cgnatとは？初心者にも分かるCGNの仕組みと家庭・学校での影響共起語・同意語・対義語も併せて解説！

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高岡智則

年齢：33歳性別：男性職業：Webディレクター（兼ライティング・SNS運用担当）居住地：東京都杉並区・永福町の1LDKマンション出身地：神奈川県川崎市身長：176cm 体系：細身〜普通（最近ちょっとお腹が気になる）血液型：A型誕生日：1992年11月20日最終学歴：明治大学・情報コミュニケーション学部卒通勤：京王井の頭線で渋谷まで（通勤20分）家族構成：一人暮らし、実家には両親と2歳下の妹恋愛事情：独身。彼女は2年いない（本人は「忙しいだけ」と言い張る）

cgnatとは？基本の仕組み

cgnatとは「Carrier-Grade NAT」の略で、ISPが家庭内の機器をインターネットとつなぐときに使う技術です。IPv4アドレスが足りなくなったとき、1つの公衆IPアドレスを多くの利用者で使い回すために設計されています。この仕組みを使うと、あなたのスマホ・パソコン・ゲーム機には「私用のIPアドレス（プライベートIP）」が割り当てられ、ISPの側で複数のプライベートIPをまとめて1つの公衆IPに変換します。

例え話として、アパートの共有ポストを想像してみましょう。部屋ごとに部屋番号があるように、家庭内の機器にも私用のIPがついています。しかし、郵便物を受け取るためには外の世界とつながる「公開ポスト」が必要です。CGNATは、アパートの全戸が同じ公開ポストを使って郵便物を出し入れできるようにする仕組みです。

なぜ CGNAT が必要なのか：IPv4のアドレスが不足している状況を緩和するためです。新しくプロバイダを契約した人でも、1人1台ずつ公開IPv4を割り当てられないことが多く、結果としてCGNATが広く使われます。これにより、コストを抑えつつ多くの人がインターネットを利用できるようになりました。

CGNATの動きと仕組み：家庭内の端末（スマホ、パソコン、ゲーム機など）は私用のIPアドレスを使います。インターネットへ出るときにはISPのCGNAT機器が1つの公衆IPに変換します。返ってくるデータもこの公衆IPに紐づくポート番号を使って内部の機器へ届けられます。つまり、同じ公衆IPを複数の家庭が同時に使っている状態です。

この仕組みにはいくつかの影響が出ます。まず、外部から自宅の機器へ直接アクセスする「受け」側の接続が難しくなることが多いです。例えば、自宅のゲームサーバーを公開したり、リモートデスクトップで自分のPCへ接続したりするのが難しくなることがあります。SNSの一部機能やオンラインゲームの一部ポートが必要になると、接続が不安定になることもあります。

生活・学習・仕事への影響：CGNATは日常生活には大きな支障をきたさないことが多いですが、下記の場面では影響を受けることがあります。・オンライン会議での「ポートの制限」・家庭内サーバーの公開・P2P系アプリの動作不安定・ポート開放が必要な場合の設定困難。これらはCGNATの共用性が原因で起こることが多いです。

対策としては、次のような選択肢があります。IPv6の利用を検討する、固定IPの提供を受ける/静的IPを契約する、VPNを介して接続するなどです。IPv6が普及すれば「公開IPv6アドレスを直接使える」ケースが増え、CGNATが原因の問題を回避しやすくなります。とはいえ、すぐにIPv6だけで完結するわけではなく、家庭の機器の対応状況やISPの提供状況によって選択肢が変わります。

CGNATとNATの違い

よくある疑問は「NAT」と「CGNAT」の違いです。NATは家庭内機器と外部の間に一段の変換を行う技術で、典型的には家庭のルータが公衆IPを1つだけ使い、内部機器には私用IPを割り当てます。CGNATはISP側でさらに多くの利用者をまとめて1つの公衆IPに変換する機構で、より大規模なスケールでの共有です。結果として、CGNATは「同じ公衆IPが複数の家で同時に使われている」状態を作り出します。

実用的なまとめ：CGNATはIPv4不足を解決するための現実的な技術です。私たちの日常にはほとんど影響が見られない場合も多いですが、直に機器を外部へ公開したい場合には問題が生じます。
・自宅の機器を外部に公開する必要がある場合は、ISPへ相談して静的IPの提供を受ける、またはIPv6対応を確認するのが良いでしょう。
・IPv6の普及とともに、CGNATの影響は徐々に減っていくことが期待されています。

