【ネットワーク】ＮＡＴ

概要

ＮＡＴ（Network Address Translator）はローカルネットワークではプライベートＩＰアドレスを使用し、インターネットへ接続する時にはグローバルＩＰアドレスへ変換して利用する機能を言います。これに加えてポート番号も変更する機能をＮＡＰＴ（Network Address  Ports Translator）と言い、モバイルルーターやテザリングなどで利用されています。

通常ＮＡＴというとＮＡＰＴを指し、ポート変更機能を持たないＮＡＴを指す場合にはベーシックＮＡＴと呼ばれます。これらはＩＰｖ４でのアドレス枯渇問題のために生まれた技術ですが、ＩＰｖ６でもセキュリティ向上やＩＰｖ４とＩＰｖ６で相互通信する際に利用されます。

ＮＡＰＴの仕組み

ＮＡＰＴは下図のような仕組みで成り立っており、クライアントから送信されたパケットのＩＰアドレスをＮＡＰＴ対応ルーターで変換して送信しています。それだけでは複数のクライアントを識別できないのでクライアント毎にポート番号も変換する事で、ＴＣＰ及びＵＤＰの通信上別の通信として認識する事が出来ています。

ルーターの変換テーブルは基本的に自動で作成され、ＴＣＰの場合コネクション確立を意味するＳＹＮパケットが流れたときに作成され、終了のＦＩＮパケットの確認応答がされれば消去されます。

ＮＡＴの問題点と解消

ＮＡＴには変換テーブルを使用しているためいくつかの問題点があります。これらを解決するためには「ＩＰｖ６への移行」や「ＮＡＴの外側から接続するＮＡＴ越え」などを行う必要があります。

• ＮＡＴの外側からサーバ接続できない
• テーブル作成及び変換処理のオーバーヘッド発生
• 通信中にＮＡＴの異常で再起動するとすべてのＴＣＰコネクションがリセットされる
• 冗長化しても切り替え時にコネクションが切断する。

ＣＧＮ（Carrier Grade NAT）

ＣＧＮはＩＳＰ（Internet Service Provider）単位でＮＡＴを行う技術で、ＩＳＰは顧客にプライベートアドレスを配布してインターネットに接続する際に「顧客のプライベートＩＰアドレス→ＩＳＰのプライベートＩＰアドレス」、「ＩＳＰのプライベートＩＰアドレス→グローバルＩＰアドレス」と変換処理を行う事で少数のＩＰｖ４アドレスで多数の顧客に対応する事が出来ます。前者の変換は顧客側のＮＡＴで実施され、後者の変換はＩＳＰのＣＧＮ装置で変換されます。