用語辞典・IPv6・接続方式

MAP-E

MAP-Eとは

MAP-Eは、共有IPv4アドレスと利用可能なポート集合を規則で各契約者へ対応付け、IPv4パケットをIPv6でカプセル化して運ぶ方式です。正式名称はMapping of Address and Port with Encapsulation(マッピング・オブ・アドレス・アンド・ポート・ウィズ・エンキャプスレーション)です。

家庭側のMAP CE(Customer Edge/カスタマー・エッジ)と事業者側のMAP BR(Border Relay/ボーダー・リレー)が同じマッピング規則を持ちます。IPv4アドレス、ポート集合、IPv6プレフィックスの対応を計算できるため、MAPドメイン内の転送に契約者ごとの通信状態表を必須としません。

MAP-EのEはEncapsulationです。IPv4ヘッダーをIPv6へ変換するのではなく、元のIPv4パケットを保ったまま外側にIPv6ヘッダーを付けます。

共有IPv4アドレスを、重ならないポート集合とIPv6プレフィックスへ対応付けるCEとBRが同じ規則を計算し、IPv6網では通信ごとの対応表を使わない
複数家庭が一つのIPv4アドレスを異なるポート集合で共有し、家庭側CEが規則から対応するIPv6宛先を求めてIPv4パケットをIPv6へ包み、事業者側BRへ運ぶMAP-Eの図解
図1同じ共有IPv4アドレスでも、各CEが使えるポート集合は重なりません。CEはNAPT44の外側ポートを割り当てられた集合内へ制限します。

マッピング規則が、IPv4・ポート・IPv6を結ぶ

Basic Mapping Ruleから、CE固有の情報を導くポート番号全部ではなく、規則で選ばれた集合を使う
Rule IPv6プレフィックスMAPドメインのIPv6側範囲

同じ規則を使うCEに共通するIPv6プレフィックス

Rule IPv4プレフィックス提供するIPv4側範囲

完全なIPv4アドレス、IPv4プレフィックス、共有アドレスを導く基礎

EA bits契約者固有の埋込み情報

IPv4アドレスの一部または全部と、必要ならPSIDを表す

PSIDPort Set Identifier

共有IPv4アドレスのうち、そのCEへ割り当てたポート集合を識別する

図2Basic Mapping Ruleは必須です。CEのEnd-利用者IPv6プレフィックスと組み合わせ、IPv4アドレスまたは共有アドレス、PSID、MAP IPv6アドレスを導きます。

送信時は、CEでNAPTした後にIPv6で包む

家庭内のプライベートIPv4アドレスから出る通信は、CEのNAPTで共有IPv4アドレスへ変換されます。このときTCP・UDPポートやICMP識別子を、自分のPort Setに含まれる値へ収めます。

次にCEは、完成したIPv4パケットをカプセル化してIPv6網へ送ります。MAPドメイン外のIPv4宛先なら通常BRへ、規則に対応するMAPドメイン内宛先ならForwarding Mapping Ruleから相手CEを導ける構成もあります。

受信時は、宛先IPv4アドレスとポートからCEを求める

BRはIPv4インターネットから届いた宛先IPv4アドレスとポートを規則へ当てはめ、対応するMAP IPv6アドレスを計算します。IPv4パケットをIPv6へ包んでCEへ送り、CEが外側を外して家庭内のNAPT状態へ渡します。

契約者へ任意の全ポートが割り当てられるとは限りません。外部公開サービスやポート転送は、自分のPort Setに含まれるポートだけで構成できる場合があります。実際の割当範囲と固定可否は事業者仕様を確認します。

ステートレスなのはMAP転送で、家庭内NAPTまで無状態ではない

MAP CEとBRの間では規則から転送先を導けるため、BRが全利用者の各TCP・UDPフローをNAT状態として保持する必要はありません。ただしCEのNAPTは、家庭内端末と外側ポートの通信対応を保持します。

カプセル化で外側IPv6ヘッダーが増えるため、内側IPv4へ使えるMTUも考慮します。ICMPと断片化の処理を含め、事業者対応ルーターの実装が必要です。

仕様の確認資料:RFC 7597「Mapping of Address and Port with Encapsulation」RFC 7598「DHCPv6 Options for MAP」RFC 9313「Pros and Cons of IPv4-as-a-Service Technologies」

関連用語