IP address
• Waseda University, 133.9.0.0
65,534
• If you will start a new university, will you be
able to get the same size of IPv4 addresses?
• No.
※ あなたが5万人規模の新設大学を作るとし
て、その時に現在の早稲田大学と同規模の
IPアドレスの割当てを受けられるでしょうか?
1
IPv4 address pool exhaustion
• What is the problem?
http://www.potaroo.net/tools/ipv4/index.html
• Regional Internet Registries (RIR) do not have any
unallocated IPv4 address left.
No address left on Feb 3, 2011
RIR
No address left on Apr 15, 2011
2
※ IPv4 アドレス在庫枯渇問題
• そもそも、どのような問題なのか?
http://www.nic.ad.jp/ja/ip/ipv4pool/
• 地域インターネットレジストリ(RIR)における
未分配の IPアドレス の在庫がなくなる
RIR
3
Projection made in 2010
Projected IANA Unallocated Address Pool Exhaustion: 17-Jun-2011
Projected RIR Unallocated Address Pool Exhaustion: 25-Mar-2012
Geoff Huston
http://www.potaroo.net/tools/ipv4/index.html
4
Projection on June 30, 2011
• IANA Unallocated Address Pool Exhaustion:
Projected RIR Address Pool Exhaustion Dates:
APNIC:
19-Apr-2011
RIPENCC:
26-Jan-2012
ARIN:
13-Nov-2013
LACNIC:
26-Jun-2014
AFRINIC:
20-Jul-2014
03-Feb-2011
"Ehaustion" is defined here as
the time when the pool of
available addresses in each RIR
reaches the "last /8 threshold", of
16,777,216 addresses.
Geoff Huston
http://www.potaroo.net/tools/ipv4/index.html
5
No more IPv4 available in Japan
Number of Hosts
http://www.nic.ad.jp/ja/stat/ip/
Assigned IPv4 addresses (JPNIC), Feb. 2012
6
Who suffers from the problem?
• The current Internet continues working.
• A user cannot get a new IP address.
IANA  APNIC  JPNIC  ISP users
• How the user can solve the problem?
• Is it necessary to modify or update/upgrade
the existing equipment?
7
※ 枯渇すると誰が困るのか
• 現在のインターネットが直ちに停止する訳で
はない
• 新しく IP アドレスの割り当てを受けることが
できなくなる
IANA  APNIC  JPNIC  ISP  利用者
• 新しい利用者は、どのような対策をとるか
• その利用者と通信をするために既存の設備
を変更する必要があるのか、ないのか
8
Solution (1)
• The unused IP addresses should be returned.
• There is a proposal of having IPv4 address
market to deal with IPv4 address transaction.
http://www.potaroo.net/tools/ipv4/index.html
9
※ どのような対策があるのか(1)
• 割り当てを受けているのに未利用のアドレス
を返却してもらう
• 未利用のアドレスを流通させるために IP アド
レスの 取引市場 を設けるという提案がある
http://www.potaroo.net/tools/ipv4/index.html
10
Problem (1)
• Even if the unused IPv4 addresses will be
returned, the amount is consumed in several
months.
reference [1] in Japanese
http://www.nic.ad.jp/ja/pressrelease/2007/20
071207-01.html
JPNIC「IPv4アドレス在庫枯渇問題に関する
検討報告書(第一次)」 p.39, 2007年12月.
11
※ 問題点(1)
• 回収によって再利用が可能となると想定され
るアドレス規模は、多くても世界的なアドレス
需要の 数ヶ月分 に過ぎないと思われる。
参考文献 [1]
JPNIC「IPv4アドレス在庫枯渇問題に関する
検討報告書(第一次)」 p.39, 2007年12月.
http://www.nic.ad.jp/ja/pressrelease/2007/20071207-01.html
12
Solution (2)
• NAT is introduced to reduce the number of
global IPv4 addresses.
http://www.nic.ad.jp/ja/ip/ipv4pool/ipv4exh-report-071207.pdf
The report is written in
Japanese. The figure
appears on Page 45.
NAT
Network
Address
Translation
☆ New customers
13
※ どのような対策があるのか(2)
• NAT を用いてグローバルな IP アドレスの
必要個数を減らす
http://www.nic.ad.jp/ja/ip/ipv4pool/ipv4exh-report-071207.pdf
NAT
14
How to translate IP addresses?
• Network Address Translator,
Network Address Port Translator (NAPT).
Global address
NAT
Private address
10.0.0.0~10.255.255.255 10/8
172.16.0.0~172.31.255.255 172.16/12
192.168.0.0~192.168.255.255 192.168/16
15
※ NATによる変換
• Network Address Translator,
Network Address Port Translator (NAPT).
グローバルアドレス
NAT
プライベートアドレス
10.0.0.0~10.255.255.255 10/8
172.16.0.0~172.31.255.255 172.16/12
192.168.0.0~192.168.255.255 192.168/16
16
Problem (2)
• We cannot expect the equivalent usage of a
private IP address plus NAT to a global IP address
(IP telephony, Video conference, and P2P)
The next slide shows the NAT traversal.
