NATとは何か？初心者向けに仕組みをわかりやすく解説

ITインフラ
この記事は約10分で読めます。

この記事の最終更新日: 2026年5月24日

インターネットやネットワークを勉強していると、NATという言葉がよく出てきます。

たとえば、次のような場面です。

  • 自宅のWi-Fiにつないだパソコンやスマホがインターネットに接続できる
  • 複数の端末が1つの回線で同時に通信できる
  • オンラインゲームやビデオ通話で「NATタイプ」が表示される
  • サーバー公開やポート開放の設定でNATが関係する

NATは、ネットワークの中でも非常に重要な仕組みです。

この記事では、初心者向けにNATとは何か、なぜ必要なのか、どのように通信しているのかをわかりやすく解説します。

NATとは？

NATとは、Network Address Translationの略です。

日本語では、ネットワークアドレス変換と呼ばれます。

簡単に言うと、NATは

IPアドレスを別のIPアドレスに変換する仕組み

です。

特に多いのは、家庭や会社のネットワーク内で使われるプライベートIPアドレスを、インターネット上で使えるグローバルIPアドレスに変換するケースです。

NATを理解するために必要な2種類のIPアドレス

NATを理解するには、まず次の2つのIPアドレスを知っておく必要があります。

種類説明例
プライベートIPアドレス家庭内や社内ネットワークで使うIPアドレス192.168.1.10
グローバルIPアドレスインターネット上で使うIPアドレス203.0.113.10

