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IPv4/IPv6 移行・共存技術の動向
- 3. 3
2013 (c) INTERNET MULTIFEED CO.
⽬目次
IPv4アドレス枯渇の状況
IPv4/IPv6 移⾏行行・共存技術
IPv4/IPv6 移⾏行行・共存技術各論論
ステートフルIPv4/IPv6トランスレーション技術
ステートフルIPv4 over IPv6カプセル化技術
ステートレスIPv4/IPv6トランスレーション技術
ステートレスIPv4 over IPv6カプセル化技術
その他
IPv4/IPv6 移⾏行行・共存技術の⽐比較
IPv4/IPv6 移⾏行行・共存時代の注意点
付録
- 5. 5
2013 (c) INTERNET MULTIFEED CO.
IPv4アドレスプールの枯渇
2011/02/03 INAIAのアドレスプールが枯渇
2011/04/19 APNICのアドレスプールが枯渇
/8 のプールが残り1つになり通常の割り振りを終了了
2012/09/14 RIPE(欧州)のアドレスプールが枯渇
ANA Unallocated Address Pool Exhaustion:
03-Feb-2011
Projected RIR Address Pool Exhaustion Dates:
RIRProjected Exhaustion Date Remaining Addresses in RIR Pool (/8s)
APNIC: 19-Apr-2011 (actual) 0.8667
RIPE NCC: 14-Sep-2012 (actual) 0.9022
ARIN: 12-Apr-2014 2.3224
LACNIC: 04-Sep-2014 2.5227
AFRINIC: 09-Aug-2020 3.7283
http://www.potaroo.net/tools/ipv4/
- 6. 6
2013 (c) INTERNET MULTIFEED CO.
IPv4の売買と値段
2011/03/24 MicrosoftがNortelから666,624個のIPv4アドレスを$7.5Mで購⼊入
IPv4アドレス1つあたり$11.25という値段の相場ができた
http://www.networkworld.com/community/blog/microsoft-pays-nortel-75-million-ipv4-address
- 7. 7
2013 (c) INTERNET MULTIFEED CO.
IPv4アドレスの移転
2011/08/01 JPNIC内のIPv4アドレス移転制度度開始
72件の移転が実施された(2013/05/09時点)
2012/07 RIR(地域レジストリ)間の移転が可能に
2013/06/03 JPNIC内外でのアドレス移転が可能になる予定
https://www.nic.ad.jp/ja/ip/ipv4transfer-log.html
- 8. 8
2013 (c) INTERNET MULTIFEED CO.
IPv4グローバルアドレスの利利⽤用料料
2013/05/07 UQ WiMAXがWiMAX接続のIPv4アドレスをプライベートアドレ
スに移⾏行行することを発表。同時にで⽉月額100円グローバルアドレスを利利⽤用する
ことができるオプションを発表
グローバルIPv4アドレス1つの⽉月額サービス料料の⽬目安
http://www.uqwimax.jp/service/price/option07.html
- 9. 9
2013 (c) INTERNET MULTIFEED CO.
IPv6の普及状況(Cisco)
Ciscoによる⽇日本の統計では
プレフィックス: 46.50%
トランジットAS: 78.95%
コンテンツプロバイダ: 27.52%(※トラフィック量量でTop500 Webサイト)
ユーザ: 2.32%
⽇日本ではユーザの対応のほうが遅れている
http://6lab.cisco.com/stats/
- 10. 10
2013 (c) INTERNET MULTIFEED CO.
IPv6の普及状況(Google)
Googleによる統計では
世界的に1.25%が対応
⽇日本は2.08%が対応
ただし⽇日本は「ユーザーが
IPv6 対応のウェブサイトに接続したときに信頼性
や遅延に関する重⼤大な問題が発⽣生している地域」に分類されている
https://www.google.com/intl/ja/ipv6/statistics.html
- 11. 11
2013 (c) INTERNET MULTIFEED CO.
IXでのIPv6の通信量量
https://www.ams-ix.net/technical/statistics/sflow-stats/ipv6-traffic
http://www.de-cix.net/about/statistics/
6.8 Gbps / 1936 Gbps = 0.35%
11.5 Gbps / 2775 Gbps = 0.41%
1.0 Gbps / 300 Gbps = 0.33%
ただし⼟土⽇日は半分!
- 13. 13
2013 (c) INTERNET MULTIFEED CO.
IPv4/IPv6 移⾏行行・共存技術
IPv4/IPv6移⾏行行・共存技術の分類
利利⽤用場所での分類
アクセス回線でユーザのトラフィックを運ぶための技術(下の表)
ISPのバックボーン内でトラフィックを運ぶための技術
アドレスファミリーでの分類
Dual Stack
IPv4 over IPv6
IPv6 over IPv4
IPv4 from/to IPv6
Client
ISP
Server
Solution
v4
v4
v4
CGN
v4
v6
v4
MAP, DS-Lite, 464XLAT
v6
v4
v6
6rd
v6
*
v4
NAT64
IPv4のアドレス枯渇に備えて、次世代IPのIPv6に移⾏行行するにあたって、
移⾏行行期間中のIPv4/IPv6の共存を実現するための技術
- 14. 14
2013 (c) INTERNET MULTIFEED CO.
