ルーティング・NAT
まず結論
ルーティングはパケットを目的地まで届けるための「経路選択」です。NAT/NAPTはプライベートIPをグローバルIPに変換する技術。デフォルトゲートウェイとルーティングテーブルの仕組みが試験の核心です。
ルーティングの仕組み
PC
192.168.1.10
192.168.1.10
→
ルーター
（デフォルトGW）
192.168.1.1
（デフォルトGW）
192.168.1.1
→
インターネット
（次のルーター）
（次のルーター）
→
目的サーバー
203.0.113.1
203.0.113.1
PCは自ネットワーク外宛のパケットを全てデフォルトゲートウェイ（ルーター）に送る
ルーティングテーブル
| 宛先ネットワーク | サブネットマスク | ゲートウェイ | 説明 |
|---|---|---|---|
| 192.168.1.0 | /24 | 直接接続 | 自分のLAN |
| 10.0.0.0 | /8 | 192.168.1.254 | 他のLANへ |
| 0.0.0.0 | /0 | 192.168.1.1 | デフォルトルート（それ以外全て） |
最長一致（Longest Match）：ルーティングテーブルでは最もプレフィックスが長い（より具体的な）ルートが優先される。0.0.0.0/0は全てにマッチするが最低優先度。
NAT・NAPT
NAT（Network Address Translation）
プライベートIPアドレス↔グローバルIPアドレスを1対1で変換。グローバルIPが複数必要。
NAPT（IPマスカレード）
プライベートIP複数→グローバルIP1つに変換（ポート番号で識別）。家庭用ルーターで使用。IPアドレス不足問題を解消。
NAPTの変換テーブル例
| プライベート | グローバル（変換後） |
|---|---|
| 192.168.1.10:1024 | 203.0.113.1:8000 |
| 192.168.1.11:1025 | 203.0.113.1:8001 |
| 192.168.1.12:1026 | 203.0.113.1:8002 |
グローバルIPが1つでも、ポート番号で複数の端末を識別
ルーティングプロトコル
RIP（距離ベクター型）
ホップ数（通過ルーター数）を距離の指標とする。最大15ホップ。小規模ネットワーク向け。
OSPF（リンク状態型）
ネットワーク全体のトポロジー情報を共有。帯域幅を考慮した最短経路を選択。大規模向け。
🎯 試験での出方
- 「デフォルトゲートウェイの役割」→ LAN外への出口ルーター
- 「NATとNAPTの違い」→ NATは1対1、NAPTはポートで複数→1
- 「IPマスカレード」→ NAPTの別名
- 「RIPの最大ホップ数」→ 15ホップ
⚠️ よくある間違い
- 「NATは複数のプライベートIPを1つのグローバルIPに変換できる」→ ✗ NATは1対1。複数対1はNAPT（IPマスカレード）
- 「デフォルトゲートウェイはDNSサーバーと同じ」→ ✗ 別物。ルーターはゲートウェイ機能とDNSフォワーダー機能の両方を持つことはある
✍️ 確認クイズ
Q1. 家庭のルーターが複数の端末をインターネットに接続する際に使う技術はどれか。
✅ 正解は②。家庭用ルーターはNAPT（IPマスカレード）を使い、複数のプライベートIPを1つのグローバルIPとポート番号の組み合わせで管理します。
Q2. ルーティングテーブルの「デフォルトルート（0.0.0.0/0）」の役割はどれか。
✅ 正解は②。0.0.0.0/0はデフォルトルートで、他のエントリにマッチしないすべての宛先への「最後の手段」となる経路。通常はインターネットへの出口（デフォルトゲートウェイ）を指す。
Q3. RIPのホップ数の上限はいくつか。
✅ 正解は①。RIPの最大ホップ数は15。16ホップ以上は「到達不能」として扱われます。この制限から大規模ネットワークにはOSPFなどが使われます。
Q4. NAT（Network Address Translation）の主な役割はどれか。
✅ 正解は②。NAT（Network Address Translation）は組織内のプライベートIPとインターネット上のグローバルIPを変換する技術。NATにより複数の端末が1つのグローバルIPを共有してインターネットに接続できます（特にNAPT/IPマスカレード）。ドメイン名変換はDNSの役割です。
Q5. OSPFとRIPの説明として正しいものはどれか。
✅ 正解は②。RIP（Routing Information Protocol）はホップ数（経由するルーター数）を指標に経路を選択し、最大15ホップという制限から小〜中規模向け。OSPF（Open Shortest Path First）はリンクの帯域幅をコストとして最短経路を計算し、規模制限がなく大規模ネットワークに適します。両方とも内部ゲートウェイプロトコル（IGP）です。
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