自宅のWi-Fiに接続しているスマホやパソコンには、多くの場合、次のようなIPアドレスが割り当てられています。

192.168.1.5
192.168.1.8
192.168.1.12

これらはプライベートIPアドレスです。

プライベートIPアドレスは、自宅や会社の中では使えますが、そのままインターネット上では使えません。

そこで登場するのがNATです。

NATの役割

NATの主な役割は、次のとおりです。

家庭内・社内の端末がインターネットへ出るときに、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こと

たとえば、自宅のパソコンからWebサイトにアクセスするとします。

パソコン
192.168.1.10

↓

ルーター

↓

インターネット

このとき、パソコンのIPアドレスである 192.168.1.10 はインターネット上では使えません。

そのため、ルーターがNATを使って、次のようにIPアドレスを変換します。

変換前：192.168.1.10
変換後：203.0.113.10

つまり、外部のWebサイトから見ると、通信元はパソコンではなく、ルーターのグローバルIPアドレスに見えます。

身近な例で考えるNAT

NATは、会社の代表電話に例えるとわかりやすいです。

会社にはたくさんの社員がいます。

しかし、外部の人から見ると、会社の電話番号は1つだけです。

外部から見える番号：会社の代表電話番号
社内の人：社員A、社員B、社員C

社員Aが外部に電話しても、相手には会社の代表番号が表示されるようなイメージです。

NATも同じです。

外部から見えるIP：ルーターのグローバルIPアドレス
内部の端末：スマホ、PC、タブレット

インターネット側から見ると、家庭内の複数端末は、まとめて1つのグローバルIPアドレスから通信しているように見えます。

NATの通信の流れ

もう少し具体的に、NATの通信の流れを見てみましょう。

たとえば、自宅のパソコンがWebサイトにアクセスする場合です。

パソコン：192.168.1.10
ルーター：203.0.113.10
アクセス先Webサーバー：198.51.100.20

通信の流れは次のようになります。

1. パソコンがWebサイトにアクセスする

パソコンは、Webサーバーに向けて通信を送ります。

送信元：192.168.1.10
宛先：198.51.100.20

2. ルーターが送信元IPを変換する

ルーターはNATによって、送信元IPアドレスを変換します。

送信元：203.0.113.10
宛先：198.51.100.20

3. Webサーバーが返信する

Webサーバーは、ルーターのグローバルIPアドレスに返信します。

送信元：198.51.100.20
宛先：203.0.113.10

4. ルーターが元の端末に戻す

ルーターは、受け取った返信を見て、

この通信は、もともと 192.168.1.10 のパソコンが始めたものだ

と判断します。

そして、宛先を元のパソコンに戻します。

送信元：198.51.100.20
宛先：192.168.1.10

このようにして、自宅のパソコンはインターネットと通信できます。

NATテーブルとは？

NATでは、ルーターが通信の対応関係を覚えておく必要があります。

そのために使われるのが、NATテーブルです。

NATテーブルには、次のような情報が記録されます。

内部端末：192.168.1.10
変換後のIP：203.0.113.10
通信先：198.51.100.20
使用ポート：50001

ルーターはこの記録を見て、外部から返ってきた通信をどの端末に戻すべきか判断します。

つまり、NATは単純にIPアドレスを置き換えているだけではなく、

どの内部端末の通信だったかを管理している

という点が重要です。

実際によく使われているのはNAPT

厳密に言うと、家庭用ルーターでよく使われているのは、単純なNATというよりNAPTです。

NAPTは、Network Address Port Translationの略です。

日本語では、IPマスカレードと呼ばれることもあります。

NATが主にIPアドレスを変換する仕組みだとすると、NAPTは

IPアドレスに加えて、ポート番号も変換する仕組み

です。

これにより、1つのグローバルIPアドレスを、複数の端末で共有できます。

なぜポート番号も変換する必要があるのか？

家庭内には複数の端末があります。

スマホ：192.168.1.2
PC：192.168.1.3
タブレット：192.168.1.4

これらが同時にインターネットへアクセスした場合、外部から見るとすべて同じグローバルIPアドレスに見えます。

203.0.113.10

これだけでは、ルーターは返信をどの端末に戻せばよいかわかりません。

そこで、ポート番号を使って区別します。

192.168.1.2:50001 → 203.0.113.10:60001
192.168.1.3:50002 → 203.0.113.10:60002
192.168.1.4:50003 → 203.0.113.10:60003

このように、ポート番号まで含めて管理することで、複数端末が同時にインターネットを利用できます。

NATが必要になった理由

NATが広く使われるようになった大きな理由は、IPv4アドレスの不足です。

IPv4では、理論上約43億個のIPアドレスしかありません。

一見多そうに見えますが、世界中のスマホ、PC、サーバー、IoT機器などに割り当てるには足りません。

そこで、家庭や会社の中ではプライベートIPアドレスを使い、インターネットに出るときだけグローバルIPアドレスに変換する方法が広まりました。

これにより、1つのグローバルIPアドレスを複数端末で共有できるようになりました。

NATのメリット

NATには、主に次のようなメリットがあります。

1. グローバルIPアドレスを節約できる

NATを使うと、家庭や会社内の複数端末が、1つのグローバルIPアドレスを共有できます。

たとえば、自宅に次の端末があったとします。

スマホ
PC
タブレット
ゲーム機
スマートテレビ

これらすべてに個別のグローバルIPアドレスを割り当てる必要はありません。

ルーターがNATを行うことで、1つのグローバルIPアドレスでインターネットに接続できます。

2. 内部ネットワークの構成を隠せる

NATを使うと、外部からは内部のプライベートIPアドレスが見えません。

外部のWebサイトから見えるのは、基本的にルーターのグローバルIPアドレスです。

そのため、家庭内や社内にどのような端末があるのか、外部からは直接わかりにくくなります。

ただし、これはあくまで副次的な効果です。

NATはセキュリティ機能そのものではありません。

セキュリティを考える場合は、ファイアウォールや適切なアクセス制御も必要です。

3. 家庭や会社のネットワークを作りやすい

NATを使うことで、家庭内や社内では自由にプライベートIPアドレスを使えます。

たとえば、次のようなネットワークを作れます。

192.168.1.0/24
10.0.0.0/24
172.16.0.0/24

これにより、内部ネットワークの設計がしやすくなります。

NATのデメリット

NATは便利ですが、万能ではありません。

いくつかのデメリットもあります。

1. 外部から内部端末へ直接アクセスしにくい

NATを使っている場合、インターネット側から家庭内のPCやサーバーに直接アクセスすることは基本的にできません。

なぜなら、外部から見えているのはルーターのグローバルIPアドレスだけだからです。

たとえば、自宅PCでWebサーバーを立てて外部公開したい場合、そのままではアクセスできないことがあります。

この場合は、ポート開放やポートフォワーディングの設定が必要になります。

2. オンラインゲームや通話アプリで問題になることがある

オンラインゲームや音声通話、ビデオ通話では、NATが原因で接続しづらくなることがあります。

たとえば、ゲーム機で次のような表示を見ることがあります。

NATタイプ：オープン
NATタイプ：モデレート
NATタイプ：ストリクト

NATの種類やルーターの設定によっては、他のプレイヤーと接続しにくくなる場合があります。

3. 通信の仕組みが複雑になる

NATはIPアドレスやポート番号を書き換えるため、通信経路の理解が少し難しくなります。

特に、次のような場面ではNATの理解が必要になります。

  • サーバー公開
  • VPN接続
  • オンラインゲーム
  • WebRTC
  • Dockerや仮想環境のネットワーク設定
  • クラウド環境のネットワーク設計

