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電信級NAT

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電信級NAT或運營商級NAT（Carrier-grade NAT，縮寫CGN），也稱大規模NAT（large-scale NAT，縮寫LSN）是一種為IPv4網絡端點（尤其是住宅網絡）設計的方法，通過嵌入在網絡運營商網絡中的中間盒網絡地址轉換（NAT）設備，將已配置的專用網絡地址翻譯到公網IPv4地址，允許許多終端站點共享一個小型公共地址池。這將NAT功能及配置從客户端駐地轉移到互聯網服務提供商網絡。
中文名
電信級NAT
外文名
Carrier-grade NAT
縮    寫
CGN
也    稱
大規模NAT
目    的
一種IPv4位址枯竭的緩解方法
學    科
互聯網術語

目錄

  1. 1 簡介
  2. 2 共享地址空間
  3. 3 問題
  4. 4 缺點

電信級NAT簡介

電信級NAT已被提議作為一種IPv4位址枯竭的緩解方法。
電信級NAT的批評者批評以下幾個方面：
  • 與任何形式的NAT一樣，它損害端到端原則。
  • 它有顯著的安全性、可擴展性和可靠性問題，因為其有狀態屬性。
  • 它使保留記錄供執法行動更加困難，除非也記錄地址的翻譯。
  • 它使託管服務變成不可能。
  • 當需要公網IP地址時（例如託管Web主機），它不解決IPv4地址耗盡問題。
CGN的一種使用場景可以描述為NAT444，因為一些客户與公共服務器的連接將通過三個不同的IPv4尋址域：客户自己的私有網絡，運營商的私有網絡，以及公共互聯網。
另一種CGN場景是雙棧精簡版（Dual-Stack Lite，也稱DS-Lite），其中運營商的網絡使用IPv6，因此只需要兩個IPv4尋址域。 [1] 

電信級NAT共享地址空間

如果一個ISP部署CGN並使用RFC 1918地址空間給他們的用户，那麼已經使用RFC 1918空間的客户設備存在停止工作的風險。原因是如果網絡接口的內部與外部地址相同，路由和NAT將不工作。
這促使一些ISP在ARIN內製定策略，為CGN分配新的私有地址空間，但ARIN推遲它，直至IETF實現策略表明這個問題不是典型的分配但是為技術目的保留（根據RFC 2860）。
IETF創建了RFC 6598，詳述了為ISP CGN部署使用的共享地址空間，以及NAT設備可以處理在入站和出站接口上出現的相同地址。ARIN根據此分配的需要將空間返還給IANA。分配的地址塊為100.64.0.0/10。 [1] 

電信級NAT問題

  • 試圖找出IPv4地址是否為公網的設備或軟件必須更新以識別新的空間。
  • 為NAT設備分配更多私有IPv4地址空間可能會延長到IPv6的過渡。 [1] 

電信級NAT缺點

電信級NAT通常會阻止ISP客户使用端口映射，因為網絡地址轉換（NAT）通常通過將網絡中NAT設備的端口映射到外部接口的其他端口來實現，這樣路由器才能映射響應到正確的設備。在電信級NAT網絡中，即使消費者端的路由器可能已配置為端口轉發，ISP處運行CGN的“主路由器”仍將阻止端口轉發，因此實際的端口將不是消費者配置的端口。為了克服前者的缺點，端口控制協議（PCP）已在RFC 6887中標準化。
此外，在極少數情況下，可能遇到基於IP地址的封禁問題。以維基百科為例，系統可能封禁發送垃圾信息的用户的IP。如果該用户在一個電信級NAT後面，其他與垃圾發送者共享使用同一公網IP地址的正常用户也將被錯誤阻止。 [2] 
參考資料
  • 1.    M. Wählisch, F. Holler, T.C. Schmidt, J.H. Schiller: "RTRlib: An Open-Source Library in C for RPKI-based Prefix Origin Validation, Proc. of USENIX Security Workshop CSET'13, Berkeley, CA, USA:USENIX Assoc., 2013.
  • 2.    M. Wählisch, O. Maennel, T.C. Schmidt: "Towards Detecting BGP Route Hijacking using the RPKI", Proc. of ACM SIGCOMM, pp. 103–104, New York:ACM, August 2012.