NAT の種類

192.168.0.1:1000 172.16.0.1:2000

0 0 6 : 3 . 0 . 6 1 . 2 7 1 0

0 4 : 2 . 0 . 6 1 . 2 7

1 172.16.0.2:500

1 2

3

under NAT Cone NAT

図5.1 Cone NAT

192.168.0.1:1000 172.16.0.1:2000

172.16.0.3:600 172.16.0.2:500

172.16.0.1:2001

under NAT Symmetric NAT

図5.2 Symmetric NAT

ここで，NAT下にあるノードにデータを送信するパターンとして，

1. NAT 下 に あ る ノ ー ド が 過 去 に 送 信 し た 宛 先 か ら の 送 信 (172.16.0.2:400 → 172.16.0.1:2000)

2. NAT下にあるノードが過去に送信した先と同じ IPアドレスであるが違うポート

番号からの送信 (172.16.0.2:500 →172.16.0.1:2000)

3. NAT下にあるノードが過去に送信していない宛先からの送信(172.16.0.3:600 → 172.16.0.1:2000)

があり，このパターンのうちどれをフィルタリングするかで，Cone NATはさらに細か い種類に分けられる．すなわち，1. 2. 3全てのデータをNAT 下のノードに配信するよ うなNATをFull Cone NAT，1. 2. のデータのみを配信するNATをRestricted Cone NAT，1. のデータのみを配信するNATをPort-Restricted Cone NATと分類する．

図5.2は，Symmetric NATによってソースアドレスが変換されている様子を示してい る．この図のようにSymmetric NAT では，送信先アドレスが違う場合，異なるソース

SW

NAT

The Internet

150.65.1.1

192.168.1.1 192.168.1.2

Port: 7000 192.168.1.2:5000 under NAT

2

3 1

図5.3 ヘアピンルーティング

アドレスに変換される．そのため，NAT下にあるノードは，過去に通信を行っていない ノードからのデータを受信することが出来ない．

NATのヘアピンルーティング

次に，本節ではNATの大きな特徴の一つであるヘアピンルーティング [27]に関する問 題について説明する．ヘアピンルーティングとは，同じローカルネットワークに存在する ノードへ，NAT を中継して行う転送方式のことである．いくつかのNATでは，このヘ アピンルーティングはサポートされず，P2P ネットワークアプリケーションで問題とな る場合がある．

図 5.3は，ヘアピンルーティングを行なっている様子を示している．ここでは，NAT は150.65.1.1というグローバルなIPアドレスを持っており，このNATの下に2台のホ ストが存在する．なお，これらホストには，それぞれ 192.168.1.1と192.168.1.2という プライベートなIPアドレスが割り振られており，グローバルアドレスの150.65.1.1:7000 と，192.168.1.2:5000^{というアドレスが}NATによって関連付けられている．

いま，192.168.1.1のホストから，192.168.1.2:5000へとデータを送信したいとする．

この時，宛先アドレスに150.65.1.1:7000を選択した場合のパケットの転送方法が，ヘア ピンルーティングとなり，これは図 5.3^の1で示される経路で表されている．ヘアピン ルーティングは，このように，ローカルネットワークの内側にあるホストに対して，グ ローバルアドレスを宛先としてデータを送信した場合に発生する．もしも，NATが正し くルーティングを行っているのならば，図 5.3の1で示されるように，パケットは正しく 192.168.1.2:5000 へと転送されるはずである．

ところが，実際には，図 5.3の2で示されるように，正しいルーティングを行わずに，

パケットを破棄してしまうNATが存在する．このようなNATはヘアピンルーティング 不可のNATや，単純にヘアピン不可NATなどと呼ばれ，P2Pネットワークアプリケー ションでは問題となる場合がある．

しかしながら，多くの家庭で用いられるNATでは，図5.3の3で示されるように，ロー カルのアドレスである192.168.1.2を宛先として指定すれば問題無く通信が出来る．ロー カルネットワーク内にあるサービス発見としては，zeroconf [23]とMulticast DNS [24]

を用いたBonjour [4]・Avahi [2]や，UPnP [17]などがあり，P2Pネットワークアプリ ケーションにこれらを用いれば，ヘアピン不可のNATであっても正しく通信ができる．

一方，Large Scale NAT [58]などに代表される，ISPレベルでのNATは図 5.3の3で 示すような，ローカル同士の通信は行えない．しかしながら，これらの場合はヘアピン ルーティングが可能となっているので，P2P ネットワークアプリケーションとしては問 題にならない．