• The existing NAT covers tens of thousands of
customers.
• It is a challenge to use two or more layered NAT
between the user PC and the servers. Cascading
17
※ 問題点(2)
• プライベートアドレス+NATでは、グローバル
アドレスと同じサービスが出来ない場合がある
(IP電話、テレビ会議、P2P応用など)
次のスライド
• 従来のNATが対応してきた実績は数万利用者
の規模である
• 既にNATを用いている利用者を、さらにNATを
用いて収容する場合には、多段のNATとなる。
プライベートアドレスの 衝突 の可能性がある。
18
NAT traversal technique
Yuan Wei, D. Yamada, S. Yoshida, and S. Goto,
A New Method for Symmetric NAT Traversal in UDP and TCP,
APAN Network Research Workshop 2008, pp.11--18, August, 2008.
19
※ NAT越え (NAT traversal)
• 魏, 後藤, 山田, 吉田「Symmetric NAT に対応するTCP/UDP NAT 越え
の新技法」情報処理学会70回全国大会, 3ZL-3, 2008年3月.
20
Solution (3)
• We can utilize a huge address space if we
allocate IPv6 addresses.
• One of the obvious reason why IPv6 is
developed is the anticipation of address pool
exhaustion.
IPv4 32bits = 232 ≒ 4 billion(s)
IPv6 128bits = 2128
21
※ どのような対策があるのか(3)
• IPv6 を用いれば膨大な数の IP アドレスを
利用することができる
• そもそも IPv6 は、IPv4 アドレスが不足する
ことを見越して設計されている
IPv4 32ビット = 232 約40億
IPv6 128ビット = 2128
22
Problem (3)
• A new client, who has only an IPv6 address,
cannot connect to an existing IPv4 host. Some
translation technique is required.
• A new server on IPv6 cannot accept the
incoming traffic unless the user is IPv6 ready.
• There might be a access link problem.
The next slide show the problem.
23
※ 問題点(3)
• 新規に IPv6 で利用を開始するクライアントは
そのままでは IPv4 のネットワークに接続でき
ない(トランスレータなどが必要)
• 新規の IPv6 のサーバはクライアントが IPv6
対応にならなければサービスを提供できない
• 利用者のアクセス回線が事業者に依存する
場合がある
次のスライド
24
Access link, e.g. Flets service by NTT
• It is based on tunneling.
IP
IP
IP
IP
A user IP packet is encapsulate by an NTT IPv6
packet.
「NTT西のフレッツはNTT東とどう違う?」
IPpro in Japanese, difference between NTT West and East
http://itpro.nikkeibp.co.jp/article/COLUMN/20071017/284759/
Now the problem is known in the latest NTT East service as well.
25
※ アクセス網提供事業者
• フレッツはトンネルを使う
IP
IP
IP
IP
トンネルとは、パケットを他のパケットのデータ
として包み込んで(カプセル化)送ること
「NTT西のフレッツはNTT東とどう違う?」
IPpro, 最近のIPv6 Dayの話題は後述
http://itpro.nikkeibp.co.jp/article/COLUMN/20071017/284759/
26
Both of IPv4 and IPv6 are used
• It is similar to an old railway and a new
subway. It is not easy to connect them.
http://cr.yp.to/djbdns/ipv6mess.html
Daniel J. Bernstein, and 新山, originally in English
• If the number of characters for a train station
is limited, the name space will be exhausted.
Then a new subway will be constructed.
• The issue is how to transfer or tranlate.
27
※ IPv4 と IPv6 の混在時代
• ある論者は地下鉄と地上の鉄道の譬え話を
使って相互乗り入れの難しさを指摘している
http://www.unixuser.org/~euske/doc/ipv6ex/
Daniel J. Bernstein, and 新山
• 駅の名前の文字数が制限されているとする
いずれ駅が足りなくなる(IPv4枯渇)
そこで大規模地下鉄を作る(IPv6)
• ただし相互に乗り入れるためには変換が必
要となる(translate)
28
Dual stack of IPv4 and IPv6
• Due to the layered structure of protocols, an
application can run both on IPv4 and IPv6.
Dual stack
example: MAC OS
• If we use both of IPv4 and IPv6, we still rely on
IPv4.
We need some translator between IPv4 and
IPv6 until when IPv6 will be fully deployed.
29
※ IPv4 と IPv6 のデュアルスタック
• 現在のインターネットで IPv6 が利用できる機
器は、大抵 IPv4 も使用することができる
デュアルスタック
MAC OSの例
• そのままの方法で IPv6 を拡大するのでは
IPv4 のアドレスが相変わらず必要になる
過渡期にはtranslatorがIPv4, IPv6の橋渡し
をする
30
Phase 1
Present
☆ Scenario of Transition from IPv4 to IPv6
Phase 3, All IPv6
Exhaustion, Phase 2 Dual stack
Expanded coverage of IPv6
NAPT usage reduced
Option, translator
Would be still used
Clients on IPv6 only
CPE: Customer Premises Equipment
31
Dual stack
IPv6 address + Private IPv4 address
• The final solution to IPv4 exhaustion is IPv6.
