ポートアドレス変換（PAT）

PAT（ポートアドレス変換）とは？

PATは「Port Address Translation」の略で、TCP（またはUDP）/IPパケットのIPアドレスとポート番号を、別のIPアドレスとポート番号に変換する技術です。一般にはNAPT（Network Address Port Translation）またはIPマスカレードと呼ばれ、「PAT」という用語は特にCisco Systemsで使用されています。

PAT（NAPT）は、IPパケットヘッダー内のIPアドレスを変換する技術であるNAT（Network Address Translation）を拡張した高度な技術です。IPv4アドレスの枯渇問題に対処するため、組織内のデバイスには通常プライベートIPアドレスが割り当てられますが、インターネット経由で外部サーバーと通信する際にはグローバルIPアドレスが必要です。NATは、プライベートIPアドレスをグローバルIPアドレスに変換することで、この通信を可能にします。ただし、NATは1対1でアドレスを対応付けるため、複数のデバイスからの同時通信には対応できません。この制約を解消するのがPAT（またはNAPT）です。

PATは、プライベートIPアドレスが割り当てられたデバイスから受信したパケットについて、送信元IPアドレスをグローバルIPアドレスに変換し、送信元ポート番号を変更します。また、変換前後のアドレスの対応関係を記録し、パケットをインターネットに転送します。サーバーからの応答は、変更後のIPアドレスとポート番号宛てに送信されます。PATは、それらを元のプライベートIPアドレスとポート番号に戻してから、送信元のデバイスにパケットを配信します。

システムは、異なるプライベートIPアドレスから送信されたパケットを一意に識別できるよう、ポート番号を変更します。複数のデバイスが外部と通信する際に同じグローバルIPアドレスを共有していても、ポート番号は異なるため、PATはデバイスを識別し、複数のエンドポイントとの同時通信を可能にします。

現在では、PATとNAPTは一般に「NAT」という総称でまとめられることがよくあります。NATは内部ネットワークを外部ネットワークから隠蔽できるため、ネットワークのセグメンテーションと基本的なセキュリティに寄与しますが、包括的なセキュリティソリューションではありません。外部の脅威に対するセキュリティを強化するには、多くの場合、エンドツーエンドのトンネリング技術を追加する必要があります。