IPv4アドレス枯渇問題への対応策の一つに取り上げられるのが，NAT（network address translation）をプロバイダ側で実施する「キャリア・グレードNAT」（関連Q＆A）です。ブロードバンド・ルーターなどで実施する“普通の”NATと，どのような違いがあるのでしょうか。“キャリア・グレードNAT製品”が持つ機能で見ていくことにしましょう。

　ここでは，NVC（ネットワークバリューコンポネンツ）が発売したキャリア・グレードNAT製品「HydraPort」（社内コード）を例に説明します。まず，キャリア・グレードNAT製品は，かなり高いスペックの動作環境が必要になります。HydraPortはミドルウエア製品ですが，これを動かせるのはLinuxの64ビットOSだけです。32ビットOSで動作しない理由は，最大で36Gバイトという大規模なNATテーブルを扱うためです。このサイズのNATテーブルを扱うには，48Gバイトのメモリーが必要となり，このメモリー・サイズを32ビットOSで扱うのは難しいため，64ビットOSが必要になっているのです。

　NAT処理のログを取れることが必須である点も，通常のNATと違うところでしょう。キャリア・グレードNATはプロバイダがサービス用の設備として運用するので，いわゆる「プロバイダ責任法」の定めにより，ログを一定期間保管しておかなくてはなりません。NVCによると，このログを取る処理にも大量のメモリーを消費するそうです。

　キャリア・グレードNAT製品は，動作環境のほかにNATに関するさまざまな機能が求められます。その中には，普通のNATとは異なる機能も多くあります。以下にHydraPortが搭載している機能をいくつか紹介します。

●フルコーンNATとホール・パンチング
　キャリア・グレードNAT配下にある端末の送信元IPアドレス「プライベート・アドレス：ポート番号」と，それをNAT変換したあとの送信元IPアドレス「グローバル・アドレス：ポート番号」について，そのポート番号同士を対応付けるしくみです。インターネット側からキャリア・グレードNATを実施する装置に「グローバル・アドレス：ポート番号」でアクセスすると，前もってなされた対応付けによって，キャリア・グレードNAT配下にいる目的の端末と通信できるようになります。

　この対応付けにはタイマーを設定でき，タイマーが有効になっている（＝外部からポートを指定してNAT配下の端末にアクセスできる）ことを「ホール・パンチング」といいます。

●ヘアピニング
　キャリア・グレードNATを実施する装置が，配下の端末が通信しようとしているあて先のグローバルIPアドレスがやはり自身の配下にある端末のものだった場合に，パケットをインターネット側に出さずに装置の中で“折り返す”機能です。いったんグローバルIPアドレスに変換したあと，装置内で折り返して再度NATを実施し，あて先の端末にパケットを届けます。

●ポート制限
　NAT配下にいる個々の端末が利用できるTCP/UDPポートの数を制限します。いろいろな運用方法が考えられており，必ずしも設定値の上限を超えるポートを使うとアプリケーションが通信できなくなるとは限りません。

●パス・スルー
　NAT装置が，配下の端末の送信元IPアドレスを書き換えずにパケットを通してしまうことです。NAT配下の端末が，グローバルIPアドレスを持つSIPサーバーと通信するといった場面で使うことを想定しています。

●ポート・フォワード
　「グローバルIPアドレス：ポート」と「固定のプライベートIPアドレス：ポート」を対応させて，両者をリザーブしておき，インターネット側から前者にアクセスすると後者にフォワードする機能です。この機能は，家庭向けブロードバンド・ルーターのNAT機能でも見られるものです。ネットワークにつながる組み込み機器やWebカメラなどで使うことを想定しています。