NAPT：複数の端末で1つのIPアドレスを共有

NAPT：複数の端末で1つのIPアドレスを共有

NAPTとは

– NAPTとはインターネットへの接続には、世界中で唯一の番号であるグローバルIPアドレスが必要です。しかし、グローバルIPアドレスは数が限られているため、すべての機器に個別に割り当てることは現実的ではありません。そこで、複数の機器で1つのグローバルIPアドレスを共有するための技術がNAPTです。NAPTは、家庭や企業などの閉じたネットワーク（LAN）内で、複数のコンピューターやスマートフォンなどの機器が、1つのグローバルIPアドレスを使ってインターネットに接続できるようにする技術です。NAPTを使用すると、LAN内の各機器は、プライベートIPアドレスと呼ばれる、LAN内だけで有効なアドレスが割り当てられます。そして、インターネットにアクセスする際には、NAPT機能を持つルーターが、プライベートIPアドレスとポート番号を組み合わせた情報に変換して、1つのグローバルIPアドレスから送信します。この技術により、限られた数のグローバルIPアドレスを有効活用し、多くの機器をインターネットに接続することが可能になります。また、LAN内の機器は、外部から直接アクセスされないため、セキュリティ面でも有効です。

プライベートアドレスとグローバルアドレス

複数のコンピューターが接続された家庭内や社内などのネットワークを構築する際には、それぞれのコンピューターに住所となるIPアドレスを割り当てる必要があります。このネットワークは、限られた範囲の機器だけが接続することを許可された、いわば閉鎖されたネットワークであり、ローカルエリアネットワーク（LAN）と呼ばれます。

LANに接続されたコンピューターには、プライベートIPアドレスと呼ばれる、LAN内だけで有効なアドレスが割り当てられます。このプライベートIPアドレスは、インターネット上の他のコンピューターからはアクセスできません。インターネットに接続するためには、グローバルIPアドレスと呼ばれる、世界中で一意に割り当てられたアドレスが必要となります。

しかし、グローバルIPアドレスは数が限られているため、すべてのコンピューターに個別に割り当てることは現実的ではありません。そこで活躍するのがNAPT（Network Address Port Translation）という技術です。NAPTは、プライベートIPアドレスとグローバルIPアドレスを変換することで、複数のコンピューターが1つのグローバルIPアドレスを共有してインターネットにアクセスすることを可能にします。

具体的には、LAN内のコンピューターがインターネット上のサーバーにアクセスする際、コンピューターから送信されたデータはまずNAPT機能を持つルーターに届きます。ルーターは、送信元のプライベートIPアドレスとポート番号を、自身が保持するグローバルIPアドレスと空いているポート番号に変換して、サーバーに転送します。そして、サーバーからの返信がルーターに届くと、今度は逆にグローバルIPアドレスとポート番号から、元のプライベートIPアドレスとポート番号に変換して、LAN内のコンピューターに返します。

このように、NAPTはアドレス変換機能によって、限られた数のグローバルIPアドレスを有効活用し、複数のコンピューターが同時にインターネットにアクセスできるようにする重要な役割を果たしています。

NAPTの仕組み

– NAPTの仕組み
NAPT（Network Address Port Translation）は、社内ネットワークのような、グローバルIPアドレスを直接割り当てられていない環境からインターネットにアクセスする際に利用される技術です。

社内ネットワーク内のコンピューターは、それぞれプライベートIPアドレスとポート番号を持っています。インターネットにアクセスする際、これらの情報がそのまま外部に送信されると、どのコンピューターからの通信なのかを特定することができません。そこで、NAPT対応機器（ルーターなど）が、発信元のプライベートIPアドレスとポート番号を、自身のグローバルIPアドレスと未使用のポート番号に置き換えて送信します。

インターネット上のサーバーは、NAPT対応機器のグローバルIPアドレスとポート番号を見てデータを送信します。NAPT対応機器は、受信したデータの宛先ポート番号を参照し、対応するプライベートIPアドレスとポート番号にデータを転送します。このように、NAPTは、複数のコンピューターで1つのグローバルIPアドレスを共有しながら、それぞれが独立してインターネットにアクセスすることを可能にしています。

