NATとは何ですか、どのように機能し、なぜ使用されるのですか？

IPアドレスと呼ばれるものを聞いたことがあるかもしれませんが、聞いたことがない場合は、概念を説明する記事を読むことから始めてください。ただし、NAT（ネットワークアドレス変換）に関するこの記事では、IPアドレスが制限されていることを知っておく必要があります。また、同じIPアドレスを持つ2つのデバイスをネットワーク上に配置することはできません。

問題は、ホームネットワークやインターネット上のコンピュータなど、さまざまなネットワークが必然的に同じIPアドレスを持っているか、ネットワークアドレスの設定方法に非互換性があることです。 NATは、IPアドレスの不足と、相互に通信する必要のある互換性のないネットワークの両方の問題を解決しました。

ほとんどの場合、心配する必要はありませんが、インターネットの問題は、NATがうまくいかなかった結果である場合があります。したがって、NATとは何か、NATがどのように機能するかについての基本的な理解があると、問題の解決に役立ちます。

NATはどこで発生しますか？

私たちのような通常のユーザーの場合、NATはルーターによって処理されるジョブです。ルーターには、サービスプロバイダーによって割り当てられたIPアドレスがあります。これは、インターネットの他の部分が認識しているアドレスです。ホームネットワーク上のすべてのデバイスにはプライベートIPアドレスが割り当てられており、これを使用して相互に通信します。

ネットワーク上のデバイスが外界と通信したい場合、ルーターがその代わりになります。ルーターにはパブリックIPアドレスがあり、他の誰もがそれを見ることができます。どのプライベートIPアドレスがどのトラフィックを要求したかを追跡し、データパケットが適切なデバイスにルーティングされていることを確認します。

プライベートとパブリックIPアドレス

遭遇するNATの種類に入る前に、プライベートIPアドレスとパブリックIPアドレスについてすばやく話し合うことをお勧めします。

慣例により、特定の範囲のIPアドレスは特定の目的のために予約されています。パブリックIPアドレスは、ルーターやWebサーバーなどのインターネットに接続するデバイス用に予約されています。 ISPはパブリックIPアドレスをルーターに割り当てます。これは、Web上のすべての部外者が見るアドレスです。通常、プライベートインターネットアドレスは192.168.0.Xや10.1.1.Xのようなものですが、これはルーターごとに異なります。プライベートアドレスはプライベートネットワーク内で一意である必要がありますが、プライベートネットワーク間でほぼ確実に同じです。

上記のように、パブリックIPアドレスは、インターネット上の他のすべての人に見られるアドレスです。 Webサイトにアクセスすると、ブラウザはそのパブリックIPアドレスに接続されます。通常、ホームルーターは、ホームルーターによって開始されていないパブリックIPアドレスを介した直接アクセスを許可しません。つまり、友だちのルーターの公開アドレスを入力して、友だちのネットワーク上のデバイスにアクセスすることはできません。

ただし、ビデオゲームコンソールなどの一部のWebサービスおよびデバイスでは、より寛大なアプローチが必要です。ここで、さまざまなNATタイプが登場します。多くの場合、接続のNATタイプが、使用しようとしているサービスのタイプに対して間違っていることが原因で問題が発生します。次に、NATタイプについて詳しく説明します。

NATタイプ

NATとは何かという基本的な考え方はそれほど複雑ではありませんが、実際には、NATが実際にどのように機能するかには多くのニュアンスがあります。さまざまな変換ニーズに適したさまざまなタイプのNATがあります。

静的NAT

NATの静的スタイルは、1つの特定のプライベートIPアドレスを特定のパブリックIPアドレスにマップします。静的NATを使用すると、パブリックアドレスにマップされたデバイスに直接アクセスできます。

これは、プライベートネットワークの一部でもあるWebサーバーに使用されるNATのタイプです。この静的マップを介してサーバーにアクセスする場合、プライベートネットワーク上の他のデバイスにもアクセスできません。ただし、サーバー自体は、プライベートネットワーク上のデバイスと問題なく通信できます。

動的NAT

ダイナミックNATは、プライベートネットワーク上のデバイスに動的に割り当てるパブリックIPアドレスのプールがある場合に使用されます。

これは、ネットワークの外部からのWebサーバーアクセスには使用されません。代わりに、プライベートネットワーク上のデバイスが、プライベートネットワーク上にないインターネットまたは別のリソースにアクセスする場合、プール内のパブリックIPアドレスの1つが割り当てられます。

NAT過負荷（PAT）

静的NATと動的NATの両方の要素を使用する場合、NATオーバーロードスタイルは最も一般的な形式であり、ほとんどのホームルーターが使用するものです。これは、他の名前の中でも特にポートアドレス変換（PAT）を使用したNATとして知られています。

ほとんどの場合、ルーターには1つのパブリックIPアドレスが割り当てられていますが、ネットワーク上のすべてのデバイスがインターネットアクセスを必要としている可能性があります。 NATオーバーロードを使用して、ルーターはパブリックIPアドレスとサーバーのパブリックIPアドレスの間に接続を設定します。次に、パケットをサーバーに送信しますが、戻り先のポートも割り当てます。

これは、どのパケットがプライベートネットワーク上のどのIPアドレスを対象としているかを知るのに役立ちます。ちなみに、これはプロセスのPAT部分です。

独自のNATタイプ

物事をさらに混乱させるために、一部の企業は、物事に独自のNAT分類を打ち込むことにしました。これは主にゲーム機に当てはまります。ネットワークテストを行うと、NATタイプ2やNATタイプDなどを使用していることがわかります。

これらの分類はコンソールまたはデバイスメーカーに固有のものであり、各分類が実際に何を意味するかを理解するには、公式ドキュメントを確認する必要があります。

NAT問題の一般的な修正

ほとんどの場合、ほとんどの人にとって、NATは完全に完全に透過的に機能します。ただし、誤動作したり、邪魔になったりすることがあります。

繰り返しになりますが、ゲーム機では問題が発生する可能性が最も高くなります。これは、一部のサービスでは、通常、標準のNAT構成では許可されていないため、外部からのパブリックIPアドレスへのアクセス要求を受け入れるためにネットワークが必要になるためです。幸いなことに、NATの制限を緩和し、着信接続を許可するための一般的な修正がいくつかあります。

まず、ルーターにアクセスし（マニュアルに従って）、UPnP（ユニバーサルプラグアンドプレイ）がオンになっているかどうかを確認します。この機能により、ローカルネットワーク上のアプリケーションは、ネットワーク設定をいじくり回すことなく、ポートを自動的に転送できます。マルウェアなど、ネットワーク上の悪意のあるソフトウェアもUPnPを利用する可能性があることに注意してください。この機能を使用する場合は、デバイスがすべてスキャンされ、クリアされていることを確認してください。

手動でポート転送を行うオプションもあるので、それほど厳密でない接続が必要なデバイスは、ケースバイケースで接続を取得できます。

それは自然だけです

開始するためにNATとは何かについて知る必要があるのはこれだけです。 NATがどのように機能するかについての本当の要点はすぐに複雑になる可能性がありますが、NATが高レベルで何をするのか、なぜそれが時々うまくいかないのかを理解している限り、実行時に特定の修正が機能する理由と機能しない理由も理解できます。ネットワークの問題に。