1 対 1 レイヤ 2 NAT（ネットワークアドレス変換）は、固有のパブリック IP アドレスを既存のプライベート IP アドレス（エンドデバイス）に割り当てるサービスです。この割り当てにより、エンドデバイスがプライベートサブネットおよびパブリックサブネット上で通信できます。このサービスは、NAT 対応デバイスで設定され、エンドデバイスに物理的にプログラムされた IP アドレスのパブリックでの「エイリアス」です。これは、通常 NAT デバイスでテーブルとして表されます。

レイヤ 2 NAT はテーブルを使用して、IPv4 アドレスをパブリックからプライベートおよびプライベートからパブリックの両方にラインレートで変換します。レイヤ 2 NAT は、一貫した高レベルの（bump-in-the-wire）ワイヤスピードの性能を提供するハードウェアベースの機能です。またこの機能は、拡張されたネットワーク セグメンテーション用の NAT 境界で複数の VLAN をサポートします。

次に、レイヤ 2 NAT で 192.168.1.x ネットワークのセンサーと 10.1.1.x ネットワークの通信制御装置間のアドレスを変換する例を示します。

1. 192.168.1.x ネットワークは内側/内部 IP アドレス空間、10.1.1.x ネットワークは外側または外部 IP アドレス空間です。

2. 192.168.1.1 のセンサーが、「内部」アドレス 192.168.1.100 を使用して通信制御装置に ping 要求を送信します。

3. パケットが内部ネットワークから送信される前に、レイヤ 2 NAT は送信元アドレス（SA）を 10.1.1.1 へ、宛先アドレス（DA）を 10.1.1.100 へと変換します。

4. 通信制御装置は 10.1.1.1 へ ping 応答を送信します。

5. パケットが内部ネットワークで受信されると、レイヤ 2 NAT は送信元アドレスを 192.168.1.100 へ、宛先アドレスを 192.168.1.1 へ変換します。

多数のノードに対して、サブネット内のすべてのデバイスの変換をまとめて有効にできます。この場合、内部ネットワーク 1 からのアドレスは 10.1.1.0/28 サブネットで外部アドレスに変換することができ、内部ネットワーク 2 からのアドレスは 10.1.1.16/28 サブネットで外部アドレスに変換することができます。各サブネットのアドレスはすべて 1 つのコマンドを使って変換できます。サブネットベースの変換を使用すると、レイヤ L2 NAT 規則を節約できます。スイッチには、レイヤ 2 NAT 規則の数に制限があります。サブネットを含む規則では、1 つの規則で複数のエンドデバイスを変換できます。

次の図は、レイヤ 2 MAC アドレスに基づいてイーサネットパケットを転送するアグリゲーションレイヤのスイッチを示しています。この例では、ルータはすべてのサブネットと VLAN のレイヤ 3 ゲートウェイです。

L2NAT インスタンス定義では、network コマンドを使用して、同じサブネット内の複数のデバイスの変換行を定義します。この場合、IP アドレスの最後のバイトが 16 で始まり 31 で終わる /28 サブネットです。VLAN のゲートウェイは、IP アドレスの最後のバイトが .1 で終わるルータです。外部ホスト変換は、ルータに提供されます。レイヤ 2 NAT 定義の network コマンドは、1 つのコマンドでサブネットに相当するホストを変換し、レイヤ 2 NAT 変換レコードを節約します。

Gi1/1 アップリンク インターフェイスには、VLAN 10 および VLAN 11 サブネット用のレイヤ 2 NAT 変換インスタンスがあります。インターフェイスは、複数のレイヤ 2 NAT インスタンス定義をサポートできます。

