NAT (ネットワーク アドレス変換)

NAT (ネットワーク アドレス変換) を理解する: プロキシ ユーザー ガイド

ああ、ネットワーク アドレス変換 (NAT) は、現代のネットワークの陰の功労者です。自宅のネットワークから Web を閲覧したり、オンライン ゲームをプレイしたり、あるいは単に電子メールをチェックしたりしたことがあるなら、知らないうちに NAT と関わっていることになります。NAT は高級クラブの用心棒のようなもので、パーティー (ネットワーク) がスムーズに進むようにしながら、適切なゲスト (パケット) だけが出入りできるようにします。

NAT とは何か、どのように動作するのか、そしてプロキシ ユーザーにとってなぜ重要なのかを詳しく見ていきましょう。

NAT とは何ですか?

NAT は、本質的には、プライベート (グローバルに一意ではない) IP アドレスをパブリック IP アドレスに変換したり、その逆を行ったりするために使用される方法です。この変換により、ローカル ネットワーク上の複数のデバイスが 1 つのパブリック IP アドレスを共有できるようになります。これは、利用可能な IPv4 アドレスの限られたプールを節約するのに特に役立ちます。

NAT の主な機能:

1. 住所の保存: 複数のデバイスが単一の IP アドレスを共有できるようにすることで、NAT はグローバル IPv4 アドレス空間を節約します。
2. 安全NAT は内部ネットワークとインターネット間の障壁として機能し、内部 IP アドレスを外部ネットワークから隠します。
3. ルーティング: IP パケットのヘッダー情報を変更して、パケットが目的の宛先に確実に到達できるようにします。

NATの種類

1. 静的NAT: プライベート IP アドレスとパブリック IP アドレスの 1 対 1 のマッピング。固定のパブリック IP を必要とするサーバーでよく使用されます。
2. ダイナミックNAT: プライベート IP アドレスをパブリック アドレス プールのパブリック IP アドレスにマッピングします。マッピングは時間の経過とともに変更される可能性があります。
3. PAT (ポートアドレス変換): NAT オーバーロードとも呼ばれ、ローカル ネットワーク上の複数のデバイスを、異なるポート番号を使用して 1 つのパブリック IP アドレスにマッピングできるようにします。これは、ホーム ネットワークで使用される最も一般的な形式です。

NATタイプの比較表

NAT の仕組み: 構造化された例

3 台のコンピューター (PC1、PC2、PC3) が 1 つのパブリック IP アドレス (203.0.113.5) を持つルーターに接続されている小さなオフィスを想像してください。各デバイスにはプライベート IP があります。

• PC1: 192.168.1.2
• PC2: 192.168.1.3
• PC3: 192.168.1.4

PC1 がインターネットに要求を送信する場合、プロセスは次のようになります。

1. リクエスト: PC1 はルータにパケットを送信します。パケットの送信元 IP は 192.168.1.2 です。
2. 翻訳: ルータは送信元 IP (192.168.1.2) をパブリック IP (203.0.113.5) に置き換え、使用されたポート番号を記録します。
3. 転送: パケットはインターネット上の宛先サーバーに送信されます。
4. 応答: サーバーは 203.0.113.5 に応答します。
5. 逆翻訳: ルータはパケットを受信し、変換テーブルをチェックし、パケットを PC1 (192.168.1.2) に転送します。

このプロセスにより、1 つのパブリック IP アドレスのみを使用して、複数のデバイスがインターネット経由で通信できるようになります。

実際の使用例: プロキシ ユーザー向けの NAT

中小企業がインターネット アクセスにプロキシ サーバーを使用するシナリオを考えてみましょう。プロキシは、他のサーバーからリソースを求めるクライアントからの要求を仲介する役割を果たします。ここで NAT が役立ちます。

シナリオあるマーケティング会社では、プロキシ サーバーを使用してインターネット トラフィックを効率的に管理しています。この会社には、ローカル ネットワーク内のさまざまなデバイス (ラップトップ、デスクトップ) から作業する複数の従業員がおり、全員がインターネットにアクセスする必要があります。

• NAT の役割: オフィス ネットワークは、単一のパブリック IP アドレスで構成されています。NAT により、プロキシ サーバーは、個々のプライベート IP アドレスを公開することなく、複数の従業員からの要求を処理できます。これにより、社内ネットワークが保護されるだけでなく、プロキシを介してインターネット アクセスを監視および制御することもできます。

• 利点: 外部サーバーはプロキシのパブリック IP アドレスのみを認識するため、マーケティング会社はセキュリティの向上というメリットを得られます。さらに、プロキシ サーバーにキャッシュを実装できるため、NAT によって帯域幅の使用が最適化され、同じリソースを繰り返しダウンロードする必要性が減ります。

本質的に、NAT はデジタル環境、特にプロキシ ユーザーにとって不可欠なコンポーネントです。NAT は貴重な IP アドレスを保護するだけでなく、セキュリティとネットワーク効率も向上させます。そのため、次回 Web を閲覧するときは、舞台裏で NAT が精力的に働いて、情報を安全に保ち、接続をスムーズにしていることを思い出してください。まるで高級クラブのよく整備された機械のようです。