プライベートネットワークの定義と仕組み：RFC1918・NAT・LAN入門

RFC1918・NAT・LANの基礎と運用上の注意点を図解でわかりやすく解説、家庭・企業のネットワーク設計とセキュリティ対策がすぐ分かる入門ガイド

インターネット用語では、プライベートネットワークとは通常、RFC1918で定義されたプライベートIPアドレス空間を用いるネットワークを指します。社内LANや家庭内ネットワークなど、インターネットプロトコルを使った内部ネットワーク上の端末は、このアドレス空間からIPを割り当てられて互いに通信します。

RFC1918で定義されたプライベートアドレス範囲

IPv4のRFC1918で予約されているプライベートアドレス範囲は次の3つです。

• 10.0.0.0/8（10.0.0.0–10.255.255.255）
• 172.16.0.0/12（172.16.0.0–172.31.255.255）
• 192.168.0.0/16（192.168.0.0–192.168.255.255）

これらのアドレスはグローバルにはルーティングされないことを前提に設計されており、多くの家庭用ルータやオフィスLANで一般的に使われています。プライベートIPアドレスは、IPv4でのパブリックアドレス不足への対策として導入されました。IPv6が登場した背景の一つはこの制限の解消ですが、完全な置換はまだ進行中です。

NAT（Network Address Translation）とゲートウェイの役割

プライベートネットワークからインターネットへ接続する場合、内部のプライベートアドレスをそのままインターネット上で使うことはできません。そのため、境界に置かれた「仲介ゲートウェイ」（一般にはNAT機能を持つルータやファイアウォール、あるいはプロキシサーバー）がプライベートIPをパブリックなグローバルIPに変換してやり取りを仲介します。

NATの主な方式：

• SNAT（ソースNAT）/静的NAT：内部ホストのソースIPを別のグローバルIPに書き換える。サーバに固定のグローバルIPを割り当てるときに使う。
• PAT（Port Address Translation、オーバーロードNAT）：複数の内部ホストを1つのグローバルIPとポート番号の組で多重化する方式。家庭用ルータで一般的。
• DNAT（宛先NAT）：外部から来たパケットの宛先IPを内部サーバに書き換える。ポートフォワーディングもこれに含まれる。

NATはステートフルであり、内部から外部へ開始された通信の戻りトラフィックを追跡して正しい内部ホストへ返します。逆に、外部から直接内部の任意ホストへ到達させるにはDNATやポート開放が必要です。

インターネット側でRFC1918アドレスが破棄される理由

インターネット上のルータやISPは、RFC1918範囲のパケットをグローバルルーティングしないようにフィルタリング（いわゆるbogonフィルタ）していることが一般的です。これにより、プライベートアドレスが意図せずインターネットへ露出してしまうことや、アドレス衝突による障害を防ぎます。したがって、プライベートアドレスを含むパケットはゲートウェイでNAT変換され、変換後のグローバルアドレスで外部と通信します。

プライベートネットワーク間の接続と発生しうる問題

異なる組織や拠点のプライベートネットワークを接続（例：VPNや専用線）する場合、同一のプライベートアドレス空間を使っているとアドレス重複やルーティング衝突が発生します。また、両側がNATに依存していると「二重NAT」やNAT越えの問題（特にピアツーピアや一部プロトコル）で通信が困難になることがあります。

代表的な解決策：

• 事前にアドレスプランを調整して重複を避ける（最も確実）。
• トンネル終端で片側または両側でNATを行い、アドレスを翻訳して衝突を回避する。
• VPNオーバーレイでアドレス書き換え（NAT44/NAT64など）やアドレスマッピングを行う。
• 可能ならIPv6（ULA fc00::/7 など）への移行や再ナンバリングを検討する。

運用上の注意とセキュリティ

プライベートネットワークは「外部から直接到達できない」という性質により一定の分離効果を持ちますが、それだけで完全なセキュリティが確保されるわけではありません。内部からの不正アクセス、マルウェアの横展開、誤設定による公開などリスクは常に存在します。以下の点に注意してください。

• 境界にファイアウォールを設置し、適切なアクセス制御（インバウンド/アウトバウンド）を行う。
• DHCPやDNSの設定、静的IP割当てを文書化して管理する。サーバやネットワーク機器は固定IPを使うことが多い。
• アドレス計画を作成し、拠点間接続時の重複を避ける。
• NATが影響するプロトコル（FTPのアクティブモード、SIP、IPsecの一部、P2Pなど）にはALGsや専用の対策を検討する。
• 必要に応じてネットワークをセグメント化（VLANやサブネット分割）し、最小権限の原則を適用する。

その他の関連事項

IPv6ではRFC1918に相当するIPv4のプライベートアドレスとは別に、Unique Local Addresses（ULA、fc00::/7）や、リンクローカルアドレス（fe80::/10）が用意されています。IPv6はアドレス空間が大きく、グローバルな割り当ての制限が緩和される一方で、運用・セキュリティ設計（ファイアウォール、アドレス計画、DNSなど）は依然として重要です。

まとめとベストプラクティス

• プライベートネットワークはRFC1918の範囲を使って内部通信を行うのが一般的で、インターネットとやり取りする際はNATやプロキシを介してグローバルIPが用いられる。
• プライベートアドレスはインターネット上でルーティングされないため、ISP側ではこれらを破棄する設定になっている場合が多い。
• 拠点間接続ではアドレス重複やNAT越え問題に注意し、事前のアドレス調整や適切なNAT/VPN設計を行う。
• セキュリティ対策（境界防御、アクセス制御、ネットワーク分割、運用ドキュメント）を怠らない。
• 可能ならIPv6導入を段階的に進め、将来的な再ナンバリングや互換性対応を計画する。

家庭や小規模オフィスでは、ルータが自動でプライベートIP（例：192.168.x.x）を配布し、NATでインターネットに接続するのが標準的です。企業や大規模環境では、明確なアドレス計画、冗長なゲートウェイ、適切なNATポリシーとファイアウォール設計が重要になります。

質問と回答

Q:プライベートネットワークとは何ですか?

Q:プライベートIPアドレスが作られた理由は何ですか?

Q:アイソレーションはプライベートネットワークにどのような安全性をもたらすのか?

Q:異なる組織が同じプライベートアドレスの範囲を使用する場合、アドレスの衝突のリスクはどうなるのでしょうか?

Q:プライベートネットワーク上の機器が他のネットワークと通信する必要がある場合、どのような機器が必要ですか?

Q:RFC 1918アドレスのパケットを転送するために、公衆インターネットルーターに追加の設定が必要ですか?

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