プライベートIPとNATとは何か

家庭や職場の端末がルーターの内側にあり、NATを通じて外部へ通信する仕組みを学びます。

スマホやPCでネットワーク設定を見ると、IPアドレスが表示されていることがあります。

しかし、そのIPアドレスがそのままWebサイト側から見えているとは限りません。

家庭や職場のネットワークでは、多くの場合、端末には内側のネットワーク用のIPアドレスが割り当てられています。そして、インターネットへ通信するときには、ルーターがNATという仕組みを使って、内側の通信と外側の通信を対応づけています。

この記事では、「端末に表示されているIPアドレス」と「Webサイトから見えるIPアドレス」が違う場合がある、という点を整理します。

IPアドレスには見える範囲がある

IPアドレスは、どこからでも同じように見えるとは限りません。

家庭内のスマホやPCに表示されるIPアドレスは、家庭内ネットワークで使われるものです。一方、Webサイト側から見えるIPアドレスは、インターネット側から見たアクセス元のIPアドレスです。

この2つは一致することもありますが、家庭用Wi-Fiや職場ネットワークでは一致しないことが多いです。

たとえば、自宅のPCに 192.168.1.10 と表示されていても、Webサイト側から 192.168.1.10 が見えているとは限りません。通常、外部のWebサイトから見えるのは、ルーターや回線側で使われている外側のIPアドレスです。

プライベートIPとは

プライベートIPとは、家庭、職場、組織内ネットワークなど、内側のネットワークで使うために予約されているIPアドレスです。

代表的なプライベートIPv4アドレスの範囲は次の通りです。

家庭用ルーターでは、 192.168.0.x や 192.168.1.x のようなIPアドレスがよく使われます。

このようなプライベートIPは、家庭内や職場内の端末を識別するために使われます。ただし、通常はそのままインターネット上の宛先としては使われません。

つまり、 192.168.1.10 というIPアドレスの端末が自宅にあったとしても、インターネット上の別の場所から 192.168.1.10 を指定して、その端末へ直接アクセスできるわけではありません。同じようなプライベートIPは、世界中の家庭や職場で繰り返し使われているからです。

グローバルIPとは

グローバルIPとは、インターネット上で使われるIPアドレスです。

Webサイト、メールサーバー、DNSサーバーなど、インターネット上で通信する機器や回線には、外部から識別できるIPアドレスが使われます。

家庭のネットワークでは、スマホ、PC、タブレット、ゲーム機などがそれぞれプライベートIPを持っていても、外部のWebサイトからは同じグローバルIPからアクセスしているように見えることがあります。

これは、端末が直接インターネット上に出ているのではなく、ルーターを経由して通信しているためです。

端末に表示されるIPとWebサイトから見えるIPの違い

家庭内のPCに、次のようなIPアドレスが割り当てられているとします。

192.168.1.10

これは家庭内ネットワークでのPCのIPアドレスです。

このPCでWebサイトにアクセスしたとき、Webサイト側に通常見えるのは 192.168.1.10 ではありません。多くの場合、Webサイト側から見えるのは、ルーターや回線側の外側IPアドレスです。

ここで重要なのは、IPアドレスには「内側から見たIP」と「外側から見たIP」があるということです。

端末に表示されているIPアドレスだけを見ても、Webサイト側から自分がどう見えているかは判断できません。

NATとは

NATとは、Network Address Translationの略で、ネットワークアドレス変換と呼ばれます。

家庭用ネットワークでは、内側の端末にはプライベートIPが割り当てられています。しかし、インターネットへ出るときには、ルーターが外側のIPアドレスを使って通信します。

このときルーターは、内側の端末から出た通信を外側の通信へ変換し、返ってきた応答を正しい端末へ戻します。

たとえば、家庭内に次のような端末があるとします。

家庭内では、PC、スマホ、タブレットは別々のプライベートIPを持っています。

しかし、外部のWebサイトから見ると、それらの端末が同じ外側IPからアクセスしているように見えることがあります。

NATは通信の対応表を管理する

NATでは、ルーターが内側の端末と外側の通信を対応づけています。

たとえば、PCがWebサイトにアクセスすると、ルーターは「この通信は 192.168.1.10 のPCから始まったものだ」と管理します。そして、Webサイトから返ってきた応答を、正しいPCへ戻します。

