CiscoルータでPAT（Port Address Translation）を設定する方法【NATオーバーロード設定】

2026年3月14日2026年4月15日

ネットワーク

Cisco IOS PAT / NAT ルータ設定インターネット接続

ネットワーク構築では、社内の複数端末をインターネットへ接続させるためにPAT（Port Address Translation）を利用することが多くあります。グローバルIPアドレスは限られたリソースであるため、1つのIPアドレスで多数の端末が通信できるPATは、現代のネットワーク設計において欠かせない技術です。

この記事では、CiscoルータでのPATの仕組みから設定手順・確認コマンド・トラブルシュートまで、実務目線で体系的に解説します。NATとPATの違いを正確に理解したうえで、自信を持って設定できるようになることを目指します。

👷 現場での体験談

新しい拠点にCiscoルータを設置してPATを設定したとき、ACLでの対象ネットワーク定義は完璧だったのに「インターネットにつながらない」という状況になりました。

原因はip nat insideとip nat outsideの設定を逆に付けていたことでした。PATの設定自体は正しくても、インターフェースへのinside/outside指定が間違っていると一切動作しません。「設定したのにつながらない」ときは、まずここを確認するのが現場での定石です。

PAT構成図 — PAT（NATオーバーロード）構成：1つのグローバルIPとポート番号で複数端末の通信を識別

NATとPATの違いを整理する

設定に入る前に、NATとPATの違いを正確に理解しておきましょう。混同しやすいため、整理しておくことが重要です。

種別	フルネーム	変換の対象	1対1 or 多対1	主な用途
Static NAT	静的アドレス変換	IPアドレスのみ	1対1（固定）	公開サーバーへの固定変換
Dynamic NAT	動的アドレス変換	IPアドレスのみ	1対1（プールから動的割当）	複数グローバルIPのプール管理
PAT（NATオーバーロード）	ポートアドレス変換	IPアドレス＋ポート番号	多対1（ポートで識別）	企業・家庭のインターネット接続

PATはNATオーバーロードとも呼ばれ、Cisco IOSではoverloadキーワードで有効化します。最大65,535個のポート番号を使い分けることで、1つのグローバルIPアドレスで理論上数万台の端末を同時接続させることができます。

PATの通信フローを理解する

PATがどのように動作するかを具体的なIPアドレスとポート番号の例で確認します。

内部ネットワーク（192.168.10.0/24）に3台の端末があり、それぞれがインターネット上の同じWebサーバー（203.0.113.1:80）へHTTPS通信を行う場面を例にします。

図1：PATの通信フロー（送信元変換の例）

上図のように、内部ではそれぞれ異なるIPアドレスの通信が、ルータのPAT処理によって同一のグローバルIPアドレス（10.10.10.10）+ 異なるポート番号に変換されます。返りの通信はルータのNATテーブルを参照して元の内部端末へ正確に届けられます。

図2：NATテーブルのエントリ数と同時接続数の関係

今回の設定構成

以下のシンプルな構成を前提に設定手順を解説します。

要素	値	備考
LANネットワーク	192.168.10.0/24	PATの対象
LAN側インターフェース	GigabitEthernet1	ip nat inside を設定
外部側インターフェース	GigabitEthernet0	ip nat outside を設定
外部側IPアドレス（例）	10.10.10.10	PATの変換後IPアドレス

PAT設定の全手順

STEP 1：NAT対象ネットワークをACLで定義する

最初に、PATの変換対象となる内部ネットワークをアクセスリストで定義します。ここで定義したネットワーク宛ての通信だけがPAT変換の対象になります。

Router(config)# access-list 1 permit 192.168.10.0 0.0.0.255

ここで使う0.0.0.255はワイルドカードマスクです。サブネットマスクのビットを反転させたもので、255.255.255.0（/24）を反転させると0.0.0.255になります。

ℹ ワイルドカードマスクとサブネットマスクの関係

サブネットマスク	→	ワイルドカードマスク
255.255.255.0（/24）	→	0.0.0.255
255.255.0.0（/16）	→	0.0.255.255
255.255.255.128（/25）	→	0.0.0.127

STEP 2：PAT（NATオーバーロード）を設定する

STEP 1で定義したACLをPATの対象として紐付け、外部インターフェースのIPアドレスに変換する設定を行います。

Router(config)# ip nat inside source list 1 interface GigabitEthernet0 overload

キーワード	意味
source list 1	STEP 1で作成したアクセスリスト1の通信を変換対象にする
interface GigabitEthernet0	外部インターフェースに設定されたIPアドレスに変換する（動的に取得）
overload	ポート番号を使って複数端末が同一IPを共有するPAT（NATオーバーロード）を有効化する

⚠ overloadを忘れるとDynamic NATになる overloadキーワードを省くとDynamic NATになります。その場合、外部IPアドレスが1つしかなければ1台しか同時接続できず、ほとんどの場合は意図した動作になりません。PATを設定する際はoverloadを必ず付けてください。

