NAT・NAPT・CGNの違いとは？初心者向けにやさしく詳しく解説

また、Webサイトから返事が返って来た時には、ルーターが変換した情報を元に、元のパソコンへデータを届けます。

ここでは、1つのIPアドレスを別の1つのIPアドレスに変える例を紹介しました。

実際には、NATにはいくつかの種類があります。

次に説明するNAPTも、その仲間です。

まずは、NATはIPアドレスを変える事で、ネットワークの内側と外側をつなぐ役割を持っていると覚えておきましょう。

NATのメリット・デメリット

NATには便利な点が沢山ありますが、注意しておきたい点もあります。

まず大きなメリットは、家庭や会社の中で使うIPアドレスと、インターネットで使うIPアドレスを分けられる事です。

例えば、学校のパソコン教室に40台のパソコンがあるとします。

それぞれのパソコンには、学校のネットワーク内で使うプライベートIPアドレスを設定出来ます。

そして、インターネットへ接続する時には、ルーターなどで必要なアドレス変換を行います。

こうする事で、学校の中と外で異なるIPアドレスを使いながら、通信出来る様になります。

また、外部のインターネット回線を変更した場合でも、学校の中で使っているIPアドレスをそのまま利用出来る事があります。

これもNATのメリットの1つです。

更に、NAPTの様な仕組みを組み合わせれば、少ないグローバルIPv4アドレスを複数の機器で共有出来ます。

ただし、基本的な1対1のNATだけでは、大幅にIPアドレスを節約出来る訳ではありません。

次にデメリットを見てみましょう。

NATでは、通信の途中でIPアドレスが変わります。

そのため、外部から直接、家庭内や学校内の機器にアクセスしたい場合には、設定が必要になる事があります。

例えば、自宅のパソコンを使ってゲームサーバーを公開したいとします。

自分のパソコンからインターネットに接続する事は出来ても、友達のパソコンから自宅のゲームサーバーへ接続するには、別の設定が必要になる場合があります。

これは、ルーターが外部から届いた通信を、どの機器に届ければ良いのか分からない事があるためです。

また、NATを使っているからといって、インターネット上の危険から完全に守られる訳ではありません。

NATはIPアドレスを変える技術であり、ウイルスを取り除いたり、通信の内容を暗号化したりする物では無いからです。

安全にインターネットを利用するためには、ファイアウォールやセキュリティソフトなど、別の対策も必要になります。

NATは便利な技術ですが、全ての通信が自由に出来る様にになる訳ではありません。

メリットだけでなく、通信の途中でIPアドレスが変わる事による制限も知っておきましょう。

NAPTとは？複数端末でIPアドレスを共有する仕組み

NAPTの仕組みとポート番号の役割

NAPTは、複数のスマートフォンやパソコンが、1つのグローバルIPアドレスを共有するために使われる技術です。

「Network Address and Port Translation」の略で、ナプトと読みます。

NATと名前が良く似ていますが、大きな違いがあります。

それは、NAPTではIPアドレスだけでなく、ポート番号も使う という点です。

では、ポート番号とは何でしょうか。

ポート番号とは、インターネットの通信を区別するために使われる数字です。

例えば、マンションには1つの住所があっても、101号室、102号室、103号室という部屋番号がありますよね。

住所だけでは、マンションのどの部屋に荷物を届ければ良いか分かりません。

しかし、部屋番号があれば、届ける場所を区別出来ます。

NAPTも、これと少し似た仕組みです。

1つのグローバルIPアドレスを共有しながら、ポート番号を使ってそれぞれの通信を区別します。

例として、自宅でパソコンとスマートフォンを同時に使っている場面を考えてみましょう。

パソコンでYouTubeを見ながら、スマートフォンでSNSを開いているとします。

この時、両方の機器が同じグローバルIPアドレスを使っていても、NAPTによって通信を区別出来ます。