下流のスイッチは、レイヤ 2 NAT を実行せず上流のアグリゲーション レイヤ スイッチのレイヤ 2 NAT に依存するアクセスレイヤスイッチの例です。

次の例は、上の図の NAT 設定を示しています。

!
l2nat instance Subnet10-NAT
 instance-id 1
 permit all
 fixup all
 outside from host 10.10.10.1 to 192.168.0.1
 inside from network 192.168.0.0 to 10.10.10.16 mask 255.255.255.240
!
l2nat instance Subnet11-NAT
 instance-id 1
 permit all
 fixup all
 outside from host 10.10.11.1 to 192.168.0.1
 inside from network 192.168.0.0 to 10.10.11.16 mask 255.255.255.240
!
interface GigabitEthernet1/1
 switchport mode trunk
 l2nat Subnet10-NAT 10
 l2nat Subnet11-NAT 11
!
Interface vlan 1
  ip address 10.10.1.2
 

次のリストに、スイッチでレイヤ 2 NAT を使用する場合のガイドラインと制限事項を示します。

（注）	規模の詳細については、このガイドの「NAT の性能と拡張性」セクションを参照してください。

• レイヤ 2 NAT は、スタンドアロンスイッチでサポートされます。

• レイヤ 2 NAT はデフォルトでは無効です。設定すると有効になります。このガイドの レイヤ 2 NAT の設定を参照してください。

• レイヤ 2 NAT はユニキャストトラフィックにのみ適用されます。変換されないユニキャストトラフィック、マルチキャストトラフィック、および IGMP トラフィックは許可されます。

• レイヤ 2 NAT は、アップリンクポートでのみサポートされ、Network Essentials ライセンスと Network Advantage ライセンスの両方で使用できます。

• レイヤ 2 NAT は、外部 IP アドレスと内部 IP アドレス間の 1 対 1 のマッピングをサポートしています。

• レイヤ 2 NAT は、アクセスモードまたはトランクモードのアップリンク インターフェイスに適用できます。

• レイヤ 2 トラフィックの IPv4 アドレスのみを変換できます。

• 内部ネットワーク変換でサポートされるサブネットマスクは、/24、/25、/26、/27、/28、および /32 のみです。

• 外部変換規則は、ホスト変換のみをサポートします。

• ARP はレイヤ 2 NAT で透過的に機能しません。ただし、スイッチは、IP パケットのペイロードに埋め込まれている IP アドレスを、プロトコルが機能するように変更します。埋め込まれた IP アドレスは変換されません。

• デバッグの統計情報には、各変換のエントリ、各インスタンスおよび各インターフェイスの変換済み入力と出力の合計が含まれます。また、ARP フィックスアップ統計情報と、ハードウェアに割り当てられた変換エントリの数も含まれます。

• レイヤ 2 NAT は、1 対多および多対 1 の IP アドレスのマッピングをサポートしていません。

• パブリックからプライベートへの変換は 1 対 1 であるため、レイヤ 2 NAT ではパブリック IP アドレスを節約できません。1:N NAT ではありません。

• レイヤ 2 NAT のホストの変換を設定する場合は、DHCP クライアントとして設定しないでください。

• レイヤ 2 NAT を使用して内部アドレスを外部アドレスに変換する場合は、変換された IP アドレスがグローバルネットワークでアクセスできないことを確認します。

• 管理インターフェイスはレイヤ 2 NAT 機能の背後にあります。そのためこのインターフェイスはプライベート ネットワーク VLAN 上に置かないようにしてください。プライベート ネットワーク VLAN 上に存在する場合は、内部アドレスを割り当て、内部の変換を設定します。

• レイヤ 2 NAT は外部アドレスと内部アドレスを分けるように設計されているため、同じサブネットのアドレスを外部アドレスと内部アドレスの両方に設定しないでください。

• レイヤ 2 NAT はレイヤ 2 トラフィック専用です。ルーティング中のパケットには使用しないでください。

• レイヤ 2 NAT は、CPU 宛てのパケットと CPU から送信されるパケットを変換しません。管理トラフィックは、プライベートネットワーク VLAN とは異なる VLAN 上にある必要があります。

• レイヤ 2 NAT カウンタはポートに基づいていません。同じレイヤ 2 NAT インスタンスが複数のインターフェイスに適用されると、対応するレイヤ 2 NAT カウンタがそれらすべてのインターフェイスに表示されます。

