応用情報技術者 2014年秋期午前2 問32

問題文

PCが、NAPT (IPマスカレード) 機能を有効にしているルータを経由してインターネットに接続されているとき、PC からインターネットに送出されるパケットのTCPとIPのヘッダのうち、ルータを経由する際に書き換えられるものはどれか。

選択肢

ア：宛先のIPアドレスと宛先のポート番号

イ：宛先のIPアドレスと送信元のIPアドレス

ウ：送信元のポート番号と宛先のポート番号

エ：送信元のポート番号と送信元のIPアドレス（正解）

NAPT (IPマスカレード) によるパケットヘッダ書き換え【午前2 解説】

要点まとめ

結論：NAPT機能を持つルータは送信元IPアドレスと送信元ポート番号を変更して通信を管理します。
根拠：NAPTは複数の内部端末が1つのグローバルIPを共有するため、送信元情報を書き換え識別します。
差がつくポイント：宛先情報は変更せず、送信元のIPとポート番号のみ書き換える点を正確に理解することが重要です。

正解の理由

NAPT（Network Address Port Translation）は、プライベートIPアドレスを持つ複数のPC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に接続するための技術です。
この際、ルータは送信元のプライベートIPアドレスと送信元ポート番号をグローバルIPアドレスと別のポート番号に書き換えます。
これにより、戻ってくる応答パケットを正しい内部PCに振り分けることが可能になります。
宛先のIPアドレスやポート番号は変更されません。
したがって、正解は「送信元のポート番号と送信元のIPアドレス」を書き換えるエです。

よくある誤解

宛先のIPアドレスやポート番号も書き換わると誤解しがちですが、NAPTでは送信元情報のみが変わります。
また、単なるNATとNAPTの違いを混同し、ポート番号の書き換えを忘れることも多いです。

解法ステップ

NAPTの役割を理解する（複数端末のグローバルIP共有）。
送信元と宛先のIPアドレス・ポート番号のうち、どれが書き換えられるかを考える。
宛先情報は変更されないことを確認。
送信元IPアドレスと送信元ポート番号が書き換えられることを知る。
選択肢の中から該当するものを選ぶ。

選択肢別の誤答解説

ア: 宛先のIPアドレスと宛先のポート番号
→ 宛先情報は変更されず、誤り。
イ: 宛先のIPアドレスと送信元のIPアドレス
→ 宛先は変わらず、送信元ポート番号も変わるため不完全。
ウ: 送信元のポート番号と宛先のポート番号
→ 宛先ポート番号は変わらないため誤り。
エ: 送信元のポート番号と送信元のIPアドレス
→ 正解。NAPTが書き換えるのは送信元情報のみ。

補足コラム

NAPTはポート番号を利用して複数の内部端末を識別するため、ポート番号の書き換えが必須です。
単なるNAT（IPアドレス変換）ではポート番号は変わらず、NAPTはより細かい管理が可能です。
また、NAPTはファイアウォール機能と組み合わせてセキュリティ強化にも寄与します。

FAQ

Q: なぜ宛先のIPアドレスは書き換えられないのですか？
A: 宛先は通信相手のサーバーのIPアドレスであり、変更すると通信先が変わってしまうためです。

Q: NAPTとNATの違いは何ですか？
A: NATはIPアドレスのみを書き換えますが、NAPTはIPアドレスとポート番号の両方を書き換え、複数端末の識別を可能にします。

関連キーワード: NAPT, IPマスカレード、NAT, TCP/IPヘッダ、送信元IPアドレス、送信元ポート番号、ルータ、ネットワークアドレス変換

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