この例では、パソコンとスマートフォンが同じ「203.0.113.10」というIPアドレスを使っています。

しかし、ポート番号が異なるため、ルーターはそれぞれの通信を区別出来ます。

インターネットからデータが返って来た時にも、ルーターは記録しておいた情報を見て、正しい機器へ届けます。

こうした仕組みのおかげで、家族がそれぞれ別の機器を使っていても、同じインターネット回線で通信で出来るのです。

なお、ポート番号は機器ごとに固定されている訳ではありません。

通信の度に異なる番号が使われる事もあります。

細かな数字を覚える必要はありません。

NAPTは、1つのIPアドレスを共有しながら、ポート番号で通信を見分ける仕組み だと理解しておけば大丈夫です。

NATとNAPTの違い・IPマスカレードとの関係

NATとNAPTは名前が似ていますが、違いを理解するポイントは「ポート番号」です。

基本的なNATは、IPアドレスを別のIPアドレスに変換します。

それに対してNAPTは、IPアドレスに加えてポート番号も利用します。

この違いを知っておけば、2つの技術を区別し易くなります。

例えば、学校にあるパソコンを考えてみましょう。

基本的な1対1のNATでは、学校内のパソコンが持つIPアドレスを、それぞれ別の外部向けIPアドレスに変換出来ます。

しかし、NAPTなら複数のパソコンが同じグローバルIPアドレスを使いながら、インターネットへ接続出来ます。

なぜそんな事が出来るのでしょうか。

その理由は、NAPTがポート番号を使って通信を区別しているからです。

ここまで理解出来たら、もう1つ覚えておきたい言葉があります。

それが「IPマスカレード」です。

IPマスカレードは、NAPTとほぼ同じ仕組みを指す言葉として使われています。

特に、LinuxというOSや、一部のルーターの説明で見かける事があります。

そのため、ルーターの設定画面に「IPマスカレード」という表示があっても、全く新しい技術だと考える必要はありません。

NAPTと同じ様に、複数の機器で外部IPアドレスを共有するための機能だと考えると分かり易いでしょう。

また、ネットワークについて勉強していると「PAT」という言葉が登場する事もあります。

PATは「Port Address Translation」の略で、ポート番号を使ったアドレス変換の事です。

こちらも、NAPTに近い意味で使われる事があります。

少しややこしいですが、用語の違いに振り回される必要はありません。

大切なのは、それぞれの仕組みが何をしているのかを理解する事です。

ここで注意したいのは、NAPTも広い意味ではNATの一種だという点です。

つまり、NATとNAPTは完全に別々の技術ではありません。

家庭用ルーターで単に「NAT」と書かれていても、実際にはNAPTの機能を指している場合があります。

そのため、勉強する時は、次の様に考えると整理し易くなります。

NATはIPアドレスを変換する技術全体の名前です。

その中でも、IPアドレスとポート番号を使って複数の通信を共有する方式がNAPTです。

この関係を理解しておけば、IPマスカレードやPATという言葉が出てきても、慌てずに内容を理解出来るでしょう。

CGNとは？プロバイダが使う大規模NAT

CGNの仕組みと導入された背景

CGNは「Carrier Grade NAT」の略で、シージーエヌと読みます。

名前だけを見ると難しそうですが、簡単に言うと、多くの家庭でグローバルIPアドレスを共有するための仕組み です。

これまで説明したNAPTは、主に家庭の中にある複数の機器が、1つのグローバルIPアドレスを共有するために使われていました。

それに対してCGNは、家庭の外にあるインターネット接続会社の設備で使われます。

ここで言うインターネット接続会社とは、プロバイダとも呼ばれる会社の事です。

自宅でインターネットを利用するために契約しているサービスをイメージすると分かり易いでしょう。

では、なぜプロバイダはCGNを使うのでしょうか。

大きな理由は、グローバルIPv4アドレスの数が足りなくなっているからです。

