一般的な家庭に住んでいる場合は、スマートフォン、ラップトップ、スマート TV、そしておそらくゲーム機をすべて同時にインターネットに接続しているでしょう。これらのデバイスはすべて、ISP から提供される単一のパブリック IP アドレスを共有します。では、携帯電話にビデオを読み込むとき、ルーターはビデオをスマート TV ではなく携帯電話に送信することをどのようにして認識するのでしょうか?
この背後にある魔法は、ネットワーク アドレス変換 (NAT) と呼ばれるプロセスです。
プライベート IP アドレスとパブリック IP アドレス
ルーターは、家の中にプライベートなローカル ネットワークを作成します。 Wi-Fi に接続されているすべてのデバイスにプライベート IP アドレス (通常は 192.168... または 10.0... で始まります) を割り当てます。ただし、これらのプライベート アドレスは、パブリック インターネット上ではルーティングできません。
NATの役割
携帯電話でビデオ リンクをタップすると、携帯電話はルーターにリクエストを送信します。ルーターはリクエストを調べて、いくつかのことを実行します。
- 電話機のプライベート IP アドレスを変換テーブルに記録します。
- 電話機のプライベート IP をルーターのパブリック IP アドレスに置き換えます。
- リクエストに一意の「ポート番号」を割り当て、インターネットに送信します。
ビデオ サーバーにとって、リクエストはルーターから直接送信されたように見えます。サーバーは、特定のポート番号をタグ付けして、ビデオ データをルーターのパブリック IP アドレスに送り返します。
荷物の配達
ビデオ データが家に到着すると、ルーターは受信データのポート番号をチェックし、その変換テーブルを調べて、「ああ、ポート 55432 がプライベート IP 192.168.1.5 でスマートフォンによって行われたリクエストと一致します。」と判断します。その後、データが携帯電話に転送されます。
アドレスを変換し、ポートをチェックするこのプロセス全体は、毎秒数千のパケットに対してミリ秒単位で実行され、家の中の誰もが干渉することなく正しいデータを取得できるようにします。