基本情報技術者 2012年 春期 午前（科目A） 問37
問題文
プライベートIPアドレスの複数の端末が、一つのグローバルIPアドレスを使ってインターネット接続を利用する仕組みを実現するものはどれか。
選択肢
ア：DHCP
イ：DNS
ウ：NAPT（正解）
エ：RADIUS
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NAPTによるアドレス共有【午前解説】
正解の理由
正解は ウ：NAPT です。
質問は「複数のプライベートIPアドレスの端末が、一つのグローバルIPアドレスを使ってインターネットに接続する仕組み」を問うています。NAPT（Network Address and Port Translation、一般にはPATとも呼ばれる）は、送信元IPだけでなく送信元ポート番号も書き換えて、1つのグローバルIPで多数の内部ホストをインターネットに接続できます。ルーターが変換テーブル（内部IP:内部ポート ↔ グローバルIP:割当ポート）を保持し、外向きトラフィックのポートを書き換えて戻り通信を正しい内部端末に転送します。これによりプライベートアドレス空間を節約しつつ同時接続を実現します。
質問は「複数のプライベートIPアドレスの端末が、一つのグローバルIPアドレスを使ってインターネットに接続する仕組み」を問うています。NAPT（Network Address and Port Translation、一般にはPATとも呼ばれる）は、送信元IPだけでなく送信元ポート番号も書き換えて、1つのグローバルIPで多数の内部ホストをインターネットに接続できます。ルーターが変換テーブル（内部IP:内部ポート ↔ グローバルIP:割当ポート）を保持し、外向きトラフィックのポートを書き換えて戻り通信を正しい内部端末に転送します。これによりプライベートアドレス空間を節約しつつ同時接続を実現します。
解法ステップ
- 問題文のキーワードを確認：複数のプライベートIP、単一のグローバルIP、インターネット接続。
- 各選択肢の役割を思い出す：DHCP（割当）、DNS（名前解決）、NAPT（アドレス＋ポート変換）、RADIUS（認証）。
- 「単一のグローバルIPで複数端末」＝一対多の変換が必要＝ポート単位の変換が行えるものを選ぶ。
- よってNAPTが該当するため ウ を選択。
選択肢別の誤答解説
- ア: DHCP
DHCPは動的にIPアドレスやデフォルトゲートウェイ、DNSサーバ情報などを配布するプロトコルであり、トラフィックの送信元アドレスやポートを変換して共有する機能はありません。 - イ: DNS
DNSはドメイン名とIPアドレスを対応付ける名前解決サービスで、通信経路やアドレス変換の役割は担いません。 - ウ: NAPT
NAPTは送信元IPと送信元ポートをグローバルIPの異なるポートに書き換えることで、一つのグローバルIPで多数の内部ホストが同時に通信できるようにします。これが本問の要件に合致します。 - エ: RADIUS
RADIUSは認証・認可・課金（AAA）サーバのプロトコルで、接続の認証や属性配布を行うものであり、アドレス／ポート変換とは無関係です。
よくある誤解
- 「DHCPがやる」は誤解：DHCPはIPアドレスや設定を配布するプロトコルで、送信トラフィックのアドレス/ポート変換は行いません。
- 「NATとNAPTは同じ」と考える誤解：静的なNAT（1対1）とNAPT（1対多、ポート変換を伴う）は役割が異なり、問題文の要件はNAPTに該当します。
- 「ポート書き換えは透明で問題ない」との誤解：一部アプリケーション（SIP、FTP、P2P等）はポート情報をアプリ層で扱うため、NAPTで問題を起こすことがあります。
補足コラム
- 用語整理：NAPTは一般にPAT（Port Address Translation）とも呼ばれ、NATの一形態です。NATには静的な1対1のマッピング（サーバ公開など）とNAPTのような1対多のマッピングがあります。
- 変換例（簡易）：
内部端末A: 192.168.0.2:50000 → グローバル: 203.0.113.5:61000 内部端末B: 192.168.0.3:50000 → グローバル: 203.0.113.5:61001 - 制限と運用上の注意：ポート枯渇（特に多数の同時接続がある場合）、アプリケーション層のパラメータの書き換え問題（SIP/FTP）、受信側でポートフォワーディングが必要なケースなどがあります。キャリアが大規模に採用するCGN（Carrier-Grade NAT）も同様の概念ですが運用上の影響が大きくなります。将来的にはIPv6普及でこれらの問題が緩和されます。
FAQ
Q1: NATとNAPTの違いは何ですか？
A1: NATは一般にIPアドレスの書き換えを指し、NAPTはIPに加えてポート番号も書き換え、1つのグローバルIPで複数内部ホストを同時に扱える点が特徴です。
A1: NATは一般にIPアドレスの書き換えを指し、NAPTはIPに加えてポート番号も書き換え、1つのグローバルIPで複数内部ホストを同時に扱える点が特徴です。
Q2: NAPTで外部から内部サーバに直接アクセスできますか？
A2: 可能ですが、通常はルーターでポートフォワード（静的マッピング）を設定する必要があります。NAPTはデフォルトでは内向きの接続のための状態を持ちますが、外向きからの新規接続はルールが必要です。
A2: 可能ですが、通常はルーターでポートフォワード（静的マッピング）を設定する必要があります。NAPTはデフォルトでは内向きの接続のための状態を持ちますが、外向きからの新規接続はルールが必要です。
Q3: DHCPでグローバルIPを配ることはありますか？
A3: 家庭用ルータやISPの仕組みで、DHCPはローカルやISP内部でグローバルIPを配布することはありますが、問題の「複数のプライベートIPを単一のグローバルIPで共有する」機能を提供するものではありません。
A3: 家庭用ルータやISPの仕組みで、DHCPはローカルやISP内部でグローバルIPを配布することはありますが、問題の「複数のプライベートIPを単一のグローバルIPで共有する」機能を提供するものではありません。
関連キーワード: プライベートIP、NAPT、ポートアドレス変換、グローバルIP、NAT、PAT、ポート変換、ルーター、CGN、NATトラバーサル
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