今⽇日のお話:IPv4延命技術
IPv4/IPv6移⾏行行・共存技術の中でも
アクセス回線でユーザのトラフィックを運ぶ技術
IPv6通信が⼀一般になった時代に、残るIPv4通信を救う技術
そのためにIPv4のアドレス枯渇対策も⾏行行うことができる技術
利用率率率
時間
IPv4
IPv6
IPv6
IPv4
IPv4
この時代のお話
IPv4通信をIPv6の上で⾏行行う
エンド
ユーザ
ISP
インターネット
IPv4 over IPv6技術 IPv4のアドレス共有技術(NAPT)
- 15. 15
2013 (c) INTERNET MULTIFEED CO.
IPv4延命はそんなに先の話ではない
こんなケースはありませんか?
ユーザにはグローバルIPv4アドレスを提供しなきゃいけないから、
バックボーンに使うアドレスを節約してユーザに回したい(DC事業者)
ユーザにグローバルIPv4アドレスは提供しなくてもいいけど、
何かしらIPv4の接続性は提供しておかなくちゃいけない(ISP)
- 16. 16
2013 (c) INTERNET MULTIFEED CO.
IPv4/IPv6 移⾏行行・共存技術の進化
SAM 4rd
MAP-E
4rd-(H,U)NAT-PT
NAT64
IVI dIVI dIVI-pd MAP-T
XLAT464
NAT464 DS-lite
Public 4over6
Lightweight 4over6
Stateless DS-lite
MAP
MAP-DHCP
MAP-DEPLOYMENT
A+P
RFC1933
Configured tunnels
Automatic tunnels
6to4 (RFC3056) 6rd (RFC5969)
6over4 ISATAP
Teredo
Tunnel brokers
Softwire mesh
BGP tunnels
6PE 6VPE
http://www.swinog.ch/meetings/swinog24/p/04_townsley-map-swinog-may-2012-distribution.pdf
- 17. 17
2013 (c) INTERNET MULTIFEED CO.
今覚えておきたい4つの技術
特徴
1つのグローバルIPv4アドレスを複数のCPEで共有(NAPT)
IPv6バックボーンを超えてIPv4の接続性を提供
分類⽅方法
NATのセッション(ステート)管理理を⾏行行う場所 (CPE or ISP)
IPv6バックボーンの越え⽅方 (カプセル化 or トランスレーション)
カプセル化
(Encupslation)
トランスレーション
(Translation)
プロバイダ側Stateful
DS-Lite
464XLAT
プロバイダ側Stateless
MAP-E
MAP-T
- 18. 18
2013 (c) INTERNET MULTIFEED CO.
4つの技術の適⽤用範囲
ISPのIPv6アクセス網を経由して複数のご家庭間で1つのIPv4アドレスを共有
IPv4
エンドユーザ
(プライベート
アドレス)
ISPのIPv6
アクセス網
IPv4
IPv4
IPv4
インターネット
CPE(家庭⽤用ブロードバンドルータ)
プロバイダ側機器
カプセル化 or トランスレーション
- 19. 19
2013 (c) INTERNET MULTIFEED CO.
カプセル化とトランスレーション
カプセル化
IPv4パケットをIPv6パケットで包み込んで運ぶ、通称トンネル
IPv6分だけヘッダが増える
トランスレーション
IPv4パケットをIPv6パケットに変換して運ぶ
IPv4ヘッダの情報が⽋欠落落する
ヘッダは差分だけ増える
Payload
IPv4
IPv6
Payload
IPv4
Payload
IPv4
Payload
IPv6
Payload
IPv4
Payload
IPv4
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2013 (c) INTERNET MULTIFEED CO.
ステートフルとステートレス
ステートとは
通信のセッションの「状態」
ステートレス (Stateless)
ユーザの通信について状態を管理理しなくて良良い状態
ステートフル(Stateful)
ユーザの通信について状態を管理理しなくてはならない状態
ステートがおかしくなると正しく通信できない
今回出てくるステートの例例
NAPTのセッションテーブル
Protocol
DstAddr
DstPort
SrcAddr
SrcPort
TCP
192.0.2.13
179
192.168.3.2
48329
UDP
10.56.2.1
53
192.168.11.5
9136
- 22. 22
2013 (c) INTERNET MULTIFEED CO.
ステートフルIPv4/IPv6トランスレーション技術
SAM 4rd
MAP-E
4rd-(H,U)NAT-PT
NAT64
IVI dIVI dIVI-pd MAP-T
XLAT464
NAT464 DS-lite
Public 4over6
Lightweight 4over6
Stateless DS-lite
MAP
MAP-DHCP
MAP-DEPLOYMENT
A+P
RFC1933
Configured tunnels
Automatic tunnels
6to4 (RFC3056) 6rd (RFC5969)
6over4 ISATAP
Teredo
Tunnel brokers
Softwire mesh
BGP tunnels
6PE 6VPE
http://www.swinog.ch/meetings/swinog24/p/04_townsley-map-swinog-may-2012-distribution.pdf
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2013 (c) INTERNET MULTIFEED CO.
