キャリアグレードNAT

古くから、日本のCATV事業者はIPv4アドレスとしてプライベートIPアドレスを用いたサービスを提供していた。これと同等のことを、キャリアグレードNATとしてより本格的に実施することになる。

同様にプライベートIPアドレスを使用する方法もあったが、キャリアグレードNATの場合は専用のIPアドレスを使う。

ISP Shared AddressとしてARINから100.64.0.0/10が割り当てられ、RFC 6598が発行された。

RFCによれば、東京エリアを網羅するのに/10が必要となるため/10になったとしている。さすがのARINも、IPv4アドレス枯渇寸前の状況では/8を払い出す余裕はなかったらしい。

古くからCATV事業者のサービスで問題が生じていたように、キャリアグレードNATも同様の問題が生じる。

具体的には、従来利用できていたアプリケーション、サービスの一部が利用できなくなる。

キャリアグレードNATはあくまでIPv4アドレスの延命措置であり、抜本的解決はIPv6への切り替えが必要となる。

具体的には、次のような課題がある。

利用可能なTCPポート数(セッション数)の制限が強い

TCP/IPでは、1IPアドレスあたり65536個のTCPポートを持っている。このポート数が一度に可能なセッション数の制限である。

従来は、このTCPポート数は一つのホストで専有だったが、キャリアグレードNATではひとつのグローバルIPアドレスを複数ホストで共有するために、1ホスト当たり利用できるポート数が減ることになる。

既に、1ホスト当たり数百ポートでは足りないことが分かっており、安定した通信を実現するためには数千から1万程度は必要になると見込まれている。つまり、1IPアドレスの共有は4〜5ホスト程度までが限度となる。

多段NAT

現在、家庭でも企業でも、最低1個のグローバルIPアドレスが割り当てられ、これをルーターでプライベートIPアドレスに変換して利用している。

これをISP側でも行なうのがキャリアグレードNATということになるが、このためインターネットへの接続までに最低2回のNATを経由することになる。これが多段NATである。

多段NATは、複数回のアドレス変換が行なわれることになるため、ネットワーク障害が発生しやすい。またTCPポート数不足も招きやすくなる。

P2P

外部からの接続において、特定のポートを要求するようなソフトウェアは利用できない。

オンラインネットワークゲーム含め、P2Pを利用するソフトウェアにとっては重大な問題である。

STUNとUDPホールパンチングでNAT Traversal(NAT通過)するソフトウェアは利用可能で、UDPであればソフトウェア側の対応で何とかなりそうだが、TCPの場合は難しそうである。

利用者を特定できない

一つのIPアドレスを複数ユーザーで共有するため、IPアドレスからユーザーを特定することが難しくなる。

他にも課題は多数存在する。