断することが本来の役割ではありません。
NATを利用している環境では、外部から社内PCへ直接通信しにくい構成になることがありますが、それだけで「安全」と考えるのは危険です。
実際のネットワークでは、ファイアウォールなどのセキュリティ機能と組み合わせて通信を制御します。
詳しくは「ファイアウォールとは？」も参考にしてください。
社内IT担当がNATを知っておくと役立つ場面
NATの仕組みを理解していると、ネットワーク関連のトラブルや設定の話を整理しやすくなります。
インターネット接続トラブルの切り分け
インターネットにつながらないとき、「PC側の問題なのか」「社内ネットワークの問題なのか」「ルーターより先の問題なのか」と通信経路を分けて考える必要があります。
NATだけで原因を特定できるわけではありませんが、ルーターを境に社内側とインターネット側を整理するための基礎知識になります。
プライベートIPとグローバルIPを区別するとき
ベンダーや通信事業者から「グローバルIPを確認してください」と言われることがあります。
このときNATを理解していれば、PCに表示されているプライベートIPアドレスと、インターネット側で使われるグローバルIPアドレスが別物だと判断できます。
ポート開放や外部公開の話が出たとき
社外から社内のサーバーや機器へアクセスさせる場合、ルーター側で通信先を指定する設定が必要になることがあります。
このとき、NAPTやポート番号の考え方が分かっていると、ベンダーや管理者から説明された内容を理解しやすくなります。
ただし、外部公開はセキュリティにも関わるため、仕組みを理解しただけで自己判断して設定を変更するのではなく、社内ルールや管理者の指示に従いましょう。
VPNやルーターの設定を見るとき
VPNやルーターの管理画面では、「NAT」という言葉がよく登場します。
自分で設定変更をしなくても、「これはIPアドレス変換に関する設定だ」と分かるだけで、マニュアルやベンダーの説明を理解しやすくなります。
NATはIPv6でも必ず必要？
NATはIPv4環境で広く使われていますが、インターネット接続に必ず必要な仕組みではありません。
IPv6では、IPv4よりも非常に多くのIPアドレスを利用できるため、IPv4のようにアドレス不足を補う目的でNATを使う必要はありません。
そのため、「インターネット接続には必ずNATが必要」と覚えないことが大切です。
実際のネットワーク構成は環境によって異なります。
まとめ
NATは、IPアドレスを変換する仕組みです。
多くのIPv4環境では、社内PCが持つプライベートIPアドレスをルーター側で変換することで、インターネットとの通信を実現しています。
また、家庭や企業で一般的に使われているのは、ポート番号も利用して複数端末の通信を区別できるNAPTです。
覚えておきたいポイントは次の3つです。
- NATはIPアドレスを変換する仕組み
- NAPTはポート番号も使って複数端末の通信を区別する
- NATとファイアウォールは役割が異なる
社内IT担当としては、細かい設定方法を暗記する必要はありません。
まずは、**「社内PCの通信がルーターで変換されてインターネットへ出ている」**という流れを理解しておけば十分です。
このイメージを持っているだけでも、ネットワークトラブルやルーター設定の説明を理解しやすくなります。