STEP 3：インターフェースにinside / outsideを設定する

PATが動作するためには、各インターフェースにNATの方向を必ず設定する必要があります。この設定を忘れると、STEP 1・2が正しくてもPATは一切動作しません。体験談で紹介した落とし穴もここです。

LAN側インターフェース（inside）

Router(config)# interface GigabitEthernet1
Router(config-if)# ip address 192.168.10.1 255.255.255.0
Router(config-if)# ip nat inside
Router(config-if)# no shutdown

外部側インターフェース（outside）

Router(config)# interface GigabitEthernet0
Router(config-if)# ip address 10.10.10.10 255.255.255.0
Router(config-if)# ip nat outside
Router(config-if)# no shutdown

設定	設定するインターフェース	意味
ip nat inside	LAN側（内部ネットワーク）	「この側からの通信がNATの変換対象」と定義
ip nat outside	WAN側（外部ネットワーク）	「この側へNAT変換して送信する」と定義

STEP 4：デフォルトルートを確認・設定する

PATでアドレス変換できても、インターネットへのルートがなければパケットは外へ出ていきません。デフォルトルートが設定されているかを確認し、なければ追加します。

! デフォルトルートの確認
Router# show ip route | include 0.0.0.0

! デフォルトルートの設定例（上位ルータが10.10.10.1の場合）
Router(config)# ip route 0.0.0.0 0.0.0.0 10.10.10.1

動作確認コマンド

設定が完了したら、PATが正しく動作しているかを確認します。

① NAT変換テーブルの確認

Router# show ip nat translations

Pro  Inside global       Inside local        Outside local        Outside global
tcp  10.10.10.10:10001   192.168.10.10:49152 203.0.113.1:80       203.0.113.1:80
tcp  10.10.10.10:10002   192.168.10.11:49153 203.0.113.1:80       203.0.113.1:80
tcp  10.10.10.10:10003   192.168.10.12:49154 203.0.113.1:80       203.0.113.1:80

各列の意味は以下の通りです。

フィールド	意味
Inside global	変換後の外部から見えるIPアドレス＋ポート（グローバルIP）
Inside local	変換前の内部端末の実際のIPアドレス＋ポート
Outside local	内部から見た通信相手（外部）のIPアドレス
Outside global	外部ネットワーク上の通信相手のIPアドレス（通常はOutside localと同じ）

② NAT統計情報の確認

Router# show ip nat statistics

Total active translations: 3 (0 static, 3 dynamic; 3 extended)
Outside interfaces:
  GigabitEthernet0
Inside interfaces:
  GigabitEthernet1
Hits: 120  Misses: 0

Hitsが増えていれば変換が正常に行われています。Inside/Outside interfacesが意図したインターフェースになっているかも確認しましょう。

③ NATテーブルのクリア（テスト時）

設定変更後に動作を再確認したい場合は、既存のNATテーブルをクリアして新しい通信でテストします。

! NATテーブルをすべてクリア
Router# clear ip nat translation *

🚨 本番機でのclearは慎重に clear ip nat translation *は既存の通信セッションが切断される可能性があります。本番稼働中の機器では、業務影響を考慮してメンテナンス時間帯に実施してください。

PATが動かないときのトラブルシュート

「設定したのにインターネットにつながらない」という場合の確認手順をまとめます。

図3：PAT設定ミスの原因内訳（現場経験ベースのイメージ）

inside / outsideが逆になっていないか

最も多いミスです。show ip nat statisticsでInside/Outside interfacesが正しいか確認します。

overloadキーワードが抜けていないか

show running-config | include ip natで設定を確認します。overloadがなければDynamic NATになっています。

ACLのネットワーク範囲が正しいか

ワイルドカードマスクのミスで対象外のネットワークを定義していないか確認します。show access-listsでACLの内容とヒット数を確認できます。

デフォルトルートが設定されているか

PATでアドレス変換できてもルートがなければパケットは外へ出ません。show ip routeでデフォルトルートの有無を確認します。

設定の全コマンドまとめ

今回の設定をすべてまとめたコマンド一覧です。実務での参考にしてください。

! ===== PAT（NATオーバーロード）設定 全コマンド =====

! STEP 1：NAT対象ネットワークをACLで定義
access-list 1 permit 192.168.10.0 0.0.0.255

! STEP 2：PATを設定（overloadキーワードが必須）
ip nat inside source list 1 interface GigabitEthernet0 overload

! STEP 3：LAN側インターフェースの設定
interface GigabitEthernet1
 ip address 192.168.10.1 255.255.255.0
 ip nat inside
 no shutdown

! STEP 3：WAN側インターフェースの設定
interface GigabitEthernet0
 ip address 10.10.10.10 255.255.255.0
 ip nat outside
 no shutdown

! STEP 4：デフォルトルートの設定（上位ルータが10.10.10.1の場合）
ip route 0.0.0.0 0.0.0.0 10.10.10.1

! ===== 動作確認コマンド =====
show ip nat translations
show ip nat statistics
show ip route
show access-lists