例えば、ある地域に1,000世帯が住んでいるとします。

全ての家庭に別々のグローバルIPv4アドレスを1つずつ割り当てるなら、1,000個のアドレスが必要です。

しかし、CGNを利用すれば、複数の家庭で同じグローバルIPv4アドレスを共有出来ます。

そのため、必要なアドレスの数を減らせるのです。

もちろん、全ての家庭が同じアドレスを使ったら、通信が混ざってしまうのではないかと心配になるかもしれません。

でも、CGNの設備では、どの家庭から送られた通信なのかを区別するための情報を管理しています。

そのため、複数の家庭が同じグローバルIPアドレスを使っていても、それぞれに必要なデータを届けられます。

ここで覚えておきたいのは、CGNを利用している場合、同じグローバルIPアドレスを使っている人が自分以外にもいる可能性があるという事です。

例えば、自宅のインターネットで表示されるグローバルIPアドレスが、近くの別の家庭と同じになる事もあります。

ただし、これによって相手の通信内容が見えたり、自由に相手の機器へアクセス出来たりする訳ではありません。

CGNでは、それぞれの通信を区別する仕組みが使われています。

この様にCGNは、限られたIPv4アドレスを多くの人で使える様にするための技術です。

ただし、外部から自宅の機器に直接接続したい場合には、制限が生じる事があります。

この点については、後ほど詳しく説明します。

CGNと家庭用NATの違い・二重NATとは

CGNと家庭用NATの大きな違いは、どこで使われているかという点です。

家庭用NATは、名前の通り、自宅のルーターなどで使われます。

一方、CGNはプロバイダの設備で使われています。

つまり、自宅で使っているルーターと、プロバイダ側の設備では、通信を管理している場所が違うのです。

例えば、自宅にWi-Fiルーターがあるとします。

スマートフォンやパソコンは、このルーターを通してインターネットに接続します。

家庭用ルーターではNAPTなどの機能が働き、複数の機器からの通信をまとめる事が出来ます。

そして、CGNを利用している回線では、その先にあるプロバイダの設備でも、通信がまとめられる場合があります。

この様に、通信が2回に分けて変換される仕組みを「二重NAT」と呼ぶ事があります。

例えば、スマートフォンからWebサイトにアクセスした場合を考えてみましょう。

まず、スマートフォンから送られた通信が家庭用ルーターに届きます。

家庭用ルーターは、IPアドレスなどを変換してプロバイダへ通信を送ります。

次に、プロバイダのCGN設備が、更にIPアドレスなどを変換してインターネットへ送ります。

つまり、次の様な流れです。

では、二重NATになると何か問題があるのでしょうか。

普段のWebサイト閲覧や動画視聴では、特に問題無く使える事も多いです。

しかし、オンラインゲームや自宅サーバーなど、インターネット側から自宅の機器へ接続する必要がある場合には、うまく通信出来ない事があります。

また、二重NATはCGNを利用している時だけに起こる物ではありません。

自宅に2台のルーターを設置し、両方でNATが動作している場合にも発生します。

そのため、二重NATだから必ずCGNを使っているとは限りません。

もう1つ重要な違いがあります。

家庭用ルーターは自分で設定を変更出来ますが、プロバイダのCGN設備は基本的に自分で設定出来ません。

そのため、通信の問題がプロバイダ側にある場合、自宅のルーターだけを操作しても解決出来無い事があります。

CGNは家庭の外で動く仕組みであり、利用者が自由に設定出来る物では無い と覚えておくと良いでしょう。

NAT・NAPT・CGNの違いを具体例で解説

住所と部屋番号で理解する3つの技術

ここまでNAT・NAPT・CGNについて説明してきましたが、まだ違いが少し分かりにくいと感じる人もいるかもしれません。

そんな時は、IPアドレスを住所、ポート番号を部屋番号に置き換えて考えてみましょう。

まず、NATについてです。

NATは、ある住所を別の住所に置き換える様な仕組みです。

