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集約処理（CGN Carrier-Grade NAT）‐限られた資源は、集中させてこそ生き延びる

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集約処理（CGN Carrier-Grade NAT）‐限られた資源は、集中させてこそ生き延びる

集約処理（CGN Carrier-Grade NAT）を構造・役割・技術史についてご紹介します。

集約処理（CGN）とは何か（結論）

CGN（Carrier-Grade NAT）とは、 ISPが保有するIPv4アドレスを多数の利用者で共有するために、 ISP網内で行う大規模NAT処理です。

・家庭ではなく 事業者側 にNATを置く
・数千〜数万ユーザーを 1つのIPv4群 で収容
・IPv4枯渇への現実的対処

CGNが必要になった背景

 IPv4枯渇という前提
・IPv4 43億個（実用はさらに少ない）
・FTTH・モバイル普及で完全枯渇
👉 「全加入者にIPv4を配る」モデルが破綻

CGNの基本構造

NAT444（典型例）

[端末]
  ↓ (IPv4)
[宅内NAT]
  ↓ (IPv4)
[CGN（ISP側NAT）]
  ↓ (IPv4)
[Internet]

DS-LiteにおけるCGN

[端末]
  ↓ IPv4
[CPE（B4）]
  ↓ IPv4-in-IPv6
[AFTR（CGN）]
  ↓ IPv4
[Internet]

👉 最終的なIPv4出口は常にCGN

CGNで何が起きているか

① IPv4アドレスの共有

1 IPv4 を
・ポート番号
・セッション
で分割

② セッション管理

 ・誰が
・いつ
・どの通信を 使ったかを保持
👉 ISPは巨大な通信台帳を持つ

CGNの長所

IPv4延命効果が大きい
 ・数百万回線を収容可能
家庭側が単純
 ・IPv4管理不要
・設定トラブルが少ない
IPv6主役化を促進
 ・IPv4は「例外扱い」

CGNの制約・副作用

外部からの着信不可
・ポート開放不可
・自宅サーバー非対応
トラブルシュートが難しい
 ・利用者IPが一意でない
・ログ突合が必須
一部アプリ非互換
 ・P2P
・古いVPN
・特殊プロトコル
👉 “自由なIPv4”は失われる

技術史的な位置づけ

 ・当初は「一時しのぎ」と見なされた
しかし現実には
・モバイル
・家庭回線
で 恒常技術 に
👉 IPv6普及を待つための“防波堤”

世界と日本の違い

世界
 ・NAT64 / IPv6-only が主流
日本
 ・IPv4互換要求が非常に強い
・CGN（DS-Lite / MAP系）が大規模定着

👉 日本はCGN運用の成熟度が高い国

まとめ

CGNは
・IPv4枯渇への現実解
・ISP側での集約処理
・利便性と自由度のトレードオフ
・IPv6時代への橋渡し技術として不可欠
名言 「限られた資源は、集中させてこそ生き延びる。」

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