NATとは？仕組みをわかりやすく解説｜家中の機器が外から同じIPに見える理由 | vol.16

この記事では、
NATの仕組みをわかりやすく解説します。

家中の機器が、外から同じIPに見える理由を整理します。

お疲れ様です。花冷です🌸

前回（vol.15）は、
通していい通信だけを許可するファイアウォールのお話をしました。

今回は、少し不思議な話をします。
実は、あなたの家のIPアドレスは、
世界中のあちこちで使い回されているんです。

📍 今回のパケット旅の現在地

【現在地】：3つ目のマス「L3 ROUTER」。
おうちと外の世界の境界で、住所が書き換えられる瞬間です📍

❓ 家のスマホもPCも、外からは同じIPに見える

自分のIPアドレスを調べる方法は、2つあります。

• パソコンで `ipconfig` などを打つ

• 「IP確認」のようなサイトを開く

この2つ、違う答えが返ってくることをご存知でしょうか。

しかも家族のスマホでも自分のPCでも、
同じ家から調べればサイト側はみんな同じIPを返します。

家の機器がどれも外からは同じIPとして扱われていることに気づいて、
「あれ？」となったことがあります。

家の中では別々の番号なのに、外から見ると全員が同じ1つ。
……どこでそうなってるんだろう・・・

🌍 「世界に1つの住所」と「家の中だけの住所」

まず前提から。IPアドレスには2種類あります。

• グローバルIP：世界にひとつだけの住所。重複できない

• プライベートIP：家や会社の中だけで通用する住所。重複してよい 

`192.168.…` で始まるあれが後者です。
日本中、いや世界中の家庭で、まったく同じ番号が使われています。

なぜ許されるのか。
マンションの部屋番号で考えると分かりやすいです。

「301号室」は日本中に無数にありますよね。でも困りません。
建物の外に出れば、住所は建物ごとの正式なものになるからです。

🪄 NATとは？出るときに住所を書き換える仕組み

その「建物を出るときの書き換え」をやっているのが、
NATという仕組みです。

家から外へ出ていく通信を、ルーターがこう書き換えます。

だから外から見ると、家じゅうの機器が全部同じ1人に見えるわけですね。

「返事はどうやって正しい人に戻るの？」と思いますよね。

ここでルーターは、
誰が出した通信かをこっそり控えています。
 返事が返ってきたら、控えを見て元の機器へ戻す。

📱 なぜそんな面倒なことを？

理由は、グローバルIPが足りなくなったから（笑）

IPv4という方式の住所は、約43億個。
多そうですが、世界中の人がスマホもPCも持つ時代には、
まったく足りませんでした。

そこで、外向きの住所は最小限にして、中では自由に使い回す
という発想が生まれたわけです。

この考え方は、通信キャリアの規模でも使われています。
スマホの通信をまとめて変換するCGNATで、
国レベルで住所を使い回しているんですね。

🌸 おわりに

🔴プライベートIP：家や会社の中だけの住所。重複してよい
🔴グローバルIP：世界にひとつの住所。数が足りない
🔴NAT：外へ出るときに、差出人を書き換える仕組み

「自分のIPアドレス」だと思っていたものが、
外から見ると別のものになっている。 

vol.3でも少し触れましたが、これ、実務でハマる原因になります。
「登録したIPからしか入れないはずなのに、通らない」
というやつですね。

そして実は、
会社の中ではNATとは別の仕組みで同じことが起きています。

次回は、私がこの連載を始めるきっかけにもなった、
あの存在——
プロキシを覗いていきます！

今日もお疲れ様でした✨
また次回の記事でお会いしましょう〜！

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