NAT-PT (NAT Protocol Translation)
概要
IPv4とIPv6の相互変換を⽬目的とした技術[RFC2766]
NAPT機能を⼊入れたNAPT-PTも定義されている
既にRFCがHistoricにされているため⾮非推奨[RFC4966]
動作
96-bitのIPv6プレフィックスを設定することで、32-bitのIPv4アドレスと128-bitの
IPv6アドレスの相互変換を⾏行行う
NAT-PTルータがApplication Level Gateway (ALG) 機能を⽤用いてDNS[RFC2694]や
ICMP[RFC2765]、FTPなどのアプリケーションの通信のプロトコル変換も⾏行行う
この技術の問題点
⽣生IPを使うアプリケーションの通信に対応できない
対応しているALGはDNSとFTPぐらい
SIPなどはまだ対応していない
ALGがNAT-PTルータの機能として提供されるため
DNS-SECに対応できない
別のDNSを使われるとALGが機能しない
IPvX
IPvY
NAT-PT
DNS
通信先
DNSクエリ変換
パケット変換
- 24. 24
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NAT64
概要
IPv6からIPv4へ変換するステートフルなNAT[RFC6146]
変換⽅方法はIP/ICMP変換の新標準[RFC6145]に従う
NAPT-PTのDNS ALGをパケットのパスから分離離してDNS64[RFC6147]に
通信の発信元をv6側に限定しv6v4変換のみを定義
TCP/UDP/ICMPに対するNATの要求仕様を満たし、NAT Traversalにも対応
動作
96-bitのIPv6プレフィックスを設定することで32-bitのIPv4アドレスと128-bitのIPv6
アドレスの相互変換を⾏行行う
DNSについてはDNS64に対応したDNSサーバに問い合わせを⾏行行う
この技術の問題点
ALG問題:⽣生IPv4アドレスを使うアプリは救えない
MSN Messenger (2009年年)
2.38%のWebサイトがIPv4アドレス直書き
IPv6
IPv4
NAT64
DNS64
通信先
DNSクエリ変換
パケット変換
[v4literals]
- 25. 25
2013 (c) INTERNET MULTIFEED CO.
464XLAT
概要
IPv4/IPv6変換[RFC6145]とNAT64[RFC6146]を組み合わせたv4/v6/v4変換技術
⽇日本⼈人によって提案されRFC6877として発⾏行行された[RFC6877]
NAT64の要素技術である既存の標準技術の組み合わせなので開発が容易易
IPv4-IPv4の通信なのでDNS等のALGは必要ない
動作
CLATでIPv4からIPv6へのステートレスな変換を⾏行行う(1:1)
PLATでNAT64によるIPv6からIPv4へのステートフルな変換を⾏行行う(n:1)
IPv6
IPv4
PLAT
ステートフル64変換
(RFC6146(NAT64))
IPv4
CLAT
ステートレス46変換
(RFC6145)
エンドユーザ
ISP
インターネット
- 26. 26
2013 (c) INTERNET MULTIFEED CO.
464XLAT
PLAT: Provider side translator(XLAT)
ISP側に設置される集約装置
RFC6146(NAT-64)に基づくステートフルなトランスレータ
グローバルIPv6アドレスからグローバルIPv4アドレスへの
1:n の変換を⾏行行う
CLAT: Customer side translator(XLAT)
エンドユーザのゲートウェイとして設置される装置
RFC6145に基づくステートレスなトランスレータ
プライベートIPv4アドレスからグローバルIPv6アドレスへの
1:1 の変換を⾏行行う
アドレスフォーマット
96-bit IPv6プレフィックス付加と32-bit IPv4アドレス埋め込み
シンプルなアドレスフォーマット
96-bit
32-bit
32-bit
IPv4
IPv6
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464XLATの実装
PLAT
Cisco ASR 1000Series (IOS-XE3.4.0S~)
Juniper SRX Series (JUNOS10.4~)
A10 Networks AX Series (ACOS 2.6.4~)
F5 Networks BIG-IP Series (11.1~)
Ecdysis NAT64
linux nat64
OpenBSD PF
CLAT
NEC AccessTechnica CL-AT1000P
Linux Prototype
Nokia n900
android-clat
LG myTouch
Samsung Nexus
- 28. 28
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ステートフルIPv4 over IPv6カプセル化技術
SAM 4rd
MAP-E
4rd-(H,U)NAT-PT
NAT64
IVI dIVI dIVI-pd MAP-T
XLAT464
NAT464 DS-lite
Public 4over6
Lightweight 4over6
Stateless DS-lite
MAP
MAP-DHCP
MAP-DEPLOYMENT
A+P
RFC1933
Configured tunnels
Automatic tunnels
6to4 (RFC3056) 6rd (RFC5969)
6over4 ISATAP
Teredo
Tunnel brokers
Softwire mesh
BGP tunnels
6PE 6VPE
http://www.swinog.ch/meetings/swinog24/p/04_townsley-map-swinog-may-2012-distribution.pdf
- 29. 29
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DS-Lite
概要
IPv4 over IPv6カプセル化とCGNを組み合わせた技術[RFC6333]
Dual StackよりライトにDual Stackが実現できるからDual Stack Lite
CPE機器をB4 (Basic Bridging BroadBand)と呼ぶ
プロバイダ側機器を AFTR (Address Family Transition Router)
動作
B4でIPv4 over IPv6のカプセル化を⾏行行い、設定されたAFTRに転送する
AFTRではカプセル化を解除し、NAPT44を⾏行行う
NAPTではトンネルのB4側のIPv6アドレスで加⼊入者を区別する
トンネルのIPv4アドレスにはAFTR: 192.0.0.1/29, B4: 192.0.0.2/29を使う
IPv4 over IPv6
IPv4
AFTR
IPv4 over IPv6カプセル化
+ステートフル44変換(CGN)
IPv4
B4
IPv4 over IPv6カプセル化
エンドユーザ
ISP
インターネット
- 30. 30
2013 (c) INTERNET MULTIFEED CO.
