2001:E68:5457:3886:B4FF:CE9B:EB0A:A0D1：/* 对比电信级NAT */

2023-09-16T16:17:07Z

对比电信级NAT

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{{IPv6过渡机制}}

'''地址加端口'''（'''Address plus Port'''，简称 '''A+P'''）共享方案是一个具有实验性质，用以疏解[[IPv4地址枯竭]]问题的方案。通过这个方案，[[互联网服务供应商]]可以在不使用有状态[[电信级NAT]]的情况下，让多个用户共享同一个[[IP地址|IPv4地址]]。<ref name="rfc6346">{{cite web |last1=Bush |first1=Randy |title=The Address plus Port (A+P) Approach to the IPv4 Address Shortage |url=https://datatracker.ietf.org/doc/html/rfc6346 |publisher=Internet Engineering Task Force |accessdate=2023-08-10 |date=2011-08 |archive-date=2023-03-15 |archive-url=https://web.archive.org/web/20230315160158/https://datatracker.ietf.org/doc/html/rfc6346 |dead-url=no }}</ref>此方案在多个将IPv4过渡至IPv6的技术中得到了应用，例如[[4over6|轻量级4over6]]、[[IPv6过渡机制#4rd|4rd]]、[[#MAP|MAP-E]]以及[[#MAP|MAP-T]]。

==工作原理==
[[Image:A+P.svg|thumb|A+P example]]
A+P方案中，用户将会从运营商端获取一个（可能与其它用户共享的）IPv4地址，以及可用的[[端口]]范围（Port range）。

A+P中的架构有三大组成部分：[[网络地址转换]]（NAT）、信号发送（Signalling）、以及封装/解封（Encapsulation/Decapsulation）。其中信号发送会将A+P相关的配置信息发送给支持A+P的终端。由于运营商网络中的原有中间设备无法将IP地址相同，但端口范围不相同的A+P数据包路由至不同的用户端，因此需要利用封装/解封机制来建立一个[[隧道代理|网络隧道]]，以允许这些中间设备能够正确地路由相关的数据包。<ref name="rfc6346"/>以MAP为例，IPv4数据包会通过IPv4-in-IPv6（IPv4经IPv6）隧道发送给运营商。

NAT在A+P中扮演了主要角色，功能上A+P NAT与传统NAT相近，两者之间的差别在于A+P NAT无法将内部网络中的''IP地址:端口''组合映射至公网IP地址上的任意端口，只能映射至其中一个可用端口。NAT负责为不支持A+P的主机提供[[向后兼容]]性，这样以来，内部网络中的主机便无需特意修改亦可保持正常运行。

最终呈现的结果是，多个用户将共享同一个IPv4地址，同时每个用户发送的数据包都只存在于一定的端口范围内，每个用户都拥有不同的端口范围。

==对比电信级NAT==
传统的运营商网络往往会将一个[[IP地址]]分配给用户。当存在一个目标地址为用户IPv4地址的[[数据包|IP报文]]时，运营商的网络设施会将之[[路由]]至用户所在地的[[路由器]]上。反之，当用户需要将IPv4报文发送至其它终端时，运营商的网络同样会将其路由至IPv4互联网上。然而，由于近年来[[IPv4]]地址枯竭问题日益严重，而[[IPv6部署]]进度缓慢，许多运营商部署了[[电信级NAT]]以满足用户群体对互联网服务的需求。

