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NAT — Network Address Translation
concept Network ネットワーク層（レイヤ3、境界） レベル: intermediate / advanced
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構造ビュー（Zoom の階層 §9.2）
用語カード
プライベートIPとグローバルIPを境界で変換する技術。実質はポートも変換するNAPTが主流。
NATは、パケットのIPアドレスを別のアドレスに変換する技術です。代表的な使われ方は、LAN内のプライベートIPを、インターネットとの境界でグローバルIPに変換することです。
実際の家庭・企業環境の多くは、ポート番号も一緒に変換するNAPT（IPマスカレード）です。変換の対応表を持つことで、1つのグローバルIPを多数の端末で共有し、戻りのパケットを正しい端末へ届けられます。
生まれた背景はIPv4アドレスの枯渇対策です。副作用として、外から内側の端末へ直接接続が始まらない、という性質も持ちます。
| 正式名称 | Network Address Translation |
|---|---|
| 略語 | NAT |
| 種別 | concept |
| レイヤ | ネットワーク層（レイヤ3、境界） |
| 何をする | 境界でIPアドレス（とポート）を変換し、プライベートな内部とグローバルな外部をつなぐ。 |
| なぜ必要 | IPv4アドレスが不足する中、多数の端末を少数のグローバルIPでインターネットへ出すため。 |
| どこに存在する | ルーターなど、プライベートネットワークとインターネットの境界に置かれる。 |
| セキュリティ | NATは境界を曖昧にするが、アクセス制御の代替にはならない。外向き開始のみ通る性質を過信しない。 |
| 前提知識 | IP Address |
次に理解すべき概念
通信・利用の例
- 自宅の複数端末が、ISPから配られた1つのグローバルIPを共有する
設定例
家庭用ルーターでは初期状態で有効。設定画面の「NAT」項目
よくある誤解
- NATはセキュリティ機能ではない（結果として内側が見えにくいだけ）
- NATでは送信元ポートも一緒に変換される（NAPT）。IPだけの変換ではないことが多い
このノードへの疑問
What — これは何?
Why — なぜ必要?
How — どうやって動く?
What If — 壊れたら?
情報の根拠（Sources）
- RFC 3022 — Traditional IP Network Address Translator (Traditional NAT) — IETF（rfc）
- RFC 1918 — Address Allocation for Private Internets — IETF（rfc）
事実の根拠は公式文書・RFC を正とし、このサイトの説明・図は独自の教材表現です（§6.8）。
依存・参照関係
Depends On（これに依存している）
- IP Address — ネットワーク上で通信相手を識別するための住所。ネットワーク部とホスト部からなる論理アドレス。
Used By（これに依存しているもの）
なし
References（参照している定義・対象）
- NAT Rule — 「どの通信をどう変換するか」の定義（Policy）。境界のルーターに適用される。
- IP Address — ネットワーク上で通信相手を識別するための住所。ネットワーク部とホスト部からなる論理アドレス。
Referenced By（参照されている）
- Internet — 世界中のネットワーク同士が相互接続した「ネットワークのネットワーク」。単一の管理者はいない。
- NAT Rule — 「どの通信をどう変換するか」の定義（Policy）。境界のルーターに適用される。
その他の関係（型付きエッジ §6.4）
Runtime（実通信での登場場面）
- ブラウザでWebサイトを開くと何が起きる？
ステップ: NATで送信元IPを変換する