NAT（ナット）とは、家庭や会社の中だけで通じるIPアドレス（プライベートIPアドレス）と、インターネットで通じるIPアドレス（グローバルIPアドレス）を相互に変換する仕組みのことです。正式には「Network Address Translation（ネットワークアドレス変換）」といい、主にルーターがこの役割を担います。
現実世界でいえば、会社の「代表電話と内線番号」のようなものです。社員それぞれに内線番号（プライベートIP）はありますが、外部との電話はすべて代表番号（グローバルIP）でやり取りし、交換手（ルーター）が「この応答はどの内線宛てか」を取り次ぎます。外から見えるのは代表番号だけなので、限りある電話番号を節約でき、内線の様子も外からは分かりません。
NATが必要な理由
インターネットで使えるIPv4のグローバルIPアドレスは約43億個しかなく、すべての機器に配るには足りません。そこで、家庭や社内の機器には自由に使えるプライベートIPアドレスを割り当てておき、インターネットに出るときだけ、ルーターが1つのグローバルIPアドレスに変換して代表でやり取りする——これがNATの基本的な役割です。
NATとNAPT（IPマスカレード）
厳密には、変換の方式によって呼び名が分かれます。
| 方式 | 特徴 | 電話に例えると |
|---|---|---|
| NAT | IPアドレスを1対1で変換する。 | 専用番号への転送 |
| NAPT （IPマスカレード） |
ポート番号も使い、1つのグローバルIPを多数の機器で共有する。家庭用ルーターの標準方式。 | 代表番号＋内線での取り次ぎ |
日常会話で「NAT」と言うとき、実際にはこのNAPTを指していることがほとんどです。
NATの利点と限界
NATにはアドレスの節約に加えて、外部から内部の機器へ直接アクセスできなくなるという、防御壁のような副次効果もあります。一方で、外部からの接続を前提とするアプリ（一部のゲームやファイル共有など）が動きにくくなることがあり、「ポート開放」という追加設定が必要になる場合があります。なお、アドレス枯渇の根本的な解決策としては、IPv6への移行が進んでいます。
あわせて知っておきたい用語
- IPアドレス（IP Address）：
ネットワーク上の機器の住所。NATはこれを変換する仕組みです。 - ルーター（Router）：
ネットワーク同士をつなぐ機器。家庭ではNATの実行役です。 - IPv6：
アドレス枯渇を根本解決する新しい規格。NATに頼らない通信が可能です。 - ポート番号（Port Number）：
通信の窓口を区別する番号。NAPTでの取り次ぎに使われます。
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