DS-Liteの実装
AFTR
Cisco CRS Series (IOS XR-4.2.1~)
Juniper MX/M/T Series (JUNOS 10.4~)
A10 Networks AX Series (ACOS 2.6.1~)
ISC aftr
B4
だいたいのIPv4 over IPv6トンネルが可能な機器
Cisco IOS
IIJ SEIL/X1
…
- 31. 31
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ステートレスIPv4/IPv6トランスレーション技術
SAM 4rd
MAP-E
4rd-(H,U)NAT-PT
NAT64
IVI dIVI dIVI-pd MAP-T
XLAT464
NAT464 DS-lite
Public 4over6
Lightweight 4over6
Stateless DS-lite
MAP
MAP-DHCP
MAP-DEPLOYMENT
A+P
RFC1933
Configured tunnels
Automatic tunnels
6to4 (RFC3056) 6rd (RFC5969)
6over4 ISATAP
Teredo
Tunnel brokers
Softwire mesh
BGP tunnels
6PE 6VPE
http://www.swinog.ch/meetings/swinog24/p/04_townsley-map-swinog-may-2012-distribution.pdf
- 32. 32
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IVI (1:N)
IVI (1:N)概要
ステートレスなNAT64 [RFC6219]
ただしIPv6クライアントはアドレスによって使える送信元ポート番号が決まっている
DNSの変換はDNS64(RFC6147)、ICMPの変換はRFC6145を使う。
名前の由来はローマ数字の4(IV)と6(VI)をくっつけてIVI
1:NではNクライアントで1つのIPv4アドレスを共有する
プレフィックスは/32のみ
動作
ポート番号Pは P = j*N + K (j=0..N-1, K=0..N-1) で決まる(IVI独⾃自のルール)
クライアントが送信元ポートを⾃自発的に制限する(OSに変更更を加える)
アドレスのPort Coding (PC)部にNを4-bit, Kを12-bitで埋め込んでいる
アドレスフォーマット
IPv4アドレスとポートの範囲が埋め込まれている
標準化されたフォーマットはRFC6052で定義されている
LIR
PC
IPv6
FF
IPv4
0
32
40
0
72
84
128
- 33. 33
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dIVI (1:N)
概要
ステートフルv4/v6変換(1:1 IVI) + ステートレスv6/v4変換(1:N IVI)技術
IVIを2回実⾏行行するのでdouble IVI
クライアント側は1:1 IVI
クライアントで送信元ポートを制限すればステートレス
IVI機器(ホームゲートウェイ)でNAPT後の送信元ポートを制限すればステートフル
プロバイダ側はステートレスな1:N IVI
送信元ポート番号の使い⽅方は相変わらず独⾃自
dIVI-pd
prefix-delegationができるようにしたもの
IPv6
IPv4
1:N IVI
ステートレス64変換
IPv4
1:1 IVI
ステートフル46変換
エンドユーザ
ISP
インターネット
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MAP: Mapping Address and Port
A+P (Address plus Port) の考え⽅方
IPv4アドレス32-bitとポート番号(16-bit)を併せて識識別⼦子として使えば48-bitのアドレス
空間を使うことができる![RFC6346]
1つのIPv4アドレスを複数のユーザで使える
ただし使えるポート番号が限られる
SAM (Stateless Address Mapping)の考え⽅方
6rdみたいにIPv6アドレスを⾒見見ればIPv4アドレスが分かるようになったら。セッション
ごとのアドレス変換表を持たなくていいのでステートレスにプロトコル変換できる!
でもIPv6アドレスへのIPv4アドレスの埋め込みはbitが⾜足りなくて難しい
ネットワーク部は省省略略して、ホスト部だけ埋め込もう!(プレフィックスの変換表を持つ)
空いたbitにポート番号の情報を⼊入れよう![sam]
MAPの考え⽅方
パケットの運び⽅方はさておき、IPv6アドレスに対するIPv4アドレスとポート番号情報の
埋め込み⽅方(FMR = forwarding mapping rule)と、アドレスから送信元ポートを決める
port mapping algorithmを統⼀一しよう!
- 35. 35
2013 (c) INTERNET MULTIFEED CO.
