トランスポート層・トラフィック制御重要度:★★★出題: AM2・PM1・PM2

NAPT（IPマスカレード）と QoS 優先制御（DSCP / CoS）

なぷとときゅーおーえすゆうせんせいぎょ / NAPT (Network Address Port Translation) & QoS Traffic Control

プライベートIPとポート番号の組をグローバルIPへ動的変換するNAPT、および音声・Web会議通信の遅延・破棄を防ぐQoS優先制御。

3行速習ポイント

NAPTは「送信元IPアドレス＋送信元ポート番号」を変換テーブルで管理し、多数の社内端末から少数のグローバルIPで同時インターネット接続を実現
QoSのDiffServモデルではIPヘッダのDSCP値（またはIEEE 802.1QタグのCoS値）でトラフィックを分類・マーキングし、優先キュー（PQ）やCBWFQで出力制御
シェーピング（バッファに溜めて平滑化送出）とポリシング（契約帯域超過分を即時破棄または優先度格下げ）を使い分けてWAN回線輻輳を制御

図解

図QoS トラフィック制御（シェーピング vs ポリシング）と優先キュー制御

シェーピング（Traffic Shaping）出力平滑化

バースト通信をキュー（バッファ）に保持し契約帯域以下に平滑化して送出（遅延増・破棄少）

ポリシング（Traffic Policing）上限規制

トークンバケットで計測し閾値超過パケットを即時破棄またはDSCP格下げ（遅延なし）

概要と本質

インターネット接続やクラウド移行（Microsoft 365・Web会議導入）では、1人あたり数十〜数百セッションを消費するためNAPTルータのポート枯渇・セッションテーブル設計が重要になります。また限られたWAN帯域で音声・映像の品質を維持するため、L2（CoS）とL3（DSCP）を連携させたQoS設計が求められます。

重要ポイント・コア概念

NAPT変換テーブルは「プロトコル番号（TCP/UDP）、内部IP・ポート、外部グローバルIP・ポート」を対応付け、無通信タイマ満了またはFIN/RSTで解放する
音声（VoIP）などリアルタイム性が求められる通信はLLQ（低遅延キューイング / PQ）へ割り当て、帯域暴走を防ぐため最大帯域制限（ポリシング）を併用する
WANキャリア網への送出時は、キャリアの契約帯域に合わせてルータ出力側でトラフィックシェーピングを行い、キャリア網内での意図しないパケット廃棄を防ぐ