电信级NAT的最大弊端在于其对[[端对端原则]]的损坏，使得存在于IPv4网络上的两台主机无法直接对话，电信级NAT背后的主机仅仅可以与拥有公网IPv4地址的服务器通信，导致互联网向中心化发展。<ref>{{cite web |title=About Carrier Grade NAT (CGN) {{!}} APNIC |url=https://www.apnic.net/community/ipv6-program/about-cgn/ |accessdate=2023-08-10 |language=en-AU |archive-date=2023-08-11 |archive-url=https://web.archive.org/web/20230811011716/https://www.apnic.net/community/ipv6-program/about-cgn/ |dead-url=no }}</ref>此外，倘若运营商将电信级NAT部署于大型网络之中，用户的互联网使用体验亦会受到一定程度的负面影响，如网速、延迟等。电信级NAT天生具备的有状态性也导致了其不易扩展，且容易成为网络中的单点故障。<ref>{{cite web |last1=Donley |first1=Chris |last2=Howard |first2=Lee |last3=Kuarsingh |first3=Victor |last4=Berg |first4=John |last5=Doshi |first5=Jinesh |title=Assessing the Impact of Carrier-Grade NAT on Network Applications |url=https://datatracker.ietf.org/doc/html/rfc7021/ |publisher=Internet Engineering Task Force |accessdate=2023-08-10 |date=2013-09 |archive-date=2023-08-11 |archive-url=https://web.archive.org/web/20230811053735/https://datatracker.ietf.org/doc/html/rfc7021/ |dead-url=no }}</ref>

相比电信级NAT，A+P方案因为自身的无状态本质，拥有一定程度的[[可扩展性]]，也允许了运营商部署[[冗余]]设备以提升网络[[可靠度]]。此外，由于A+P方案中的用户端实际上是拥有公网IPv4地址的，只是可使用的端口存在一定限制，其对端对端原则的影响小于电信级NAT。

尽管如此，A+P方案需要软件层的支持，而电信级NAT不需要，因此相对于A+P更为容易部署。<ref>{{cite web |author1=Philip Smith |title=How can Network Operators face IPv4-Address Exhaustion? |url=https://www.apnic.net/wp-content/uploads/2017/01/8-sp-ipv4-ipv6-coexistence.pdf |website=APNIC |accessdate=2023-08-10 |archive-date=2023-01-18 |archive-url=https://web.archive.org/web/20230118113152/https://www.apnic.net/wp-content/uploads/2017/01/8-sp-ipv4-ipv6-coexistence.pdf |dead-url=no }}</ref>

==MAP==
'''地址兼端口映射'''（'''Mapping of Address and Port'''，简称'''MAP'''）是一系列基于A+P思路的[[IPv6过渡机制]]。该机制使用了IPv6地址中的部分位元，用以储存IPv4地址以及端口范围等信息，又将来自用户的IPv4数据包封装或翻译成IPv6数据包，以便将其发送至运营商的边界中继（Border Relay），从而进入IPv4互联网内。<ref>{{cite web |last1=Trøan |first1=Ole |last2=Dec |first2=Wojciech |last3=Li |first3=Xing |last4=Bao |first4=Congxiao |last5=Matsushima |first5=Satoru |last6=Murakami |first6=Tetsuya |last7=Taylor |first7=Tom |title=Mapping of Address and Port with Encapsulation (MAP-E) |url=https://datatracker.ietf.org/doc/html/rfc7597 |publisher=Internet Engineering Task Force |accessdate=2023-08-11 |date=2015-07 |archive-date=2023-03-22 |archive-url=https://web.archive.org/web/20230322190056/https://datatracker.ietf.org/doc/html/rfc7597 |dead-url=no }}</ref><ref>{{cite web |last1=Li |first1=Xing |last2=Bao |first2=Congxiao |last3=Dec |first3=Wojciech |last4=Trøan |first4=Ole |last5=Matsushima |first5=Satoru |last6=Murakami |first6=Tetsuya |title=Mapping of Address and Port using Translation (MAP-T) |url=https://datatracker.ietf.org/doc/html/rfc7599 |publisher=Internet Engineering Task Force |accessdate=2023-08-11 |date=2015-07 |archive-date=2023-05-28 |archive-url=https://web.archive.org/web/20230528224228/https://datatracker.ietf.org/doc/html/rfc7599 |dead-url=no }}</ref>

==参考文献==
<references/>

A+P - 版本历史

2001:E68:5457:3886:B4FF:CE9B:EB0A:A0D1：​/* 对比电信级NAT */

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