観点	NAT（家庭内）	CGNAT（ISP側）	公開IPv4の状態
IPの割り当て	1家庭に1つの複数端末用IP	1つの公衆IPを複数世帯で共有	不足が発生しやすい
外部からの接続	比較的容易	難しいことが多い	不可避になる場合がある
対応策	ポート開放、UPnP など	IPv6・静的IP・VPNなど	状況に応じて選択

要約すると、cgnatはIPv4不足を解決するための現実的な解決策であり、私たちの生活を大きく変える要素は少なくありませんが、特定の条件下では接続の自由度が制限されることがあります。技術の進歩とIPv6の普及により、将来的にはCGNATの問題が減っていくことが期待されています。

cgnatの同意語

キャリアグレードNAT: 通信事業者が自社のネットワーク側で実装する大規模なNAT。多数の利用者が同じIPv4アドレスを共有することでIPv4資源を節約する技術で、家庭用ルータのNATとは異なる回線側NATの代表例です。
キャリアNAT: キャリアグレードNATの略称として使われることがある表現。通信事業者側での大規模NATの総称。
大規模NAT: 多数の利用者が1つのIPv4アドレスを共有するNATの総称。CGNATと同義語として使われる場面が多いです。
ISP向けNAT: インターネットサービスプロバイダ（ISP）側で実装するNAT。家庭内の機器が行うNATとは性質が異なり、回線全体を対象にします。
回線側NAT: 回線提供者側で通信の翻訳を行うNAT。CGNATはこのタイプのNATの代表的な実装です。
回線プロバイダNAT: 回線提供者（ISP）側で用意されるNATの別称。CGNATと同義で使われることがあります。
共有NAT: 複数の端末が同じグローバルIPv4アドレスを共有して外部と通信するNAT。CGNATの別称として使われることがあります。
グローバルIPv4資源節約NAT: IPv4アドレス資源を節約する目的のNATで、CGNATの背景や役割を説明する言い換え表現です。
NAT44型CGNAT: CGNATは主にNAT44としてIPv4−IPv4の翻訳を行う技術で、家庭機器のNATとは異なる大規模NATの実装です。

cgnatの対義語・反対語

エンドツーエンド接続: CGNATの対極となる概念。ISPやネットワーク設計でNATを介さず、端末同士が直接通信できる状態。公衆IPv4アドレスを個別に割り当てるか、IPv6ネイティブ運用を前提とするケースで実現されやすい。
NATなし: NAT機能を使わない構成。プライベートIPをグローバルIPへ翻訳する工程がなく、端末が直接インターネットへ出られる状態を指します。CGNATの反対の考え方として使われる表現です。
個別の公衆IPv4アドレス割当: 顧客ごとに独立した公衆IPv4アドレスを割り当てる方式。CGNATの代わりにNATを使わなくて済む最も直感的な対義語です。
公開IPv4アドレスの直接割当: 各顧客が直接公衆IPv4アドレスを持つ割り当て方針。CGNATを使わずにエンドツーエンド性を高める考え方。
ネイティブIPv6運用: IPv6を前提として運用する設計。IPv4 NATの必要性を低減・排除し、エンドツーエンド接続を実現しやすくします。
IPv6ネイティブ接続: IPv6がネイティブに機能し、NATを使わず直接通信できる接続形態。CGNATの対義として分かりやすい表現です。
直接ルーティング型ネットワーク: NATを介さず、各端末や顧客へ直接ルーティングするネットワーク設計。CGNATの対極となる構成を指します。

