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特集 3．IPアドレス／ポート変換機能 |
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インターネット接続に利用されるブロードバンド・ルータにとって基本かつ必須といえるのが、IPマスカレードあるいはNAT（正確にはNAPT）と呼ばれる機能だ。IPマスカレードとは、2つのネットワーク間（WAN／LAN）でIPアドレスやTCP／UDPのポート番号を変換して、限られたIPアドレス資源を有効に使うための技術である（詳細はICD：IPマスカレードとNATを参照していただきたい）。この機能の呼び方はメーカーによって異なり、「ENAT（拡張NAT）」、「アドバンストNAT」、「SUA（Single User Account）」などとも呼ばれているが、基本の動作原理はどれも同じである。
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| IPマスカレードによるアドレス／ポート番号変換 |
| この図では、LAN側にプライベートIPアドレスを、またWAN側にはグローバルIPアドレスを割り当てている。ブロードバンド・ルータのIPマスカレード機能は、LAN側からWAN側へのアクセス要求ごとに、LAN側パケットのアドレス／ポート番号を基にLAN→WANのアドレス変換テーブルを生成して、アドレスを書き換えつつパケットをLANとWAN間で転送する。図中の囲み内のアドレス／ポートはいずれも送信元（ソース）のもので、どちらもLANからWANへ転送されると書き換わっていることが分かる。 |
ブロードバンド・ルータにとってIPマスカレードが必須機能なのは、一般的にISPから提供されるIPアドレス（通常はグローバルIPアドレス）の数は限定されており、必ずしもLAN側の全ノードには割り当てられないからだ。IPマスカレードを利用すれば、LAN側にある多数のIPアドレスを、WAN側に割り当てられたごく少数（1〜16個程度）のIPアドレスに変換することで、LAN−WAN間の通信が実現できる。LAN側に何台ものPCを接続しても、全PCでWANつまりインターネットへの接続が共有できるわけだ。もっとも、「何台ものPC」といっても、ブロードバンド・ルータの処理性能やWAN側のバンド幅といった限界があるので、実用的に使えるPCの台数にも限界はある。廉価なブロードバンド・ルータで接続可能なのは、同時20〜30台ぐらいと見積もっておくのが無難だろう。
IPマスカレードによって得られるもう1つの重要なメリットは、セキュリティの向上である。IPマスカレードが有効なネットワーク環境では、WAN側から見ると、TCPやUDP、IPのパケットのレベル＊1ではLAN側ノードの存在は隠ペイされるため、WAN側つまりインターネット側から攻撃されにくくなる。
| ＊1 TCPやUDPより上位層のパケットの中には、LAN側ノードのIPアドレスが含まれることがあるため、完全にLAN側が隠ぺいされるわけではない。 |
IPマスカレードそのものに関してユーザーが設定することは、その機能自体の有効／無効ぐらいである。IPマスカレードを無効にするのは、LANとLANの間を1対1でつなぐ必要があるときだ（例えば、何らかの理由により、1つのLANをルータで分割する場合など）。そのため、インターネット接続（WAN−LAN間接続）が主用途のブロードバンド・ルータでは、IPマスカレードを無効にできない製品もある。BLR-TX4は、有効／無効の設定が可能であった。
IPマスカレードは万能ではない
インターネット接続には非常に便利なIPマスカレードだが、その動作原理ゆえのデメリットもある。ネットワーク・アプリケーションによっては、IPマスカレードを経由すると正常に動作しない場合があることと、LAN側に配置したサーバをWAN側から参照できない、つまりインターネット公開サーバをLAN側に設置できない、ということだ。
ブロードバンド・ルータに実装されているIPマスカレードは、LAN側からWAN側へ送信されるパケットに対して、動的にアドレス／ポート変換テーブルを生成する。その変換テーブルが有効である間は、同じ組のアドレス／ポートなら相互に通信できる。逆にWAN側からのパケットに対しては、動的に変換テーブルが生成されることはない（そもそもLAN側IPアドレスが隠ぺいされているから、実際の送信先が分からず、変換テーブルを作りようがない）。従って、
- いきなりWAN側ノードから送信されてきたパケット（LAN側からの要求に応答するために送信されたものではないパケット）
- LAN側ノードと通信中のWAN側ノードから、変換テーブルに該当しない別のポートを用いて送信されてきたパケット
はLAN側ノードに届かない。
こうした制限に引っかかるアプリケーションとしては、ストリーミング系コンテンツのプレイヤーやネットワーク・ゲーム、NetMeetingなどのカンファレンシング・ソフトウェアが挙げられる。一方、Web（HTTP）やftp、telnetなどの普遍的なネットワーク・アプリケーションはIPマスカレード経由でも通信できる（厳密にいえば、ftpは上記の制限に引っかかるが、どの製品でもIPマスカレードの実装レベルでサポートされている）。
また、LANに接続したWebサーバやメール・サーバをインターネット側から参照したいときも、やはり上記の制限のため、IPマスカレードが有効だとインターネット（WAN側）からは見えない。
次ページでは、この制限を回避するための機能「ポート・フォワーディング」と「DMZ」について解説する。
| 関連記事（PC Insider内） | |
| ネットワーク・デバイス教科書：第1回 広帯域インターネット接続を便利に使う「ブロードバンド・ルータ」 | |
| ネットワーク・デバイス教科書：第12回 ブロードバンド・ルータの基本設定 | |
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| ビギナー管理者のためのブロードバンド・ルータ・セキュリティ講座 | |
| ウイルスを遮断できるブロードバンド・ルータ「GateLock X200」 | |
| 関連リンク | |
| メルコ製BLR-TX4の動作実績情報 | |
| ゼロ円でできるブロードバンド・ルータ 2 1FD Linuxで作る高機能ルータ ［インストール編］ |
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| ゼロ円でできるブロードバンド・ルータ 2 1FD Linuxで作る高機能ルータ ［設定・運用編］ |
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| INDEX | ||
| ［特集］ブロードバンド・ルータ徹底攻略ガイド | ||
| 1．LAN側ノードのIPアドレス管理 | ||
| 2．WAN側IPアドレスの管理 | ||
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3．IPアドレス／ポート変換機能−IPマスカレード／NAT− | |
| 4．IPアドレス／ポート変換機能−ポート・フォワーディングとDMZ− | ||
| 5．セキュリティ対策の機能 | ||
| 6．そのほかの機能について | ||
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