Eventually, IPv6 will be used extensively.
• Old machines that cannot realize IPv6
connectivity will be left.
• However, we cannot use much IPv4 space.
• IPv4 private address will be used.
• The basic structure will use IPv6 with some
private IPv4 address beyond NAT (NAPT).
32
※ デュアルスタック
※ IPv6アドレス + プライベートIPv4アドレス
• IPv4枯渇の最終解はIPv6
IPv6アドレスでの接続を提供
• IPv6対応出来ない古いサーバ、古いWindows
のために IPv4の接続も最低限のレベルで維持
– IPv4アドレスが枯渇するので、少量のIPv4をISPの
NATにより共有してやりくりする
– IPv4プライベートアドレスでの接続を提供
– IPv4の接続はISPのNAT経由となり多くの制限があ
る。P2Pなどのアプリケーションを使うためには最終
的には IPv6 対応が必要
33
Conclusion of JPNIC report [1]
• There are limitations of the effect of unused
IPv4 address collection, and adopting NATs.
• The final solution is IPv6.
There need a translator and the dual stack
which enable us to connect IPv4 space and
IPv6 space.
34
※ JPNIC 報告書 [1] の結論
• アドレス回収、NATによるグローバルアドレス
の削減、いずれも限定的な効果に留まる
• 本格的な解決は IPv6 の導入
ただし、IPv4 と IPv6 の相互接続を可能とする
ように、トランスレータ、デュアルスタックなど
の準備を進めなければならない
35
World IPv6 Launch, June 6, 2012
• Do you have any difficulty on June 6?
• In English
http://www.worldipv6launch.org/
• In Japanese
http://www.attn.jp/worldipv6launch/
36
Fallback Problem
© Yasuhiro Morishita, JPRS
A user tries to connect to Host B.
Host A
IPv4
Host B
IPv4+IPv6
(3) PC X finally connects to Host B via
IPv4 network. It takes some time for
falling back from IPv6 to IPv4.
(1) PC X tries to connect to Host B
with IPv6. It fails to connect to Host B.
IPv6
Internet
IPv4
Internet
IPv4
IPv6
user, PC X
×
IPv6
Closed
Network
(2) Fall back from IPv6 to IPv4
37
Short tem fix-it
問題の回避: AAAAフィルターの導入
IPv4
only
対応サイト
IPv4 Internet
インターネット
IPv4+IPv6
dual stack
対応サイト
User is not given IPv6 address
DNS AAAA filtering
ユーザーにIPv6を使わせないように
することで、問題を回避
IPv6 Internet
インターネット
IPv6 closed
network
キャリア
サービス網
Copyright © 2012 Yasuhiro Morishita, JPRS 株式会社日本レジストリサービス
User, ユーザー
38
Long term solution: 問題の解決:
IPv6 Internet connection service
IPv6インターネット接続サービスの提供
IPv4 only
対応サイト
IPv4+IPv6, dual
対応サイト
IPv4 Internet
インターネット
IPv6インターネット・キャリア
サービス網の双方への接続を実現
IPv6 Internet
インターネット
IPv6 closed
network
キャリア
サービス網
IPv6 connection
IPv6インターネット接続サービス
User, ユーザー
Copyright © Yasuhiro Morishita, JPRS 2012 株式会社日本レジストリサービス
39
Further information
• Solutions by NTT East and West (in Japanese)
総務省IPv6高度化研究会資料
http://www.soumu.go.jp/main_content/000159749.pdf
• Act on Nippon Telegraph and Telephone Corporation, etc.
日本電信電話株式会社等に関する法律
http://eiyaku.hounavi.jp/taiyaku/s59a08501.php
Regional telecommunications business (meaning
telecommunications business activities operated by establishing
telecommunications facilities of the Regional Companies which
can intermediate intra-prefectual telecommunications without
facilities of other telecommunications business carriers)
地域電気通信業務(同一の都道府県の区域内における通信を
他の電気通信事業者の設備を介することなく媒介することので
きる電気通信設備を設置して行う電気通信業務をいう)
40
Division of Roles among the Government of Japan, Local
Public Entities and the Private Sector
国及び地方公共団体と民間との役割分担
Basic Act on the Formation of an Advanced Information
and Telecommunications Network Society
Article 7: The private sector shall in principle play the
leading role in the formation of an advanced information
and telecommunications network society.
高度情報通信ネットワーク社会形成基本法
http://eiyaku.hounavi.jp/eigo/h12a14400.php
IT基本法
第七条 高度情報通信ネットワーク社会の形成に
当たっては、民間が主導的役割を担うことを原則
とし、…
41
ダウンロード

Dual stack