CGNAT

Carrier-Grade Network Address Translation که اغلب به اختصار CGNAT خوانده می شود، یک نوآوری محوری در حوزه مدیریت آدرس IP است. این یک استاندارد کارگروه مهندسی اینترنت (IETF) است که به طور خاص برای تسهیل مشکل تخلیه آدرس IPv4 طراحی شده است.

ردیابی منشا و تکامل CGNAT

پیدایش CGNAT را می توان به اوایل قرن بیست و یکم مرتبط کرد. در ابتدا توسط IETF در سال 2011 تحت RFC 6264 پیشنهاد شد و بعداً در سال 2012 از طریق RFC 6888 استاندارد شد. محرک اصلی ایجاد آن تخلیه آدرس‌های IPv4 و پذیرش آهسته IPv6 بود.

IPv4 که از آدرس‌های 32 بیتی استفاده می‌کند، حداکثر حدود 4.3 میلیارد آدرس منحصربه‌فرد دارد. از آنجایی که تعداد دستگاه های متصل به اینترنت شروع به فراتر رفتن از این محدودیت کرد، CGNAT به عنوان یک راه حل قابل اجرا ظاهر شد و چندین دستگاه را قادر می ساخت تا یک آدرس IPv4 عمومی را به اشتراک بگذارند.

باز کردن مفهوم CGNAT

CGNAT تکنیکی است که برای افزایش طول عمر فضای آدرس IPv4 با اجازه دادن به چندین دستگاه برای به اشتراک گذاشتن یک آدرس IPv4 عمومی استفاده می شود. این یک نوع ترجمه آدرس شبکه (NAT) است، روشی برای نگاشت مجدد یک فضای آدرس IP به فضای دیگر.

در یک محیط سنتی NAT، دستگاه‌های درون یک شبکه محلی یک آدرس IP عمومی را برای ارتباط با اینترنت به اشتراک می‌گذارند. CGNAT این کار را یک گام فراتر می برد و از لایه دوم NAT در سطح ارائه دهنده خدمات اینترنت (ISP) استفاده می کند. این بدان معنی است که چندین مشتری، هر کدام با NAT محلی خود، می توانند یک آدرس IP عمومی را به اشتراک بگذارند.

بررسی عملکرد CGNAT

در هسته خود، CGNAT بر اساس همان اصول NAT سنتی عمل می کند، اما با سطح ترجمه اضافی. هنگامی که بسته های داده از یک شبکه محلی به اینترنت منتقل می شوند، از NAT محلی عبور می کنند که آدرس IP خصوصی را به یک آدرس عمومی تبدیل می کند. این بسته ها سپس به CGNAT در ISP می رسند که یک بار دیگر آدرس IP عمومی را تغییر می دهد. این فرآیند برای بسته های داده ورودی معکوس می شود.

اجزای کلیدی یک سیستم CGNAT عبارتند از:

1. خود دستگاه CGNAT که ترجمه ها را انجام می دهد.
2. مجموعه ای از آدرس های IP عمومی اختصاص داده شده به CGNAT.
3. نگاشت آدرس های IP خصوصی داخلی به آدرس های IP عمومی خارجی.

ویژگی های کلیدی CGNAT

CGNAT چندین ویژگی قابل توجه را به جدول آورده است:

1. حفاظت از آدرس: با اجازه دادن به چندین دستگاه برای به اشتراک گذاشتن یک آدرس IP عمومی، CGNAT عمر فضای آدرس IPv4 را افزایش می دهد.
2. شفافیت: برای اکثریت کاربران و اپلیکیشن ها، حضور CGNAT کاملا شفاف است.
3. سازگاری: CGNAT می تواند با هر دو آدرس IPv4 و IPv6 کار کند و آن را با انواع شبکه ها سازگار می کند.
4. مقیاس پذیری: CGNAT می تواند تعداد زیادی ترجمه آدرس IP را انجام دهد و برای ISP های بزرگ مناسب است.