例えば、学校の中で使っているパソコンには、学校内だけで通じるIPアドレスが割り当てられています。

しかし、インターネットへ接続する時には、外部で使用出来るIPアドレスが必要になります。

そこでNATが、学校内で使っているIPアドレスを外部向けのIPアドレスに変換します。

次にNAPTです。

NAPTは、マンションの住所と部屋番号をイメージすると分かり易くなります。

同じマンションには多くの部屋がありますよね。

例えば、101号室、102号室、103号室という部屋があったとします。

マンションの住所は同じでも、部屋番号が違えば、それぞれを区別出来ます。

NAPTも同じ様に、1つのグローバルIPアドレスを使いながら、ポート番号によって通信を区別します。

これにより、家庭内の複数のスマートフォンやパソコンが、同じグローバルIPアドレスを共有出来るのです。

では、CGNはどうでしょうか。

CGNは、複数の家庭から送られる通信を、プロバイダ側でまとめて管理する様な仕組みです。

NAPTが1つの家庭の中にある機器をまとめるのに対して、CGNは別々の家庭の通信をまとめられる点が特徴です。

例えば、マンションA、マンションB、マンションCからの通信があるとします。

CGNでは、それぞれのマンションから送られてきた通信を、共通のグローバルIPアドレスを使ってインターネットへ送る事が出来ます。

もちろん、実際にはマンションや部屋番号を使っている訳ではありません。

IPアドレスやポート番号などの数字を使い、コンピューターが自動的に通信を管理しています。

また、ポート番号は本当の部屋番号の様に、ずっと同じ場所を示すとは限りません。

通信に応じて番号が変わる事もあります。

そのため、この例えは仕組みを理解するための物だと考えて下さい。

大切なのは、NATはアドレスを変える技術、NAPTは同じアドレスを複数の通信で共有する方法、CGNはそれを多くの家庭に広げた仕組みだという事です。

身近な住所や部屋番号に置き換えて考えると、難しそうなネットワーク技術も理解し易くなります。

実際の通信経路とIPアドレスの変化

ここでは、スマートフォンでWebサイトを見る時に、インターネットの中でどの様な事が起こっているのかを考えてみましょう。

普段はWebサイトのアドレスを入力したり、検索結果をタップしたりするだけで、ページが表示されますよね。

しかし、その裏側では、スマートフォンから送られた通信が、ルーターやプロバイダの設備を通ってWebサイトへ届いています。

CGNを利用している回線を例に、通信の流れを見てみましょう。

まず、スマートフォンには「192.168.1.10」というプライベートIPアドレスが設定されているとします。

スマートフォンでWebサイトを開くと、通信が家庭用ルーターへ送られます。

家庭用ルーターではNAPTが働き、IPアドレスとポート番号を使って通信を変換します。

例えば、変換後のアドレスが「100.64.1.10」になったとします。

次に、この通信はプロバイダのCGN設備へ送られます。

CGN設備は、更にアドレスを「203.0.113.10」のようなグローバルIPアドレスに変換して、インターネットへ送ります。

つまり、スマートフォンからWebサイトまでの間に、2回のアドレス変換が行われる事になります。

では、Webサイトから送られてくるデータは、どの様にして自分のスマートフォンへ戻ってくるのでしょうか。

ここで活躍するのが、ルーターやCGN設備が記録している通信情報です。

例えば、CGN設備は、送られてきた返事がどの家庭に向けた物なのかを確認します。

そして、正しい家庭用ルーターへデータを送ります。

家庭用ルーターも同じ様に、どのスマートフォンやパソコンに届ければ良いのかを確認します。

こうして、最終的に自分のスマートフォンへデータが届き、Webサイトが表示されるのです。

この様な仕組みがあるため、多くの人が同じグローバルIPアドレスを共有していても、通常はほかの人のWebページが自分のスマートフォンに表示される様な事はありません。

