【Day44】ルーティングとNAT(アドレス変換)

投稿者: | 2026年1月10日

〜おうちのWi-Fiをのぞいてみよう〜

こんにちは!
IPアドレスとサブネットが分かってきたら、次に学ぶのが ルーティングNAT
ここが分かると、

  • 「なぜ家のPCはインターネットにつながるの?」
  • 「グローバルIPって何に使われているの?」

がスッと理解できるようになります 👍


この記事で分かること(目次)

1️⃣ ルーティングとは?

● ひとことで言うと

👉 データを目的地まで案内する仕組み


🌈 幼稚園児でもわかる例え

ルーティングは カーナビ です 🚗

  • 出発地:自分のパソコン
  • 目的地:Webサーバ
  • ルータ:交差点に立つ案内係

「次は右!」「ここは高速道路!」と
最短・最適な道を選ぶ のがルーティング。


🧠 技術的な説明(試験向け)

  • ルータは ルーティングテーブル を持っている
  • そこに
    • 宛先ネットワーク
    • 次に送る相手(ネクストホップ)
      が書かれている

📘 ルーティングの種類

  • スタティックルーティング:人が手で設定
  • ダイナミックルーティング:自動で学習(RIPなど)

📝 過去問ポイント

IPアドレスに基づいて転送先を決定する装置はどれか

答え:ルータ


2️⃣ NAT(アドレス変換)とは?

● ひとことで言うと

👉 IPアドレスの付け替え屋さん


🌈 幼稚園児でもわかる例え

NATは 代表者1人で外に出る仕組み 🧑‍💼

  • 家の中(LAN):家族みんな
  • 外(インターネット):1人しか出られない
  • 代表者:ルータ

家族全員の用事をまとめて外に伝え、
帰ってきたら「これはお母さんの」「これは子どもの」と配る。


🧠 技術的な説明(試験向け)

  • LAN内:プライベートIP
  • インターネット側:グローバルIP
  • NATは
    • 送信時:IPを書き換える
    • 受信時:元の端末に戻す

📌 特に重要

  • NAPT(IPマスカレード)
    → ポート番号も使って複数端末を識別

3️⃣ 通信経路の図解イメージ

https://www.researchgate.net/publication/320322146/figure/fig1/AS%3A548239512018944%401507721893582/Typical-configuration-of-a-home-network-using-NAT.png
https://www.oreilly.com/openbook/linag2/book/lag2_1101.gif
https://cdn.kastatic.org/ka-perseus-images/0d415093c4d2160530541f0170204200c89111d3.svg

図の見どころ

  1. PCは 192.168.x.x(プライベートIP)
  2. ルータで NAT変換
  3. 外には 1つのグローバルIP
  4. 戻り通信は ポート番号で振り分け

4️⃣ ルーティング × NAT のセット理解(超重要)

役割何をしている?
ルーティングどこへ送るか決める
NAT誰の通信か分かるように変換する

👉 行き先案内+身分証の付け替え
この2つがセットでインターネット通信は成立します。


5️⃣ 基本情報技術者・過去問風問題

問題

家庭内LANで複数の端末が、
1つのグローバルIPアドレスを使って
同時にインターネット接続できる理由はどれか。

A. ルーティング
B. NAT
C. DNS
D. DHCP


✅ 正解

B. NAT

👉 ポート番号を使って通信を識別しているため。


6️⃣ ここまで来たら合格ライン!

この章で押さえるべきキーワード👇

  • ルータ
  • ルーティングテーブル
  • スタティック / ダイナミック
  • NAT / NAPT
  • グローバルIP / プライベートIP

これらは 午前問題の常連 です。



👉 「ファイアウォールとDMZ

  • 送信時
    👉 プライベートIP → グローバルIP に変換
  • 受信時
    👉 グローバルIP → 元のプライベートIP に戻す

この 往復セット が NAT(特に NAPT)です。


幼稚園児でもわかる例え 🌈

🏠 家族と郵便のたとえ

  • 家の中の人(PC・スマホ)
    プライベートIP
  • 家の代表住所
    グローバルIP
  • 受付係(ルータ)
    NAT

📤 外に出すとき

子どもが手紙を出す
→ 受付係が 家の代表住所 に書き換えて出す

📥 戻ってくるとき

家の代表住所あてに返事が来る
→ 受付係が
「これは誰の手紙だったかな?」と調べて
正しい人に配る

👉 このときの「調べるメモ」が ポート番号 です。


技術的に正確な説明(試験向け)