NAPTを利用することで、グローバルIPアドレスの枯渇問題を緩和できるだけでなく、社内ネットワークを外部から隠蔽し、セキュリティを高める効果もあります。

NATとの違い

– NATとの違いインターネットへの接続において、プライベートIPアドレスをグローバルIPアドレスに変換する技術は欠かせないものとなっています。その中でも、NAT（ネットワークアドレス変換）とNAPT（ネットワークアドレスポート変換）は、よく似た技術ですが、その仕組みには大きな違いがあります。NATは、プライベートIPアドレスとグローバルIPアドレスを1対1で変換する技術です。例えば、社内ネットワーク内のパソコンがインターネットにアクセスする際、NATは、そのパソコンのプライベートIPアドレスを、予め設定されたグローバルIPアドレスに変換して外部に送信します。この仕組みによって、外部からは、あたかも1台の機器がインターネットに接続しているように見えます。一方、NAPTは、複数のプライベートIPアドレスとポート番号の組み合わせを、1つのグローバルIPアドレスと複数のポート番号の組み合わせに変換する技術です。つまり、複数の機器が同じグローバルIPアドレスを使用していても、ポート番号によってそれぞれの通信を区別することができるのです。この違いにより、NATでは、1つのグローバルIPアドレスにつき1台の機器しかインターネットに接続できません。しかし、NAPTでは、複数の機器が同時にインターネットに接続することが可能となります。現在では、限られたグローバルIPアドレスを有効活用するために、NAPTが主流となっています。

NAPTのメリット

– NAPTのメリットNAPT（Network Address Port Translation）は、複数の端末が1つのグローバルIPアドレスを共有してインターネットに接続することを可能にする技術です。この技術には、多くの利点があります。まず、NAPTの最大の利点は、グローバルIPアドレスを節約できることです。インターネット上の各端末には、固有のIPアドレスが必要です。しかし、世界中の端末に個別のグローバルIPアドレスを割り当てることは、IPアドレスの枯渇問題を引き起こす可能性があります。NAPTを使用すると、企業や家庭内などの限られたネットワーク内では、プライベートIPアドレスを使用し、インターネットに接続する際に1つのグローバルIPアドレスを共有することができます。これにより、限られた数のグローバルIPアドレスを有効活用することが可能になります。さらに、NAPTはセキュリティの向上にも貢献します。NAPTでは、インターネット上の端末からは、プライベートIPアドレスを持つ端末を直接見ることができません。これは、外部からの攻撃から内部の端末を守ることができるため、セキュリティリスクを低減することにつながります。また、NAPTは、IPアドレスの設定を容易にするというメリットもあります。NAPTを使用しない場合、ネットワーク内の各端末にグローバルIPアドレスを設定する必要があります。しかし、NAPTを使用すると、グローバルIPアドレスの設定は、NAPT機能を持つルータなどの1つの機器に対してのみ行えばよくなります。これにより、ネットワーク管理者の負担を軽減し、設定ミスなどのトラブルを減らすことができます。このように、NAPTは、グローバルIPアドレスの節約、セキュリティの向上、設定の容易化など、多くのメリットを提供します。これらのメリットにより、NAPTは、現代のインターネット環境において不可欠な技術となっています。

まとめ

「ネットワークアドレス変換」を略して「NAPT」と呼びます。これは、インターネットが普及する中で、世界中で使用できるIPアドレスが足りなくなる問題を解決するために広く使われている技術です。

インターネット上のそれぞれの機器を識別するために必要なIPアドレスは、世界中で共通の番号です。しかし、インターネットに接続する機器が爆発的に増えたため、このIPアドレスが足りなくなってきています。

そこで登場したのがNAPTです。NAPTを使うと、限られた数のIPアドレスを複数の機器で共有することができます。例えば、自宅や会社にあるたくさんのパソコンやスマートフォンなどの機器は、それぞれが直接インターネットに接続するのではなく、まずルーターに接続します。このルーターがNAPT機能を持っていることで、複数の機器からの通信を1つのIPアドレスにまとめて、インターネットに接続することができるのです。

このように、NAPTは、限られたIPアドレスを有効活用することで、多くの機器をインターネットに接続することを可能にしています。この技術のおかげで、私たちは自宅やオフィスで、快適にインターネットを楽しむことができるのです。