それぞれの通信が正しく区別されているからです。

ただし、CGNを利用している場合、外部から突然自宅の機器へ通信を送ろうとしても、うまく届かない事があります。

これは、必要な通信情報や転送設定が無い場合、CGN設備がどの家庭へ送れば良いのか判断出来無いためです。

普段のWebサイト閲覧では気付きにくい仕組みですが、オンラインゲームや自宅サーバーを使う時には、この違いが重要になります。

NAT・NAPT・CGNのメリットと注意点

IPアドレス節約とセキュリティの関係

NAT・NAPT・CGNには、インターネットを便利に使うための大切な役割があります。

特に重要なのが、限られたIPv4アドレスを有効に使える事です。

現在では、スマートフォンやパソコンだけでなく、テレビ、ゲーム機、防犯カメラ、スマート家電など、多くの機器がインターネットにつながっています。

もし、それぞれの機器に別々のグローバルIPv4アドレスが必要だとしたら、非常に多くのアドレスが必要になります。

そこで活躍するのがNAPTです。

NAPTを使えば、家庭内にある複数の機器が、同じグローバルIPアドレスを共有出来ます。

例えば、家族4人がそれぞれスマートフォンを持ち、更にパソコンやゲーム機を使っていたとしても、1つのグローバルIPv4アドレスでインターネットに接続出来ます。

更にCGNを利用すると、複数の家庭がグローバルIPアドレスを共有出来るため、より多くのアドレスを節約出来ます。

この様な仕組みのおかげで、IPv4アドレスが不足している状況でも、多くの人がインターネットを利用出来るのです。

では、NATやNAPTにはセキュリティ面でのメリットもあるのでしょうか。

NATやNAPTを利用している場合、家庭内のプライベートIPアドレスは、通常そのままインターネット上に公開されません。

また、一般的な家庭用ルーターでは、外部から突然送られてきた通信が、そのまま家庭内の機器へ届かない場合があります。

このため、外部からの不要な接続が減る事があります。

しかし、ここで注意して欲しい事があります。

それは、NATやNAPTがあるからといって、インターネットを安全に使えるとは限らないという事です。

例えば、怪しいWebサイトからウイルスの入ったファイルをダウンロードしてしまった場合、NATを使っていても被害を受ける可能性があります。

また、偽物のログイン画面にパスワードを入力してしまう様な被害も、NATだけでは防げません。

NATは、通信の中に危険な物が含まれていないかを調べる技術では無いからです。

そのため、OSやアプリを最新の状態に保つことや、怪しいリンクを開かない事など、基本的なセキュリティ対策も必要になります。

もう1つ注意したいのが、CGNを利用している場合です。

CGNでは、複数の家庭が同じグローバルIPアドレスを共有するため、外部のサービスからは、別々の利用者が同じIPアドレスでアクセスしている様に見える事があります。

そのため、IPアドレスだけでは利用者を正しく区別出来無い場合があります。

この様に、NAT・NAPT・CGNは便利な技術ですが、万能という訳ではありません。

IPアドレスを節約するための仕組みと、インターネットを安全に使うための仕組みは別の物 だと覚えておきましょう。

ゲーム・ポート開放・通信トラブルへの影響

オンラインゲームをしていて、「NATタイプ」という表示を見た事はありませんか？

また、自宅でゲームサーバーを作ろうとした時に、「ポート開放が必要」と説明された事がある人もいるでしょう。

実は、こうした言葉はNAT・NAPT・CGNと深く関係しています。

まず、ポート開放について説明します。

ポート開放とは、インターネット側から届いた特定の通信を、自宅のパソコンやゲーム機などへ届けられる様にする設定の事です。

通常、自宅のパソコンからWebサイトへアクセスする場合は、家庭内の機器から通信を始めます。

そのため、ルーターはどの機器が通信を始めたのかを把握出来ます。

しかし、インターネット側にいる友達が、自宅のパソコンへ直接接続したい場合は、少し事情が変わります。

例えば、自宅のパソコンでゲームサーバーを動かし、友達に参加してもらう場面を考えてみましょう。

この場合、外部から送られてきた通信を、自宅のどのパソコンへ届けるのか、ルーターが分かる様に設定する必要がある場合があります。