スマホが別のWebサイトにアクセスした場合も、ルーターは別の通信として管理します。

家庭用ルーターで一般的に使われるNATでは、IPアドレスだけでなく、TCPやUDPのポート番号も含めて対応づけることが多いです。

これにより、複数の端末が同じ外側IPを使っていても、ルーターは「どの応答をどの端末へ返すべきか」を区別できます。

厳密には、このように複数の内側IPアドレスを1つの外側IPアドレスと複数のポート番号に対応づける仕組みは、NAPTやPATと呼ばれることがあります。ただし、日常的な説明では、これもまとめてNATと呼ばれることが多いです。

複数の端末が1つの外側IPを共有できる

NATによって、家庭内の複数の端末は、1つの外側IPを共有してインターネットへアクセスできます。

たとえば、同じWi-Fiに接続しているPCとスマホが、それぞれ別のWebサイトへアクセスしても、Webサイト側から見ると同じ外側IPから通信しているように見えることがあります。

この仕組みにより、家庭内のすべての端末が個別のグローバルIPを持たなくても、インターネットを利用できます。

IPv4では利用できるアドレス数に限りがあるため、プライベートIPとNATは家庭用ネットワークや組織内ネットワークで広く使われています。

外から家庭内端末へ直接入れるとは限らない

NATを使っている環境では、家庭内の端末から外部へ通信を始めることはできます。

一方で、外部から家庭内の端末へ直接通信を始めることは、通常そのままではできません。

理由は、ルーター側に「その外部から来た通信を、内側のどの端末へ渡すべきか」という対応関係がないためです。

ただし、これは「完全に安全」という意味ではありません。ルーターの設定、端末側の設定、使用しているアプリケーション、脆弱性、ログイン状態などによってリスクは変わります。

NATは外部からの通信を結果的に通しにくくすることがありますが、本来の目的は匿名化や防御そのものではなく、内側と外側の通信を対応づけることです。

NATは匿名化技術ではない

NATによって、外部のWebサイトから家庭内端末のプライベートIPが直接見えないことがあります。

しかし、NATは匿名化技術ではありません。

NATの主な役割は、内側のプライベートIPと外側の通信を対応づけることです。身元を隠すための仕組みではありません。

Webサイトやサービス側には、外側のIPアドレス、アクセス時刻、ブラウザ情報、OS情報、Cookie、ログイン情報、アカウント情報などが残る可能性があります。

また、同じ外側IPを共有していても、サービス側はCookieやログイン状態などによって、端末や利用者を区別できる場合があります。

そのため、「プライベートIPがWebサイトに直接見えない」ことと、「匿名で通信できる」ことは別の話です。

回線側でも変換される場合がある

家庭用ルーターの外側に、必ず利用者専用のグローバルIPが割り当てられているとは限りません。

回線事業者側でさらにNATが行われる場合もあります。この場合、家庭用ルーターの管理画面に表示される外側IPと、Webサイト側から見えるIPが一致しないことがあります。

このような仕組みはCGNATと呼ばれます。

ただし、ここで押さえるべき重要点は単純です。

端末に表示されるIP、ルーターの外側IP、Webサイトから見えるIPは、常に同じとは限りません。

まとめ

家庭や職場の端末には、プライベートIPが割り当てられることがあります。

プライベートIPは、家庭内や職場内のネットワークで端末を識別するために使われます。代表的な範囲には、 10.0.0.0/8 、 172.16.0.0/12 、 192.168.0.0/16 があります。

一方、Webサイトなど外部のサービスから見えるのは、端末のプライベートIPではなく、ルーターや回線側の外側IPであることが多いです。

NATは、内側の端末と外側の通信を対応づける仕組みです。家庭用ルーターでは、IPアドレスだけでなくポート番号も含めて対応づけることで、複数の端末が1つの外側IPを共有できるようにしています。

ただし、NATは匿名化技術ではありません。

重要なのは、次の区別です。

端末に表示されているIPアドレスと、Webサイトから見えるIPアドレスは違う場合があります。

この違いを理解すると、家庭内ネットワークとインターネット側からの見え方を正確に整理しやすくなります。

参考仕様

RFC 1918 - Address Allocation for Private Internets URL : https://datatracker.ietf.org/doc/html/rfc1918

RFC 3022 - Traditional IP Network Address Translator URL : https://www.rfc-editor.org/info/rfc3022/

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