MAP-T (Mapping of Address and Port using Translation)
概要
MAPに準拠したv4/v6/v4変換技術[map-t]
CPEでNAPTするため、プロバイダ側はステートレス
CPE側の機器をCE(Customer Edge)、プロバイダ側の機器をBR(Border Relay)と呼ぶ
動作
CEにてステートフルなNAPT44が実⾏行行される
プライベートアドレスが外部グローバルアドレスに変換される
MAPのport mapping algorithmに従って送信元ポートが決定される
CEにてMAPのFMRに従ってv4/v6変換される
BRにてステートレスにv6/v4変換される
IPv6
IPv4
BR
ステートレス64変換
IPv4
CE
MAPによるステートフル
NAPT44+46変換
エンドユーザ
ISP
インターネット
- 36. 36
2013 (c) INTERNET MULTIFEED CO.
ステートレスIPv4 over IPv6カプセル化技術
SAM 4rd
MAP-E
4rd-(H,U)NAT-PT
NAT64
IVI dIVI dIVI-pd MAP-T
XLAT464
NAT464 DS-lite
Public 4over6
Lightweight 4over6
Stateless DS-lite
MAP
MAP-DHCP
MAP-DEPLOYMENT
A+P
RFC1933
Configured tunnels
Automatic tunnels
6to4 (RFC3056) 6rd (RFC5969)
6over4 ISATAP
Teredo
Tunnel brokers
Softwire mesh
BGP tunnels
6PE 6VPE
http://www.swinog.ch/meetings/swinog24/p/04_townsley-map-swinog-may-2012-distribution.pdf
- 37. 37
2013 (c) INTERNET MULTIFEED CO.
4rd (IPv4 Residual Deployment)
概要
NAPT44 + IPv4 over IPv6カプセル化技術[4rd]
CPEでNAPTするため、プロバイダ側はステートレス
独⾃自のポートマッピングアルゴリズム
現在の4rd[4rd-u]とは別物なので注意(despres版とか旧4rdとかで区別)
動作
IPv4プレフィックスとIPv6プレフィックスのマッピングのルールは予め共有される
CEでステートフルなNAPTが⾏行行われてカプセル化されてIPv6バックボーンを超える
BRではIPv4アドレスからステートレスにIPv6アドレスを求めてカプセル化しCEに転送
する
IPv4 over IPv6
IPv4
BR
IPv4
CE
独⾃自のステートフルNAPT44
+IPv4 over IPv6カプセル化
エンドユーザ
ISP
インターネット
ステートレスな
IPv4 over IPv6カプセル化
- 38. 38
2013 (c) INTERNET MULTIFEED CO.
MAP-E (Mapping of Address and Port with Encapsulation)
概要
MAPに準拠したNAPT44 + IPv4 over IPv6カプセル化技術[map-e]
CPEでNAPTするため、プロバイダ側はステートレス
アドレスフォーマットとポートマッピングがMAPに準拠
動作
IPv4プレフィックスとIPv6プレフィックスのマッピングのルールは予め共有される
CEでステートフルなNAPTが⾏行行われる(送信元ポート範囲はIPv6アドレスから計算される)
CEでカプセル化されてIPv6バックボーンを超える
BRではIPv4アドレスからステートレスにIPv6アドレスを求めてカプセル化しCEに転送する
IPv4 over IPv6
IPv4
BR
IPv4
CE
MAPによるステートフルNAPT44
+IPv4 over IPv6カプセル化
エンドユーザ
ISP
インターネット
ステートレスな
IPv4 over IPv6カプセル化
- 39. 39
2013 (c) INTERNET MULTIFEED CO.
MAP-Eの実装
BR
FNSC FX Series
IP Infusion (Linux/NetBSD)
ASAMAP
IIJ SEIL/X1
Cisco ASR9000(IOS-XR)
CE
BRの機器
FNSC F Series
YAMAHA RTX1200
CERNET OpenWRT
- 40. 40
2013 (c) INTERNET MULTIFEED CO.
相互接続試験@JANOG31
Tech
Role
Day1
Day2
MAP-E
BR
IPI
IPI
FNSC
CE1
SEIL
FNSC
ASAMAP
YAMAHA
CE2
FNSC
FNSC
DS-Lite
AFTR
A10
A10
B4
NECAT
SEIL
464XLAT
PLAT
A10
A10
CLAT
NECAT
NECAT
- 42. 42
2013 (c) INTERNET MULTIFEED CO.
まとめると
IPv4 over IPv6
IPv4
BR
IPv4
CE
ステートフルNAPT44
+ステートレス4o6 ステートレス4o6
IPv4 over IPv6
IPv4
AFTR
IPv4
B4
ステートレス4o6
ステートフル
NAPT+4o6
IPv6
IPv4
PLAT
IPv4
CLAT
ステートレスNAT46 ステートフルNAT64
IPv6
IPv4
BR
IPv4
CE
ステートフルNAT46 ステートレスNAT64
MAP-E
DS-Lite
464XLAT
MAP-T
- 43. 43
2013 (c) INTERNET MULTIFEED CO.