🔁 NAT / NAPTの動き

① 送信時

192.168.1.10:12345
↓(NAT変換)
203.0.113.5:50001
  • IPアドレスを書き換える
  • ポート番号も付け替える(NAPT)

② 受信時

203.0.113.5:50001
↓(NAT逆変換)
192.168.1.10:12345
  • 変換表(NATテーブル)を見て元に戻す

👉 自動で戻るので、利用者は意識しない


⚠️ よくある誤解ポイント

❌ 勘違い

PC自身がグローバルIPに変わる

✅ 正解

PCはずっとプライベートIPのまま
グローバルIPを使うのは ルータ


📝 試験での聞かれ方(超頻出)

問題(基本情報風)

複数の端末が、1つのグローバルIPアドレスを共有して
インターネット通信できる仕組みはどれか。

A. ルーティング
B. DNS
C. NAT
D. DHCP

👉 正解:C(NAT)


🌟 まとめ(ここだけ覚えればOK)

項目内容
プライベートIPLAN内専用
グローバルIPインターネット用
変換する人ルータ(NAT)
変換の方向行きも帰りも
見分け方ポート番号

ここが理解できたら、ネットワーク分野は
「暗記」から「理解」ステージに入っています👏


DHCPとポート番号を理解すると、ネットワークが一気につながる!


IPアドレス、ルーティング、NATまで来たあなたは、もうネットワーク中級者手前です👏
今回は、その仕上げとも言える

  • DHCP(IPアドレスの自動配布)
  • ポート番号(アプリの入口)

をセットで解説します。


① DHCPとは?(まずは結論)

ひとことで言うと

👉 IPアドレスを自動で配ってくれる仕組み


🌈 幼稚園児でもわかる例え

🎒 幼稚園の名札配り

  • 朝、園児が登園する
  • 先生が
    「はい、あなたは1番」「あなたは2番」と
    名札を自動で配る

これが DHCP です。

  • 園児 → パソコン・スマホ
  • 名札 → IPアドレス
  • 先生 → DHCPサーバ(たいていはルータ)

👉 手で名札を書かなくていいからラク!


🧠 技術的な説明(試験向け)

DHCPは次の情報を 自動でまとめて配布 します。

  • IPアドレス
  • サブネットマスク
  • デフォルトゲートウェイ
  • DNSサーバ

DHCPの流れ(超有名)

DISCOVER → OFFER → REQUEST → ACK

💡 覚え方
でぃ・お・り・あ(出会い)」


📝 過去問ポイント(DHCP)

問題
ネットワークに接続した端末に対して、
IPアドレスなどの設定情報を自動的に割り当てる仕組みはどれか。

A. DNS
B. NAT
C. DHCP
D. ARP

答え:C


② ポート番号とは?

ひとことで言うと

👉 アプリケーションごとの受付番号


🌈 幼稚園児でもわかる例え

🏢 大きなビルの受付

  • ビルの住所 → IPアドレス
  • 受付カウンター番号 → ポート番号
  • 用件
    • Web → 80番
    • メール → 25番

👉 同じビルでも、入口が違えば別の用事


🧠 技術的な説明(試験向け)

  • ポート番号:0〜65535
  • 通信は
    IPアドレス + ポート番号
    のセットで識別される

よく出るウェルノウンポート番号

サービスプロトコルポート番号
HTTPTCP80
HTTPSTCP443
FTPTCP21
SMTPTCP25
DNSUDP/TCP53
POP3TCP110
IMAPTCP143
SSHTCP22

👉 80 / 443 / 25 / 53 は特に頻出!


③ DHCPとポート番号の関係

💡 実はDHCPもポート番号を使っている!

  • DHCPサーバ:UDP 67番
  • DHCPクライアント:UDP 68番

つまり…

  • DHCPも
  • Webも
  • メールも

👉 全部ポート番号で区別されている


📝 過去問(ポート番号)

問題
HTTPS通信で使用されるポート番号はどれか。

A. 80
B. 110
C. 443
D. 25

答え:C


④ NAT・DHCP・ポート番号のつながり(重要)

機能何をしている?
DHCPIPアドレスを配る
NATIPアドレスを変換
ポート番号アプリを識別

👉 家庭用ルータは
DHCP + NAT + ルータ + ファイアウォール
全部入りの優等生マシン。


🌟 まとめ(試験直前用)

  • DHCP:IPアドレスの自動設定
  • ポート番号:アプリの入口
  • 通信識別:IP + ポート
  • NAT:ポート番号で戻り先を判断

ここまで来たら、ネットワーク分野は得点源 です 💪