運營商級NAT（Carrier-grade NAT）

運營商級NAT（Carrier-grade NAT）

  運營商級（Carrier-grade）NAT，是用於緩解是IPV4地址枯竭的一種方法，通過這種方法，原來被分配公網ip的端點、家庭網絡等可以被分配一個私有的ip地址，共享一個地址池。
  以家庭網絡為例，最初IPV4地址充足的時候，運營商可以分配給每個家庭一個公網ip，每個家庭使用NAT共享此ip（也可以不使用）；而隨着接入的家庭增多，為了防止運營商手中的地址消耗過快，不再分給每個家庭一個公網ip，因此就采用在家庭網絡之上再架設一層NAT，讓這些家庭共享一個地址池的方法來緩解壓力。而這個運營商級別的NAT使用的預留地址空間，顯然不能跟用戶使用的預留地址空間沖突，所以只能再選取另一段地址作為運營商級NAT的地址空間，也就是[RFC6598]中記錄分配的地址空間，這段地址叫Shared Address Space。ARIN根據此分配的需要將空間返還給IANA。分配的地址塊為100.64.0.0/10。
  這是近些年的改動，因此很多教科書中的預留地址中並沒有介紹這個地址，事實上預留的地址還有很多，可以自己查閱文檔：|

為什么要用新的地址空間：

  最初[RFC1918]分配了三個地址空間作為預留ip地址，供私有網絡作為內網ip使用，其分布如下：

10.0.0.0 - 10.255.255.255 (10/8 prefix)
172.16.0.0 - 172.31.255.255 (172.16/12 prefix)
192.168.0.0 - 192.168.255.255 (192.168/16 prefix)

  因為ISP用戶的私有網絡（例如家庭網絡）常用的地址空間就是RFC1918分配的地址空間，因此ISP如果想在用戶的NAT之上再架設NAT，就只能用另一塊地址空間來作為私有地址，不能與用戶使用的地址空間沖突。
  如果一個ISP部署一個大范圍的NAT，並且使用[RFC1918]分配的地址空間（即我們最為熟知的那三個預留地址空間），會發生什么？試想一下一個路由器/NAT內外側存在相同的ip地址 😛

CGN的害處

  其害處與一般NAT都是類似的，比如損害端到端原則，無法架設服務器等等，見一般教科書即可。另外，這樣一個NAT顯然會使得追蹤ip地址變得困難，因為個人的私有ip地址對應公用地址池中的一個地址的一個端口，顯然，如果不記錄地址翻譯，將很難追蹤一個ip地址的行為。
  顯然這種方法也只是緩解IPV4地址不夠用的情況，並不能從根本上解決地址枯竭的問題。

參考資料：
https://en.wikipedia.org/wiki/Carrier-grade_NAT
https://tools.ietf.org/html/rfc1918
https://tools.ietf.org/html/rfc6598