その他
SAM 4rd
MAP-E
4rd-(H,U)NAT-PT
NAT64
IVI dIVI dIVI-pd MAP-T
XLAT464
NAT464 DS-lite
Public 4over6
Lightweight 4over6
Stateless DS-lite
MAP
MAP-DHCP
MAP-DEPLOYMENT
A+P
RFC1933
Configured tunnels
Automatic tunnels
6to4 (RFC3056) 6rd (RFC5969)
6over4 ISATAP
Teredo
Tunnel brokers
Softwire mesh
BGP tunnels
6PE 6VPE
http://www.swinog.ch/meetings/swinog24/p/04_townsley-map-swinog-may-2012-distribution.pdf
- 44. 44
2013 (c) INTERNET MULTIFEED CO.
4rd-U (-Unified)
概要
MAP-EもMAP-TもIPv4パケットの運び⽅方が違うだけだから、そこの差異異を吸収して新し
いフォーマットに統⼀一してしまおう[4rd-u]
ヘッダ情報のマッピングを持たせればいい
Lightweight 4 over 6 (LW4o6)[LW4o6]
Payload
IPv4
IPv6
MAP-E
Payload
IPv4⽋欠落落
IPv6
MAP-T
Payload
マッピング
IPv6
4rd-U
概要
DS-LiteのCPEごとにアドレスとポートレンジを設定してあげればステートレスになるよ
↑それMAP−Eと何が違うの?
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2013 (c) INTERNET MULTIFEED CO.
乱⽴立立してはまとめられる規格
IPv4
ネイティブ
カプセル化
トランス
レーション
新しい
フォーマット
CPE
MAP-E
(元4rd)
MAP-T
(元dIVI)
4rd
(元4rd-U)
ISP
NAT44
CGN
DS-Lite
464XLAT
CPE&
ISP
NAT444
IPv4パケットの運び⽅方
NATの
場所
LW4o6
まとめられそう!
Softwire Unified CPE[unified-cpe]
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2013 (c) INTERNET MULTIFEED CO.
各技術の⽐比較表
DS-Lite
464XLAT
MAP-E
MAP-T
4rd-u
LW4o6
Encap/
Trans
Encap
Trans
Encap
Trans
Hybrid
Encap
Stateless
/Stateful
Stateful
Stateful
Stateless
Stateless
Stateless
Stateless
Mesh
ready
No
No
Yes
Yes
Yes
No
Address
Mapping
割り当て
なし
⾃自動計算
⾃自動計算
⾃自動計算
割り当て
http://www.slideshare.net/m-asama/map-14353679
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2013 (c) INTERNET MULTIFEED CO.
すべての技術に共通する問題
MTU問題
カプセル化にしろトランスレーションにしろヘッダのサイズが変わる
カプセル化:+ 40 byte
トランスレーション: +20 byte
IPのペイロードのサイズがギリギリだとフラグメントされてしまう
特にフラグメントの概念念がないIPv6へのトランスレーションの場合どうする?
TCPの場合MSS ClampingでMSSを調整する
ステートフル技術ではプロバイダ側機器でやるが、MAP-Tは?
UDPは救えない
NAPT問題
すべての技術はIPv4アドレス共有のためにNAPTを⾏行行なっているので、ポート
番号を持っていないIPの上位プロトコルは個別対応が必要というNAPTの問題
を抱えている
ICMP: だいたい対応
L2TP, PPTP: 対応してない場合が多い
IPsec: NAPTの場合UDPでwrapする仕様だが、対応していないクライアントも
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2013 (c) INTERNET MULTIFEED CO.
カプセル化
vs トランスレーション
カプセル化のいいところ
元のパケットをそのまま運ぶのでIPv4のヘッダ情報が⽋欠落落しない
チェックサムの再計算をしなくていい
トランスレーションのいいところ
プロバイダのIPv6ネットワークでペイロードを⽣生で扱える
ACLやQoSのためにDPIしなくていい
カプセル化よりもMTUが⼤大きい
IPv4 over IPv6
IPv4
IPv4
IPv6
IPv4
IPv4
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2013 (c) INTERNET MULTIFEED CO.
ステートレス
vs ステートフル
ステートレスのいいところ
Anycastなどの既存技術を⽤用いた冗⻑⾧長化が可能
悪意のあるユーザにポート番号を専有されない
ポートアサインのログを保管しなくて良良い
多数収容するプロバイダ側でステートを持たないのでスケールする
セッションベースではなく、トラフィックベースでの設備投資が可能
ステートフルのいいところ
ポート数がユーザごとに固定されていないのでより少ないIPv4アドレスでサ
ービスが提供可能(dynamic allocationの場合)
CPE機器の実装が簡易易、安価に
IPv4
IPv4
IPv6
IPv4
IPv4
IPv6
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2013 (c) INTERNET MULTIFEED CO.
結局どれを使えばいいの?
今回はv4 over v6の技術を紹介しましたが、v6 over v4やCGNもある…
フローチャートはありませんか?
あります[46chart]
結局やりたいサービスと⾃自社ネットワークの状況からの判断
それでも決まらなければ世間の波に乗る
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2013 (c) INTERNET MULTIFEED CO.