ネットワークトラブルの原因を調べるとき、NATが関係していることは珍しくありません。

ポート開放とNATの関係

NATを理解すると、ポート開放も理解しやすくなります。

ポート開放とは、簡単に言うと

外部から来た特定の通信を、内部の特定端末へ転送する設定

です。

たとえば、自宅のPCでWebサーバーを動かしているとします。

PC：192.168.1.10
Webサーバー：80番ポート

外部からルーターのグローバルIPアドレスにアクセスされたとき、ルーターが次のように転送します。

203.0.113.10:80
↓
192.168.1.10:80

この設定がポート開放です。

つまり、ポート開放はNATの仕組みを利用して、

外部から内部の特定端末へ通信を届ける設定

だと考えるとわかりやすいです。

NATとファイアウォールの違い

NATとファイアウォールは混同されやすいですが、役割が違います。

項目NATファイアウォール
主な役割IPアドレスやポートを変換する通信を許可・拒否する
目的アドレス変換、IPアドレス節約セキュリティ制御
例192.168.1.10 を 203.0.113.10 に変換80番ポートは許可、22番ポートは拒否

NATを使っていると外部から直接アクセスされにくくなるため、セキュリティ機能のように見えることがあります。

しかし、NATの本来の目的はアドレス変換です。

セキュリティ対策としては、ファイアウォール設定も重要です。

NATとIPv6の関係

NATは、主にIPv4でよく使われている仕組みです。

一方で、IPv6では非常に多くのIPアドレスを使えるため、IPv4ほどNATに頼る必要はありません。

IPv6では、各端末にグローバルに到達可能なIPアドレスを割り当てる設計も可能です。

ただし、だからといって安全対策が不要になるわけではありません。

IPv6環境でも、外部からの不要な通信を防ぐために、ファイアウォールやルーターの設定は重要です。

NAT越えとは？

NATに関連して、NAT越えという言葉もよく出てきます。

NAT越えとは、簡単に言うと

NATの内側にある端末同士が、うまく直接通信できるようにする技術や工夫

です。

たとえば、次のようなサービスで関係します。

  • オンラインゲーム
  • ビデオ通話
  • 音声通話
  • P2P通信
  • WebRTC

NATの内側にある端末は、外部から直接アクセスしにくいため、通信相手と接続するために工夫が必要になります。

そのために、STUN、TURN、ICEといった技術が使われることがあります。

初心者の段階では、まず

NATがあると、外部から内部端末へ直接つなぐのが難しくなる

と理解しておけば十分です。

NATを一言でまとめると

NATを一言でまとめると、次のようになります。

NATとは、家庭内や社内のプライベートIPアドレスを、インターネットで使えるグローバルIPアドレスに変換する仕組み

もう少し実務寄りに言うと、

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ための仕組み

です。

初心者が押さえるべきポイント

最後に、NATについて初心者が押さえるべきポイントを整理します。

  • NATは、IPアドレスを変換する仕組み
  • 家庭用ルーターや社内ネットワークでよく使われる
  • 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
  • 実際にはポート番号も変換するNAPTがよく使われる
  • NATによって複数端末が1つのグローバルIPを共有できる
  • 外部から内部端末へ直接アクセスするにはポート開放が必要になることがある
  • NATはセキュリティ機能そのものではない
  • オンラインゲームや通話アプリではNATが接続性に影響することがある

まとめ

NATは、普段インターネットを使っているだけでは意識しにくい仕組みです。

しかし、自宅のWi-Fi、会社のネットワーク、サーバー公開、オンラインゲーム、VPN、WebRTCなど、さまざまな場面で関係しています。

特に重要なのは、次の考え方です。

内部の端末はプライベートIPアドレスを使う
↓
ルーターがNATでグローバルIPアドレスに変換する
↓
インターネットと通信できる

NATを理解すると、ネットワークの仕組みがかなり見えやすくなります。

まずは、

NATは、内側のネットワークとインターネットの間でIPアドレスを変換する仕組み

と覚えておきましょう。

コメント

タイトルとURLをコピーしました