دسته بندی های CGNAT

بر اساس طیف وسیعی از توابع و کاربردها، CGNAT را می توان به طور کلی به دو دسته طبقه بندی کرد:

1. CGNAT پایه: ترجمه ساده یک به یک آدرس های IP عمومی به آدرس های خصوصی را انجام می دهد.
2. CGNAT پیشرفته: علاوه بر ترجمه یک به یک، از ویژگی‌های پیشرفته‌ای مانند مسدود کردن پورت، محدود کردن جلسه و ورود به سیستم نیز پشتیبانی می‌کند.

استفاده، مسائل و راهکارها با CGNAT

CGNAT عمدتاً توسط ISPها برای مدیریت کمبود آدرس های IPv4 استفاده می شود. با این حال، می‌تواند در سازمان‌های بزرگ نیز برای ادغام استفاده از آدرس IP عمومی استفاده شود.

علیرغم مزایای آن، CGNAT می تواند برخی از چالش ها را ایجاد کند:

• این می تواند برخی از خدمات همتا به همتا (P2P) و برنامه های بازی آنلاین را مختل کند.
• این می تواند موقعیت جغرافیایی و شناسایی مبتنی بر IP را پیچیده کند.
• ممکن است بر خدماتی که به ارسال پورت نیاز دارند تأثیر بگذارد.

راه حل های این مسائل اغلب شامل استفاده از ویژگی های پیشرفته CGNAT یا استفاده از فناوری های جایگزین مانند IPv6 یا Application Layer Gateways (ALGs) است.

بررسی مقایسه ای CGNAT و مفاهیم مشابه

چشم اندازها و فناوری های آینده مرتبط با CGNAT

همانطور که اینترنت تکامل می یابد، CGNAT نیز پیشرفت می کند. به نظر می رسد آینده آن با انتقال نهایی به IPv6 در هم تنیده است. در حالی که CGNAT راه حلی برای فرسودگی IPv4 ارائه می دهد، این تنها یک راه حل موقتی است. با پذیرش جهانی IPv6، اتکا به CGNAT ممکن است کاهش یابد.

از سوی دیگر، اشکال پیشرفته CGNAT به طور مستمر در حال توسعه برای مدیریت بهتر چالش‌های مرتبط هستند. این شامل ثبت بهبود یافته، مدیریت بهتر برنامه های P2P و مدیریت پیشرفته جلسه است.

سرورهای پروکسی و CGNAT

سرورهای پروکسی و CGNAT یک موضوع مشترک دارند: هر دو مفهوم یک آدرس IP که نشان دهنده چندین دستگاه است را شامل می شود. در حالی که سرورهای پروکسی می توانند ناشناس بودن را ارائه دهند و امکان دور زدن محدودیت های محتوا را فراهم کنند، مشکل از بین رفتن آدرس IPv4 را حل نمی کنند. اینجاست که CGNAT وارد عمل می‌شود. تعامل سرورهای پراکسی با CGNAT می‌تواند بر اساس تنظیمات خاص متفاوت باشد، اما به طور کلی، آنها می‌توانند به طور یکپارچه در یک محیط شبکه با هم کار کنند.

لینک های مربوطه

1. RFC 6888 - IETF
2. CGNAT: راه حل کوتاه مدت برای رفع IPv4 - وبلاگ سیسکو
3. IPv6 - IETF
4. درک ترجمه آدرس شبکه – Juniper Networks

اطلاعات این مقاله درک جامعی از CGNAT، منشاء، کاربردها، محدودیت‌ها و آینده بالقوه آن ارائه می‌کند. همچنین بررسی می‌کند که چگونه سرورهای پراکسی، مانند آن‌هایی که توسط OneProxy ارائه می‌شوند، با CGNAT تعامل می‌کنند و دیدگاهی جامع در مورد این فناوری‌های شبکه‌های متصل ارائه می‌دهند.