レイヤ 2 NAT 変換および転送は、ハードウェアでラインレートで実行されます。サポートされるレイヤ 2 NAT 規則の数は、ハードウェアでサポートできるハードウェアエントリの数によって異なります。

拡張性は、内部/外部の組み合わせの数によって異なります。次に、拡張性の例を示します。

• 内部規則のみを持つインスタンスには、合計 128 個の変換規則を設定できます。

• 1 つの内部規則を持つ複数のインスタンスでは、合計 128 個のインスタンスを 128 個の異なる VLAN に適用できます。

• 1 つの内部規則と 1 つの外部規則を持つ複数のインスタンスには、最大 64 個のインスタンスを含めることができます。

• 1 つの外部規則を持つ 1 つのインスタンスには、最大 100 個の内部規則を設定できます。サポートできる内部規則の数は、外部規則の数が増えると減少します。

（注）	規則の数を節約するために、ネットワーク変換規則を使用することをお勧めします。

この例では、A1 はアップリンクポートに直接接続されたロジックコントローラ（LC）と通信する必要があります。レイヤ 2 NAT インスタンスは、外部ネットワーク（10.1.1.1）上での A1 のアドレスと内部ネットワーク（192.168.1.250）上での LC のアドレスを提供するように設定されています。

ここで次の通信が発生します。

1. A1 が「SA: 192.168.1.1DA: 192.168.1.250」という ARP 要求を送信します。

2. Cisco スイッチ A は「SA:10.1.1.1DA: 10.1.1.200」という ARP 要求をフィックスアップします。

3. LC は要求を受信し、10.1.1.1 の MAC アドレスを学習します。

4. LC が「SA: 10.1.1.200DA: 10.1.1.1」という応答を送信します。

5. Cisco スイッチ A は「SA: 192.168.1.250DA: 192.168.1.1」という ARP 応答をフィックスアップします。

6. A1 は 192.168.1.250 の MAC アドレスを学習し、通信を開始します。

（注）	スイッチの管理インターフェイスは内部ネットワーク 192.168.1.x. とは別の VLAN に属している必要があります。 このセクションの例を設定するタスクについては、「基本的な内部から外部への通信：設定」セクションを参照してください。

ここでは、2 台のマシンノードで 192.168.1.x 領域のアドレスが事前設定されています。レイヤ 2 NAT により、これらのアドレスが外部ネットワークの別のサブネット上で一意のアドレスに変換されます。また、マシン間の通信では、ノード A のマシンはノード B の領域で一意のアドレスを必要とし、ノード B のマシンはノード A の領域で一意のアドレスが必要です。

• スイッチ C は 192.168.1.x 領域でのアドレスが必要です。パケットがノード A またはノード B で受信されると、スイッチ C の 10.1.1.254 というアドレスが 192.168.1.254 に変換されます。パケットがノード A またはノード B から送信されると、スイッチ C の 192.168.1.254 というアドレスは 10.1.1.254 に変換されます。

• ノード A とノード B のマシンは 10.1.1.x 領域で一意のアドレスが必要です。設定の容易さと使いやすさを実現するために、10.1.1.x 領域は 10.1.1.0、10.1.1.16、10.1.1.32 などのサブネットに分割されます。各サブネットは異なるノードに使用できます。この例では、10.1.1.16 はノード A に使用され、10.1.1.32 はノード B に使用されます。

• ノード A とノード B のマシンはデータを交換するための一意のアドレスが必要です。使用可能なアドレスはサブネットに分割されます。便宜上、ノード A のマシンの 10.1.1.16 サブネットアドレスは、ノード B の 192.168.1.16 サブネットアドレスに変換され、ノード B のマシンの 10.1.1.32 サブネットアドレスはノード A の 192.168.1.32 アドレスに変換されます。

• マシンは各ネットワークで一意のアドレスを持ちます。