DS-Liteとは｜ネットミリしら

DS-Liteとは

DS-Liteは、利用者側のIPv4パケットをIPv6でカプセル化し、事業者側AFTRの大規模NATを通してIPv4インターネットへ接続する方式です。正式名称はDual-Stack Lite（デュアルスタック・ライト）です。

家庭側のB4（Basic Bridging BroadBand element／ベーシック・ブリッジング・ブロードバンド・エレメント）と、事業者側のAFTR（Address Family Transition Router／アドレス・ファミリー・トランジション・ルーター）の間に、IPv4-in-IPv6のsoftwireを作ります。

家庭のWAN側へ公開IPv4アドレスを一個割り当てる方式ではありません。家庭内ではプライベートIPv4を使い、公開IPv4アドレスとポートへの変換をAFTRがまとめて行います。

複数家庭のB4がプライベートIPv4パケットをIPv6へ包んで事業者AFTRへ送り、AFTRが状態表と公開IPv4プールを使ってIPv4インターネットへ中継し、戻り通信を正しい家庭へ返すDS-Liteの図解 — 図1AFTRはトンネル終端とNAT44を同じ機能として持ちます。戻りパケットはAFTRのバインディングとセッション状態から、対応するIPv6ソフトワイヤへ戻されます。

一往復を、B4からAFTRまで追う

IPv4は家庭とインターネットの端、IPv6は事業者アクセス網で使うカプセル化とNATを同じ処理として扱わない

B4
IPv4をIPv6へ包む家庭内端末のIPv4パケットを変更せず、外側にB4からAFTR宛てのIPv6ヘッダーを付ける
網内
IPv6として転送中間ルーターは外側IPv6宛先を見てAFTRへ運ぶ
AFTR
外側を外してNAT44内側IPv4を取り出し、公開IPv4アドレスとポートへ状態付き変換を行う
復路
状態からB4へ戻す戻り通信を逆変換し、契約者を表すIPv6宛先へ再びカプセル化する

図2softwireはB4からAFTRへのポイント・ツー・マルチポイント構造です。AFTR側から見ると多数のB4が一つの終端へ接続します。

B4は、家庭内IPv4のデフォルト出口になる

家庭内端末は通常のプライベートIPv4アドレスを使い、B4をIPv4デフォルトルーターとして見ます。B4自身は事業者アクセス網で到達可能なIPv6アドレスを持ち、AFTRのIPv6アドレスを設定情報から得ます。

AFTR名をDHCPv6オプションで通知する仕様があります。名前からAAAAを解決する構成では、DNS設定とIPv6経路が先に使える必要があります。

AFTRは、契約者と通信ごとの状態を保持する

AFTRはIPv6送信元をsoftwire識別子として扱い、内側IPv4の送信元アドレス・ポートと、外側の公開IPv4アドレス・ポートの対応を保持します。これがCGNとしての状態です。

この状態があるため、MAP-Eのように宛先ポートから規則だけでCEを計算する方式とは異なります。AFTR障害や状態表の枯渇は、多数契約者のIPv4通信へ同時に影響し得ます。

外部着信とMTUには、共有NATとトンネルの制約が重なる

利用者が公開IPv4アドレスを専有しない一般的なDS-Liteでは、任意ポートへの外部着信や宅内サーバー公開が難しくなります。事業者がポート制御や固定割当を別サービスとして提供するかは契約によります。

IPv6外側ヘッダーの分だけパケットが大きくなるため、B4とAFTRはMTU、断片化、ICMPエラーを適切に処理します。小さな通信だけ通る場合は、softwire区間のMTU問題も確認します。

仕様の確認資料：RFC 6333「Dual-Stack Lite Broadband Deployments」、RFC 6334「DHCPv6 Option for DS-Lite」、RFC 6908「Deployment Considerations for DS-Lite」