4rd
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4rdの特徴は以下3点挙げられる。
- メッシュトポロジー: 2つの端点の間でIPv4パケットがIPv6パケットと同じ経路を通る
- IPv4アドレスの共有: IPv4アドレスの枯渇に対応するため、1つのIPv4アドレスを複数の顧客で共有し、個々の顧客には利用するTCP/UDPポートの範囲を割り当てる(RFC 6346 に規定されるA+Pモデル)ことができる
- ステートレスな運用: IPv4とIPv6のパケット変換がステートレスである(変換装置が顧客ごとの通信状態を保持しておく必要がない)
同様の特徴を持つIETF策定の技術(MAP-EやMAP-T)と比較した場合、4rdは以下を同時に実現できる。
- IPv4フラグメントの完全な透過性: これによりPath MTU Discovery (RFC 4821)の機能が維持される。これが保たれないと、ファイアウォールがICMPパケットをフィルタしている場合(一般にフィルタしている)、Path MTU Discoveryを備えたシステムは大きなパケットサイズをサポートする経路の恩恵を得られなくなる。
- IPv6パケット検査をIPv4にそのまま適用可能: IPv6ネットワークを通過する際、IPv4パケットはそのまま通常のIPv6パケットに変換される[1]。したがってIPv6ネットワークで実施されているパケット操作(アクセス制御リスト、ディープ・パケット・インスペクションなど)はそのまま(暗黙的かつ自動的に)IPv4パケットにも適用される。
MAP-Eは前者のみ、MAP-Tは後者のみを実現できる。
ISPがIPv6ネットワークを介してIPv4サービスを提供するにあたり、全顧客にカスタマ構内設備(CPE)を提供するならば、ISPはMAP-E、MAP-T、4rdのいずれを選択することもできる。ただしMAP-EとMAP-Tが標準化過程にあるのに対し、4rdは少なくとも現状では「実験」段階にある点に留意が必要である。
原理
フラグメント透過性とパケット検査を両立させる鍵は、IPv6ネットワークへの出入りにあたり「可逆的パケット変換」を利用することである[1]。これが実現可能なのは、IPv6パケットのヘッダが大きく、必要とあればFragmentヘッダを使うこともできるため、IPv4ヘッダの有用な情報を全て埋め込むことができるためである。なお4rdはIPv4のIP層オプションには対応していないが、現状ではセキュリティ上の問題からIP層オプションがルータで除去されることが多く[2]、システムがIP層オプションを利用しないことが多いため、深刻な問題にはなりにくい。
4rdの仕様がMAP-EとMAP-Tより進んでいるもう1つの点は、断片化したIPv4データグラムの取り扱いである。MAP-EとMAP-Tの仕様では、ネットワーク入り口でデータグラムを再構成してから転送するという挙動のみが記述されている[3][4] 。ユーザが感知する性能を向上させ、ネットワーク入り口での処理量を減らし、攻撃機会を減らすために、4rdの仕様では断片化したデータグラムを再構成せずそのまま転送する挙動を含めている[5]。