これがポート開放です。

ただし、CGNを利用している回線では、家庭用ルーターの設定だけでは解決しない事があります。

なぜなら、プロバイダ側にもCGNという仕組みがあるからです。

家庭用ルーターでポート開放を設定しても、その手前にあるCGN設備で通信が止まってしまえば、自宅のパソコンまで届きません。

例えるなら、友達を自分の部屋まで案内しようとしているのに、マンションの入口で入れなくなっている様な状態です。

自分の部屋のドアを開けていても、建物の入口を通れなければ中に入れませんよね。

CGN環境では、この様な事が起こる場合があります。

では、CGNを使っているとオンラインゲームが出来無いのでしょうか。

そんな事はありません。

多くのオンラインゲームは、ゲーム会社のサーバーを通して通信したり、通信を中継する仕組みを使ったりしています。

そのため、CGNを利用していても問題なく遊べるゲームはあります。

一方で、プレイヤー同士が直接通信するタイプのゲームでは、接続出来無い、部屋を作れない、他のプレイヤーと通信しにくいといった問題が起こる事があります。

なお、ゲーム機に表示されるNATタイプの意味は、メーカーやサービスによって異なります。

そのため、NATタイプの数字やアルファベットだけで、通信の状態を全て判断する事は出来ません。

オンラインゲームや自宅サーバーの通信で困った時は、まず自宅のルーター設定を確認しましょう。

それでも解決しない場合は、契約しているプロバイダでCGNが使われているかを調べる事が大切です。

CGNAT環境の確認方法と対処法

自宅の回線がCGNATか確認する方法

「自分の家のインターネットでもCGNが使われているのかな？」

そんな疑問を持った人もいるのではないでしょうか。

実は、自宅のインターネット回線でCGNが使われているかどうかを調べる方法があります。

まず確認したいのが、ルーターに割り当てられているIPアドレスです。

家庭用ルーターには、スマートフォンやパソコンなど、家庭内の機器をつなぐ役割があります。

それと同時に、プロバイダ側のネットワークと接続する役割も持っています。

このプロバイダ側につながる部分を「WAN側」と呼びます。

少し難しい言葉ですが、ここではインターネット回線につながる側の事だと考えれば大丈夫です。

CGNを利用しているかどうかを調べるには、このWAN側のIPv4アドレスを確認するのが1つの方法です。

手順を説明します。

まず、自宅のルーターの設定画面を開きます。

ルーターの設定画面は、パソコンやスマートフォンのブラウザから開ける事が多いです。

ただし、開き方はメーカーや機種によって違うため、分からない場合は説明書を確認してください。

設定画面を開いたら、「インターネット接続」「WAN」「IPv4アドレス」などの項目を探します。

ここに表示されているIPアドレスを確認しましょう。

次に、インターネット上から見えるグローバルIPv4アドレスを調べます。

検索エンジンで「自分のIPv4アドレス 確認」と検索すると、IPアドレスを表示できるWebサービスを見付けられます。

その際は、IPv6ではなく、IPv4アドレスを表示している事を確認して下さい。

そして、2つのIPアドレスを比べます。

例えば、ルーターのWAN側に「100.64.1.10」と表示されていて、インターネット上から見えるアドレスが「203.0.113.10」だったとします。

この場合、CGNを使っている可能性が高いと考えられます。

特に注目したいのが「100.64.0.0～100.127.255.255」というアドレスの範囲です。

これは、CGNで利用するために用意された特別なIPv4アドレスの範囲です。

ただし、ここで注意が必要です。

ルーターのWAN側アドレスが「192.168」や「10」から始まる場合も、上流に別のルーターやアドレス変換の仕組みがある可能性があります。

また、IPv4 over IPv6という接続方式を利用している場合、ルーターの画面に表示される情報だけでは判断しにくい事もあります。

そのため、IPアドレスを比較すれば必ずCGNかどうか分かる、という訳ではありません。

最も確実なのは、契約しているプロバイダの公式サイトで接続方式を確認するか、サポート窓口へ問い合わせる事です。