cgnatの共起語

CGNAT: Carrier‑Grade NAT の略。通信事業者が多数の利用者のIPv4アドレスを共有する大規模なNATの仕組み。
NAT: Network Address Translation の略。内部ネットワークのIPアドレスを別のアドレスへ翻訳して通信を可能にする技術。
NAT44: IPv4同士の変換を行うNATの形式。CGNATの主たる実装として使われることが多い。
NAT64: IPv6とIPv4の橋渡しを行う変換機構。IPv6オンリー環境とIPv4資源をつなぐ役割。
DS-Lite: Dual-Stack Lite。IPv6ネットワーク上でIPv4トラフィックをNATする仕組み。
IPv4アドレス枯渇: IPv4アドレスの不足が進む現象。CGNATが導入される背景の一つ。
IPv6移行: IPv6へ移行する動き。CGNATの代替として注目されることが多い。
デュアルスタック: IPv4とIPv6を同時に使えるネットワーク構成。
プライベートIPアドレス: 内部LAN用の予約済みIPアドレス（例：10.x.x.x、172.16.x.x、192.168.x.x）。CGNAT環境では端末にプライベートIPが割り当てられることが多い。
グローバルIPアドレス: インターネット上で一意に識別される公開IP。CGNATでは複数端末が同じグローバルIPを共有することがある。
IPv4アドレス: 外部と通信する際に使われるIPv4。CGNAT下では端末が直接公開IPv4を持たないことがある。
ポートフォワード制限: CGNAT環境では外部から内部端末へ直接接続するポート開放が難しくなることがある。
ポート空き/ポート枯渇: 外部からの接続に使えるポートが不足する現象。
LSN（Large Scale NAT）: 大規模 NAT の略。CGNATと同様の目的で用いられる用語。
VPN制限: CGNATの存在によりVPNの安定性や機能が制限されることがある。
ゲーム接続問題: オンラインゲームで直接接続が難しくなり、遅延や接続不安定が発生しやすい。
NATトラバーサル/ NAT透過: NATの背後にある機器と直接通信する技術。CGNAT環境では難しいことがある。
geoIP/位置情報のズレ: 同じ外部IPを共有するため、実際の位置と異なる情報が返されることがある。
IPv6エンドツーエンド通信: IPv6のみで端末同士が直接通信できる状態。CGNATを回避する一つの理想形。

cgnatの関連用語

CGNAT: キャリアグレードNAT。ISPのネットワーク側で多数の利用者のIPv4アドレスを共有する大規模なNAT。IPv4アドレス不足を背景に広く導入されている。
NAT: ネットワークアドレス変換。内部ネットワークのIPアドレスと外部のIPアドレスを変換し、1つの公的IPで複数機器が通信できるようにする技術。
NAT44: IPv4-IPv4の変換。CGNATの核となる機能で、ISPゲートウェイ等で実装される。
NAT64: IPv6ネットワークからIPv4サービスへ接続する際の翻訳。IPv6のみの端末がIPv4資源にアクセスできるようにする。
NAT46: IPv4ネットワークからIPv6サービスへ接続する際の翻訳。移行期に使われる翻訳手法の一つ。
NAT444: 家庭内のNAT（CPE）とキャリア側NATの2段階NAT。IPv4アドレス不足対策として用いられることがある。
Large-Scale NAT (LSN): 通称CGNAT。広範囲の端末を1つのアドレス空間で扱う大規模NATの総称。
RFC6598 Shared Address Space: キャリアグレードNATで使われる共有アドレス空間の定義。100.64.0.0/10を使用する。
100.64.0.0/10: CGNATで使われる共有アドレス空間の具体的な範囲。内部向けアドレスと外部インターネットの橋渡し用として使われる。
DS-Lite: Dual-Stack Lite。IPv6ネットワーク上でIPv4をNAT44で変換して通信する仕組み。
464XLAT: モバイルネットワークなどでIPv4をIPv6の上で動作させる技術。b4とCLAT、NAT64の組み合わせを使う。
IPv4アドレス枯渇: IPv4アドレスが不足してきた状態。これがCGNATの普及理由の一つ。
RFC1918 Private IPv4アドレス: 家庭・企業内で使われる私有IPv4アドレス。例: 10.0.0.0/8、172.16/12、192.168/16。
Public IPv4アドレス: インターネット上で直接到達可能なIPv4アドレス。CGNAT下では複数端末が同じ公的IPを共有することがある。
受信接続制限: CGNAT下では外部から内部機器へ直接接続するのが難しく、受信ポート開放が制限される。
ポートフォワーディング制限: CGNAT環境ではポートフォワードが基本的に機能しないか、制限されることが多い。
P2P通信の困難性: P2P通信が難しくなることがある。直接接続の確立が阻害される場合がある。
IPv6導入の利点: IPv6を使えばNATの必要性が減り、端末同士の直接通信が増える利点がある。
IPv6オンリーネットワーク: IPv6のみで運用されるネットワーク。IPv4混在を減らし、将来の拡張性を高める。
6rd: IPv6をIPv4網で迅速に展開する技術。NAT回避というよりIPv6普及を促す手段の一つ。
6to4: 古いIPv6移行技術。現在は実用例が少なくなっているが関連技術として知っておくと良い。
NATトラバーサル: NAT背後の端末同士が通信できるようにする技術群。UPnP、NAT-PMP、PCPなどを利用する。