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NS ネットワークアドレス変換（NAT）テーブル プライベートネットワーク上のデバイスがインターネットなどのパブリックネットワークにアクセスできるようにするものです。
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多くの場合、パブリックネットワークとプライベートネットワークの間にはエントリポイントが1つしかなく、そのエントリポイントは通常ルーターです。ルーター自体には公開IPアドレスがありますが、プライベートネットワーク上のデバイス（ルーターの背後に「隠されている」）にはプライベートIPアドレスしかありません。
データパケットがプライベートネットワークからパブリックネットワークに移動するとき、それらのプライベートIPアドレスは、パブリックネットワークと互換性のあるパブリックIPアドレスに「変換」される必要があります。パブリックネットワークからプライベートネットワークに着信するデータパケットについても同じです。
NATテーブルのしくみ
NATテーブルは、まさにそのように聞こえます。ネットワークアドレス変換のテーブルです。テーブルの各行は、基本的に1つのプライベートアドレスから1つのパブリックアドレスへのマッピングです。
NAT対応のデバイスにはいくつかの種類がありますが、ルーターはホームユーザーにとって最も一般的であるため、例ではそれらを使用します。
画像クレジット： 、 ウィルソンジョセフ 、 AfterGrind 、 エドワードボートマン 名詞プロジェクト経由
ルーターがプライベートネットワーク上のデバイスから要求を受信すると、データパケットは確保され、特定の変更を加えることができます。何よりもまず、各データパケットの「送信元IP」がプライベートIPアドレス（例：192.168.0.100）からルーターのパブリックIPアドレス（例：68.202.151.70）に変更されます。その他の細かい部分も変更されています。
次に、ルーターはNATテーブルにエントリを作成します。これを行うには、データパケットの宛先アドレスを知る必要があります。外部データパケットがパブリックネットワークからプライベートネットワークに送信されると、ルーターはそれをNATテーブルと比較して、どのプライベートデバイスに送信するのかを判断します。
NATテーブルの各行は、プライベートIPアドレスと外部の宛先アドレスおよびポートのペアです。このペアリングは、 繋がり 。プライベートネットワーク上の各デバイスは、複数のアクティブな接続を持つことができます。
NATエントリが作成されると、ルーターはデータパケットをパブリックネットワークの目的の宛先IPアドレスにプッシュします。データパケットがパブリックネットワークから着信した場合、その「送信元IP」はターゲットデバイスのプライベートIPアドレスに変更されてから、プライベートネットワークにプッシュされます。
最後に、あいまいさを避けるために、最新のNAT技術にはIPアドレスに加えてポート番号が組み込まれています。これにより、プライベートデバイスからパブリックデバイスへのアプリ間の接続を追跡できます。そのような技術は呼ばれます ネットワークアドレスとポート変換（NAPT） 、 ポートアドレス変換（PAT） 、とりわけ。
NATテーブルに関する潜在的な問題
NATテーブルのすべてのエントリには、接続の詳細を格納するために一定量のメモリが必要です。理論的には、アクティブな接続が多すぎると、NATテーブルがいっぱいになる可能性があります。その場合、現在の接続は影響を受けませんが、新しい接続は拒否されます。
インターネットトラフィックの場合、一般的なNATテーブルエントリには約160バイトが必要です。それは全体像ではごくわずかです。概観すると、そのサイズの100,000個のNATテーブルエントリは、約15MBのRAMしか使用しません。最も安価なルーターでも十分です。
言い換えると、最近ではNATテーブルがいっぱいになることはめったになく、RAMがパフォーマンスの低いルーターのボトルネックになることはめったにありません。 しかし、知っておくべきより一般的な問題があります。
安いルーター、遅いルーター
ルーター、特に安価なルーターは、重い処理負荷を処理するように設計されていないため、弱いCPUを搭載していることがよくあります。物理学を計算したり、ルーターで3Dアニメーションを直接処理したりするのではありませんか？
しかし、ネットワークアドレス変換 できる 処理が重いタスクになります！
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プライベートネットワークを離れるすべてのパケットを変換する必要があり、パブリックネットワークから着信するすべてのパケットを変換する必要があります。個々の翻訳は十分に単純かもしれませんが、インターネットを頻繁に使用すると、すべてが合計されます。
これがウェブ閲覧中の私のネットワークアクティビティです。1つの720pYouTubeビデオがタブで開かれ、さまざまなウェブサイト用の他の12のタブがすべてEdgeブラウザで開かれています。
上位9つのプロセスは、1秒あたり平均1,182,149バイトを使用しています。すべてのネットワークインターフェイスには 最大伝送ユニット（MTU） 、これはデータパケットの最大サイズです。イーサネットとWi-FiのMTUは1,500バイトです。
私のコンピューターは、YouTubeビデオを見るだけで、ルーターに最小限の負荷をかけています。 毎秒788パケット 。これは、バイトがすべて1,500バイトのパケットに分割されていることを前提としていますが、実際の使用法ではそうではありません。毎秒1,000から3,000パケットの間のどこかがより現実的です。
負荷が悪化している 帯域幅を大量に消費するアクティビティ 、マルチプレイヤーゲームやトレントなど。実際には、 トレントはとても集中的です それが今日のホームユーザーのNAT問題の主な原因であること。 （数十/数百のピアへのオープン接続。各接続には高速ダウンロードとアップロードが含まれます。）
そして、それは私のプライベートネットワーク上の私のコンピューターだけではありません。私はスマートフォン、タブレット、スマートTVに加えて、私の生活空間を共有している残りの人々のためにいくつかの他のデバイスを持っています。それらはすべてネットワークアドレスの変換も必要です！
結局のところ、私たちは毎秒何千ものデータパケットを話しているのですが、それらはすべて、追いつけない弱いCPUによって変換されています。安価なルーターが 減速する傾向がある 。
何かできることはありますか？
1回限りの問題の場合、NATテーブルをクリアしてゼロから開始するには、ルーターを再起動するだけで十分な場合があります。定期的に発生する場合は、RAMではなくCPUが問題の原因である可能性があります。
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その場合は、ルーターをアップグレードするときが来ました。トップエンドモデルのために現金の札束を払い出す必要はありません。とはいえ、予算の選択肢には近づかないでください。これらは、ライトホームユーザーに適しています。何を入手すればよいかまだわかりませんか？チェックアウト おすすめのWi-Fiルーター 。
最後に、アップグレードするかどうかにかかわらず、必ず ホームネットワークを保護する 。それほど手間はかかりませんが、大きなメリットがあります。
NATテーブルとは何か、そしてそれがどのように機能するかがわかったので、残りの質問はありますか？追加する他のヒントがありますか？下のコメントで教えてください！
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Joel Leeは、2018年からMakeUseOfの編集長を務めています。彼は理学士号を取得しています。コンピュータサイエンスの分野で、9年以上のプロの執筆および編集の経験。
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