キャリアグレードNAT

キャリアグレード NAT ( CGNまたはCGNAT ) は、大規模 NAT ( LSN )とも呼ばれ、 ISP がIPv4ネットワーク設計で使用するネットワーク アドレス変換(NAT)の一種です。CGNAT を使用すると、エンド サイト (特に住宅ネットワーク) は、ネットワーク オペレータのネットワークに組み込まれたミドルボックスネットワーク アドレス変換デバイスによってパブリック IPv4 アドレスに変換されるプライベート ネットワークアドレスで構成され、多くのエンド ユーザー間でパブリック アドレスの小さなプールを共有できるようになります。これは基本的に、従来の顧客構内 NAT 機能を ISP レベルで繰り返します。

キャリアグレードNATは、IPv4アドレス枯渇の緩和によく使用されます。^[1]

CGNの使用シナリオの1つはNAT444と呼ばれています。^[2]これは、パブリックインターネット上のインターネットサービスへの顧客接続の一部が、顧客自身のプライベートネットワーク、通信事業者のプライベートネットワーク、パブリックインターネットの3つの異なるIPv4アドレスドメインを通過するためです。

もう 1 つの CGN シナリオはDual-Stack Liteです。このシナリオでは、キャリアのネットワークはIPv6を使用するため、必要な IPv4 アドレス ドメインは 2 つだけです。

CGNAT技術は、モバイルネットワークのGPRS（ General Packet Radio Service ）展開で大量のIPv4アドレスが緊急に必要になったことに対応するために、 2000年に初めて使用されました^[要出典]。CGNATの展開は2014年の1,200から2016年には3,400に増加したと推定されており、調査対象の展開の28.85％がモバイルオペレータネットワークにあるようです。^[3]

ISP が CGN を導入し、RFC 1918 アドレス空間を使用して顧客ゲートウェイに番号を付ける場合、顧客ネットワークがすでにRFC  1918 アドレス空間を  使用していると、アドレス衝突のリスクが発生し、ルーティングが失敗します。

このため、一部の ISP は、CGN に新しいプライベート アドレス空間を割り当てるためのポリシーをアメリカ インターネット番号レジストリ(ARIN) 内に策定しましたが、ARIN は、この問題は一般的な割り当ての問題ではなく、技術的な目的のためのアドレスの予約 (RFC 2860 による) であるとして、ポリシーの実装を IETF に委ねました。

IETFはRFC  6598を公開し、ISP CGN展開で使用する共有アドレス空間の詳細を規定しました。この共有アドレス空間は、受信インターフェイスと送信インターフェイスの両方で発生する同じネットワークプレフィックスを処理できます。ARINは、この割り当てのためにインターネット割り当て番号機関（IANA）にアドレス空間を返却しました。 ^[4]割り当てられたアドレスブロックは100.64.0.0/10、つまり100.64.0.0から100.127.255.255までのIPアドレスです。^[5]

IPv4 アドレスがパブリックかどうかを評価するデバイスは、新しいアドレス空間を認識するように更新する必要があります。NAT デバイスにさらに多くのプライベート IPv4 アドレス空間を割り当てると、IPv6 への移行が長引く可能性があります。^{[引用が必要]}

• 限られたパブリック IPv4 アドレス空間を最大限に活用します。

キャリアグレード NAT の批評家は、次のような点を主張しています。

• 他のNAT形式と同様に、エンドツーエンドの原則に違反します。^[6]
• ステートフルであるがゆえに、セキュリティと信頼性に関して重大な問題があります^{[説明が必要]}。
• Web ホスティングなど、パブリック IP アドレスが必要な場合、IPv4 アドレス枯渇の問題は解決されません。
• スケーラビリティを制限するパフォーマンスのボトルネックが発生する可能性があります。
• キャリアグレード NAT では、通常、ISP の顧客がポート転送を使用できないようになっています。これは、ネットワーク アドレス変換(NAT) が通常、ネットワーク内の NAT デバイスのポートを外部インターフェイス内の他のポートにマッピングすることによって実装されるためです。これは、ルータが応答を正しいデバイスにマッピングできるようにするためです。キャリアグレード NAT ネットワークでは、消費者側のルータがポート転送用に構成されている場合でも、CGN を実行する ISP の「マスター ルータ」がこのポート転送をブロックします。実際のポートは消費者が構成したポートではないためです。^[7]前者の欠点を克服するために、ポート制御プロトコル(PCP) が RFC 6887 で標準化されました。
• IP アドレスに基づいてトラフィックを禁止する場合、システムはスパム送信者の IP アドレスを禁止することで、そのユーザーのトラフィックをブロックする可能性があります。そのユーザーがキャリアグレード NAT の背後にいる場合、スパマーと同じパブリック アドレスを共有している他のユーザーが誤ってブロックされます。^[7]これにより、正当なユーザーと IP アドレスを共有する悪意のあるユーザー 1 人の破壊的な行動に対処しようとするフォーラムおよび wiki 管理者にとって問題が発生する可能性があります。
• ストリーミング メディアサービスでは、CG NAT アクティビティを仮想プライベート ネットワークまたはアカウント共有トラフィックと同等と見なす場合があります。このようなサービスでは、VPN ユーザーがサービス料金を安く抑えるために安価な地域からコンテンツにアクセスしていると想定して、利用規約に違反したとしてユーザーをブロックまたは禁止することが多く、アカウント共有トラフィックは、複数の異なる世帯または 1 回のログイン料金でコンテンツにアクセスするユーザーに対してブロックされます。

• NAT64
• DNS64
• 464XLAT

• RFC  6888: キャリアグレード NAT (CGN) の共通要件
• キャリアグレード NAT 導入の多角的分析 (2016 年 5 月)
• CGN :: 観察と勧告 (2012 年 4 月)
• キャリア グレード NAT の理解 (2009 年 9 月)