「自宅の回線ではCGNATを利用していますか？」と質問すれば、確認の手助けをしてもらえるでしょう。

ポート開放出来ない場合の解決策

オンラインゲームや自宅サーバーでポート開放が出来無い場合、どうすれば良いのでしょうか。

まず知っておきたいのは、原因によって解決方法が異なるという事です。

例えば、家庭用ルーターの設定が間違っているだけなら、設定を見直す事で解決出来るかもしれません。

しかし、プロバイダ側のCGNが原因になっている場合は、自宅のルーターを設定するだけでは解決出来無い事があります。

そこで、最初に確認したいのが、契約しているインターネット回線の接続方式です。

プロバイダによっては、利用者ごとにグローバルIPv4アドレスを割り当てるサービスを提供している場合があります。

こうしたサービスを利用すると、CGNによる制限を避けられる可能性があります。

ただし、グローバルIPアドレスを利用出来ても、プロバイダ側で一部の通信が制限されている事はあります。

そのため、契約を変更する前に、ポート開放が出来るサービスなのか確認する事が大切です。

次に考えられるのが、インターネットの接続方式を変更する方法です。

例えば、利用している回線によっては、「PPPoE」と「IPv4 over IPv6」という異なる接続方式が用意されている場合があります。

どちらもインターネットに接続するための仕組みですが、IPアドレスの使い方や通信の通り道が異なる事があります。

そのため、接続方式を変更する事で問題が解決する場合もあります。

ただし、全ての回線で自由に変更出来る訳ではありません。

また、IPv4 over IPv6にも幾つかの種類があり、どの方式でも同じ制限がある訳ではありません。

分からない場合は、プロバイダに「ポート開放が出来る接続方式はありますか？」と問い合わせるのがお勧めです。

更に、外部のサーバーを利用する方法もあります。

例えば、自宅のパソコンで動かしているサービスを、インターネット上の別のサーバーを通して公開する方法です。

この場合、外部のサーバーが通信を受け取り、自宅のパソコンへ転送する仕組みを利用します。

VPNやトンネル接続などと呼ばれる技術を利用する事がありますが、初めてネットワークを学ぶ人は、詳しい仕組みまで覚える必要はありません。

「直接つながらない場合に、別のサーバーを経由して通信する方法がある」と理解しておけば十分です。

ただし、サービスによっては追加料金がかかったり、設定が難しかったりする事もあります。

また、全てのVPNサービスでポート開放の問題を解決できる訳ではありません。

そのため、まずは自宅のルーター設定とプロバイダの契約内容を確認しましょう。

そして、CGNが原因だと分かった場合には、グローバルIPv4アドレスを利用出来るサービスや、別の通信方法を検討すると良いでしょう。

通信トラブルを解決するためには、やみくもに設定を変更するよりも、どこで通信が止まっているのかを確認することが大切です。

NAT・NAPT・CGNのよくある疑問

IPv6になればNATやCGNは不要になる？

ここまで説明してきたNAT・NAPT・CGNは、主にIPv4アドレスを効率良く使うための技術です。

では、最近良く耳にする「IPv6」が広まれば、これらの技術は必要無くなるのでしょうか。

結論から言うと、IPv6が普及すれば、IPアドレス不足を解決するためのNATやCGNは必要無くなっていくと考えられます。

ただし、すぐにす全てが不要になる訳ではありません。

まず、IPv4とIPv6の違いについて確認しておきましょう。

IPv4は、現在も広く使われているIPアドレスの仕組みです。

IPv4で利用出来るアドレスの組み合わせは、約43億個あります。

数字だけを見ると多く感じますが、世界中でインターネットを使う機器が増えたため、自由に利用できるIPv4アドレスは不足しています。

そこで登場したのがIPv6です。

IPv6では、IPv4よりも遥かに多くのIPアドレスを利用出来ます。

その数は、約340澗（かん）個という、とても大きな数字です。

日常生活ではほとんど使わない単位なので、正確な数を覚える必要はありません。

「IPv6では、非常に沢山のIPアドレスを利用できる」と考えておけば大丈夫です。