NAPTの実装関する注意
NAPTの実装によって期待する通信ができない、特にオンラインゲームユーザに
対して⼤大きな影響があるので注意
ヘアピン通信
NAT超え
要件:マッピングとフィルタリングの挙動で分類
マッピング:エンドポイント⾮非依存マッピング
フィルタリング:エンドポイント⾮非依存フィルタリング
コナミの佐藤さんの資料料[napt-stun]がわかりやすい
IPv4
エンドユーザ
ISP
IPv4
外部アドレスが
同じ!!!
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サーバでのロギングに関する注意
同じIPv4アドレスから別のユーザがアクセスしてくる
IPv4アドレスだけをロギングしているだけでは不不⼗十分
RFC6302でログ内容の推奨を⾏行行なっている
送信元IPアドレス
送信元ポート番号
タイムスタンプ(UTC)
追跡可能な時刻源で1秒以下の精度度
トランスポート層プロトコル(TCP/UDP)と宛先ポート番号
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MAPのアドレスフォーマット
IPv6アドレスにIPv4アドレスの情報を埋め込む
ただし32-bit全部は⼊入らないのでホスト部分(Suffix)だけ
ネットワーク部分の情報はマッピング規則としてBRとCEで共有する
IPv6アドレスにポート番号の情報を埋め込む
余った部分に利利⽤用可能なポート番号の範囲の情報(PSID: Port Set ID)を埋め込む
IPv6 Prefix
subnet ID
IPv4 Prefix
IPv4 Suffix
Interface ID
⾃自由に使える
IPv4
IPv6
IPv6 Prefix
subnet ID
IPv4 Prefix
IPv4 Suffix
Interface ID
⾃自由に使える
IPv4
IPv6
PSID
EA bits
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2013 (c) INTERNET MULTIFEED CO.
MAPのアドレスフォーマット
Port Set IDは16-bitポート番号の中に埋め込まれたk-bitの識識別⼦子
これで送信元ポート番号を制限できる
Aはオフセット。存在するときAは0以上の値にする(システムポートの利利⽤用を避ける)
IPv6アドレスとIPv4アドレスを紐紐付けるルール(Basic Mapping Rule, BMR)
{IPv6プレフィックス、IPv4プレフィックス、EA bits⻑⾧長}の組をBRとCEの間で共有する
IPv4: IPv4 Prefixに合致したら、残りのSuffixと設定されたPSIDでEA bitsを構築する
IPv6: IPv6 Prefixに合致したら、続くEA bits⻑⾧長のうち、32-prefix⻑⾧長を切切り出してIPv4 Suffixを
埋めて、残りはPSIDだと解釈する
A
PSID
M
ポート番号(16-bit)
IPv6 Prefix
subnet ID
IPv4 Prefix
IPv4 Suffix
Interface ID
⾃自由に使える
IPv4
IPv6
PSID
EA bits
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MAPのアドレスマッピング
Forwarding mapping rule (FMR)
Port mapping algorithm
|
32
bits
|
|
16
bits
|
+-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐+
+-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐+
|
IPv4
destination
address
|
|
IPv4
dest
port
|
+-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐+
+-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐+
:
:
___/
:
|
p
bits
|
/
q
bits
:
+-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐+
+-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐+
|IPv4
sufx|
|Port-‐Set
ID
|
+-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐+
+-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐+
/
____/
________/
:
__/
_____/
:
/
/
|
n
bits
|
o
bits
|
s
bits
|
128-‐n-‐o-‐s
bits
|
+-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐+-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐+-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐+-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐+-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐+
|
Rule
IPv6
prefix
|
EA
bits
|subnet
ID|
interface
ID
|
+-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐+-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐+-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐+-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐+
|<-‐-‐-‐
End-‐user
IPv6
prefix
-‐-‐-‐>|
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
0
1
2
3
4
5
6
+-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐+-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐+-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐+
Ports
in
|
A
|
PSID
|
M
|
the
CE
port
set
|
>
0
|
|
|
+-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐+-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐+-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐+
|
a
bits
|
k
bits
|m
bits
|
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2013 (c) INTERNET MULTIFEED CO.
参考⽂文献 (1/6)
IPv4枯渇
[ipv4-report] IPv4 Address Report
http://www.potaroo.net/tools/ipv4/
IPv6統計
[cisco6] Cisco IPv6 Lab: IPv6 Deployment
http://6lab.cisco.com/stats/
[google6] IPv6 – Google
https://www.google.com/intl/ja/ipv6/statistics.html
[amsix6] AMS-IX IPv6 Traffic
https://www.ams-ix.net/technical/statistics/sflow-stats/ipv6-traffic
[decix6] DE-CIX Native IPv6 Traffic
http://www.de-cix.net/about/statistics/
IPv4/IPv6 移⾏行行・共存技術
[loadmap] Mapping Address + Port
http://www.swinog.ch/meetings/swinog24/p/04_townsley-map-swinog-may-2012-
distribution.pdf
- 60. 60
2013 (c) INTERNET MULTIFEED CO.