IPv6を利用すると、家庭内のパソコンやスマートフォンに、それぞれ外部との通信に使えるIPv6アドレスを割り当てる事が出来ます。

そのため、IPv4の様に、IPアドレスの数が足りないから複数の機器で共有しなければならない、という問題を大きく減らせます。

ただし、現在のインターネットではIPv4とIPv6の両方が使われています。

例えば、自宅のインターネット回線がIPv6に対応していても、接続先のサービスがIPv4だけに対応している場合があります。

その様な時には、IPv4を使った通信も必要になります。

そこで使われる方法の1つが「IPv4 over IPv6」です。

これは、簡単に言うと、IPv6のネットワークを通してIPv4の通信を運ぶ仕組みです。

IPv4 over IPv6には幾つかの種類があり、プロバイダ側で大規模なアドレス変換を行う方式もあります。

そのため、IPv6に対応した回線を利用していても、IPv4の通信ではCGNの様な仕組みが関係する事があります。

また、IPv6になれば外部からの通信を全て自由に受け付けられる、という訳でもありません。

IPv6でも、ルーターやファイアウォールによって、外部からの通信が制限される場合があります。

つまり、IPアドレスが十分にある事と、外部から自由に接続出来る事は別の話なのです。

今後、IPv6が更に広まれば、IPv4アドレスを節約するためのNATやCGNの役割は小さくなっていくでしょう。

しかし、IPv4を利用するサービスが残っている間は、NAT・NAPT・CGNの知識も役立ちます。

NAT・NAPT・CGNを覚えるポイントと間違いやすい点

最後に、NAT・NAPT・CGNの違いをもう一度整理しておきましょう。

3つともIPアドレスに関係する技術ですが、同じ物ではありません。

まず、NATはIPアドレスを別のIPアドレスに変換する技術です。

学校や会社、自宅などのネットワークで使っているIPアドレスを、外部向けのIPアドレスに変える時などに利用されます。

次に、NAPTはIPアドレスだけでなく、ポート番号も利用する仕組みです。

これによって、複数のパソコンやスマートフォンが、1つのグローバルIPアドレスを共有出来ます。

そしてCGNは、プロバイダが複数の契約者でグローバルIPv4アドレスを共有するための仕組みです。

家庭用ルーターのNAPTが、1つの家庭にある複数の機器をまとめるのに対して、CGNは別々の家庭の通信をまとめる事が出来ます。

ここで、良くある勘違いを紹介します。

1つ目は、「NATとNAPTは完全に別の技術」という考え方です。

初心者向けの説明では、NATを1対1のIPアドレス変換、NAPTを複数の通信をまとめる方式として紹介する事があります。

しかし、実際にはNAPTもNATの一種です。

そのため、ルーターの設定画面に「NAT」と書かれていても、NAPTの機能を指している場合があります。

2つ目は、「CGNはNAPTとは全く関係が無い」という考え方です。

CGNは、プロバイダ側で大規模なアドレス共有を行う仕組みです。

そして、その中ではNAPTの様に、IPアドレスとポート番号を利用して通信を区別する方法が使われています。

つまり、NAPTとCGNは全く無関係な物ではありません。

3つ目は、「CGNを利用しているとインターネットが必ず遅くなる」という考え方です。

CGNを利用していても、普段のWebサイト閲覧や動画視聴などは問題無く行える場合があります。

通信速度は、インターネット回線の混雑状況や、利用している機器の性能、接続先のサーバーなど、様々な条件によって変わります。

そのため、CGNを使っているという理由だけで、必ず通信速度が遅くなる訳ではありません。

ここまでの内容を比較表で確認しましょう。

この3つを覚える時に大切なのは、名前を丸暗記する事ではありません。

それぞれの技術が、どんな問題を解決するために使われているのかを理解する事です。

NATは、ネットワークの内側と外側でIPアドレスを変換するための技術です。

NAPTは、複数の機器が同じグローバルIPアドレスを共有出来る様にするための仕組みです。

CGNは、限られたグローバルIPv4アドレスを、多くの契約者で利用出来る様にするための仕組みです。

「NATは変換、NAPTは家庭内で共有、CGNはプロバイダ側で共有」

この様に整理すれば、3つの違いが覚え易くなるでしょう。