参考⽂文献 (2/6)
NAT-PT
[RFC2766] Network Address Translation - Protocol Translation (NAT-PT)
http://tools.ietf.org/html/rfc2766
[RFC2765] Stateless IP/ICMP Translation Algorithm (SIIT)
http://tools.ietf.org/html/rfc2765
[RFC2694] DNS extensions to Network Address Translators (DNS_ALG)
http://tools.ietf.org/html/rfc2694
[RFC4966] Reasons to Move the Network Address Translator - Protocol Translator
(NAT-PT) to Historic Status
http://tools.ietf.org/html/rfc4966
NAT64
[RFC6146] Stateful NAT64: Network Address and Protocol Translation from IPv6
Clients to IPv4 Servers
http://tools.ietf.org/html/rfc6146
[RFC6147] DNS64: DNS Extensions for Network Address Translation from IPv6
Clients to IPv4 Servers
http://tools.ietf.org/html/rfc6147
[RFC6145] IP/ICMP Translation Algorithm
http://tools.ietf.org/html/rfc6145
- 61. 61
2013 (c) INTERNET MULTIFEED CO.
参考⽂文献 (3/6)
[v4literals] Coping with IP Address Literals in HTTP URIs with IPv6/IPv4 Translators
http://tools.ietf.org/html/draft-wing-behave-http-ip-address-literals-02
464XLAT
[RFC6877] 464XLAT: Combination of Stateful and Stateless Translation
http://tools.ietf.org/html/rfc6877
[464xlat-products] 「IPv6時代のIPv4を考える」〜~第⼆二章〜~ 【464XLAT事前公開資料料】
http://www.janog.gr.jp/meeting/janog30/doc/janog30-v64-pre-kawashimam-01.pdf
IVI
[RFC6219] The China Education and Research Network (CERNET) IVI Translation
Design and Deployment for the IPv4/IPv6 Coexistence and Transition
http://tools.ietf.org/html/rfc6219
[RFC6052] IPv6 Addressing of IPv4/IPv6 Translators
http://tools.ietf.org/html/rfc6052
dIVI
[divi] Address-sharing stateless double IVI
http://tools.ietf.org/html/draft-xli-behave-divi-01
[divi-pd] dIVI-pd: Dual-Stateless IPv4/IPv6 Translation with Prefix Delegation
http://tools.ietf.org/html/draft-xli-behave-divi-pd-01
- 62. 62
2013 (c) INTERNET MULTIFEED CO.
参考⽂文献 (4/6)
DS-Lite
[RFC6333] Dual-Stack Lite Broadband Deployments Following IPv4 Exhaustion
http://tools.ietf.org/html/rfc6333
A+P
[RFC6346] The Address plus Port (A+P) Approach to the IPv4 Address Shortage
http://tools.ietf.org/html/rfc6346
SAM
[sam] SAM: Stateless Address Mapping 〜~
IPv6 時代の
IPv4 を考える
〜~
http://www.janog.gr.jp/meeting/janog26/doc/post-dslite-matsushima.pdf
MAP-T
[map-t] Mapping of Address and Port using Translation (MAP-T)
http://tools.ietf.org/id/draft-ietf-softwire-map-t-01.txt
4rd
[4rd]
http://tools.ietf.org/html/draft-despres-softwire-4rd-00
MAP-E
[map-e] Mapping of Address and Port with Encapsulation (MAP)
http://tools.ietf.org/id/draft-ietf-softwire-map-06.txt
- 63. 63
2013 (c) INTERNET MULTIFEED CO.
参考⽂文献 (5/6)
4rd-U
[4rd-u] IPv4 Rapid Deployment on IPv6 Infrastructures (4rd)
http://tools.ietf.org/html/draft-vautrin-softwire-4rd-00
[many4rd]これでいいのか4rd - 標準化と、実装と、運⽤用と、のはざまの奮闘記
http://www.janog.gr.jp/meeting/janog30/doc/janog30-map-after-matsushima-01.pdf
LW4o6
[LW4o6] Lightweight 4over6: An Extension to the DS-Lite Architecture
http://tools.ietf.org/html/draft-cui-softwire-b4-translated-ds-lite-11
[unified-cpe] Unified IPv4-in-IPv6 Softwire CPE
http://tools.ietf.org/html/draft-bfmk-softwire-unified-cpe-02
各技術の⽐比較
[compare] MAP実装してみた
http://www.slideshare.net/m-asama/map-14353679
[46chart] IPV4/V6移⾏行行・共存技術について
https://www.nic.ad.jp/ja/materials/iw/2011/proceedings/t1/t1-01.pdf
[config] JANOG Meeting本会議場ネットワークの作り⽅方
| JANOG31 Meeting
http://www.janog.gr.jp/meeting/janog31/LA.html
- 64. 64
2013 (c) INTERNET MULTIFEED CO.
参考⽂文献 (6/6)
移⾏行行・共存技術の注意点
[napt-stun] 「IPv6時代の
IPv4を考える」〜~第⼆二章〜~共存
/ 移⾏行行技術とP2P 対
戦
ゲー
ム
の相性
http://www.janog.gr.jp/meeting/janog30/doc/janog30-v64-pre-stun-ryosato-02.pdf
[RFC6302] Logging Recommendations for Internet-Facing Servers
http://tools.ietf.org/html/rfc6302