IP address Waseda University, ,534

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1 IP address Waseda University, 133.9.0.0 65,534
If you will start a new university, will you be able to get the same size of IPv4 addresses? No. ※ あなたが５万人規模の新設大学を作るとして、その時に現在の早稲田大学と同規模のIPアドレスの割当てを受けられるでしょうか？

2 IPv4 address pool exhaustion
What is the problem? Regional Internet Registries (RIR) do not have any unallocated IPv4 address left. No address left on Feb 3, 2011 ＲＩＲ No address left on Apr 15, 2011

3 ※ IPv4 アドレス在庫枯渇問題 そもそも、どのような問題なのか？ 地域インターネットレジストリ(RIR)における 未分配の IPアドレス の在庫がなくなる ＲＩＲ

4 Projection made in 2010 http://www.potaroo.net/tools/ipv4/index.html
Projected IANA Unallocated Address Pool Exhaustion: 17-Jun-2011 Projected RIR Unallocated Address Pool Exhaustion: 25-Mar-2012 Geoff Huston

5 Projection on June 30, 2011 IANA Unallocated Address Pool Exhaustion:              03-Feb-2011   Projected RIR Address Pool Exhaustion Dates:   APNIC: 19-Apr-2011   RIPENCC: 26-Jan-2012   ARIN: 13-Nov-2013   LACNIC: 26-Jun-2014   AFRINIC: 20-Jul-2014 "Ehaustion" is defined here as the time when the pool of available addresses in each RIR reaches the "last /8 threshold", of 16,777,216 addresses. Geoff Huston

6 No more IPv4 available in Japan
Number of Hosts Assigned IPv4 addresses (JPNIC), Feb. 2012

7 Who suffers from the problem?
The current Internet continues working. A user cannot get a new IP address. 　IANA  APNIC  JPNIC  ISP users How the user can solve the problem? Is it necessary to modify or update/upgrade the existing equipment?

8 ※ 枯渇すると誰が困るのか 現在のインターネットが直ちに停止する訳ではない
新しく IP アドレスの割り当てを受けることが できなくなる 　IANA  APNIC  JPNIC  ISP  利用者 新しい利用者は、どのような対策をとるか その利用者と通信をするために既存の設備を変更する必要があるのか、ないのか

9 Solution (1) The unused IP addresses should be returned.
There is a proposal of having IPv4 address market to deal with IPv4 address transaction.

10 ※ どのような対策があるのか（１） 割り当てを受けているのに未利用のアドレスを返却してもらう
未利用のアドレスを流通させるために IP アドレスの 取引市場 を設けるという提案がある

11 Problem (1) Even if the unused IPv4 addresses will be returned, the amount is consumed in several months. reference [1] in Japanese JPNIC「IPｖ４アドレス在庫枯渇問題に関する 検討報告書（第一次）」　p.39, 2007年12月.

12 ※ 問題点（１） 回収によって再利用が可能となると想定されるアドレス規模は、多くても世界的なアドレス需要の 数ヶ月分 に過ぎないと思われる。 参考文献 [1] JPNIC「IPｖ４アドレス在庫枯渇問題に関する 検討報告書（第一次）」　p.39, 2007年12月.

13 Solution (2) NAT is introduced to reduce the number of global IPv4 addresses. The report is written in Japanese. The figure appears on Page 45. NAT Network Address Translation ☆ New customers

14 ※ どのような対策があるのか（２） NAT を用いてグローバルな IP アドレスの 必要個数を減らす NAT
NAT

15 How to translate IP addresses?
Network Address Translator, Network Address Port Translator (NAPT). Global address NAT Private address ～ /8 ～ /12 ～ /16

16 ※ ＮＡＴによる変換 Network Address Translator, Network Address Port Translator (NAPT). グローバルアドレス NAT プライベートアドレス ～ /8 ～ /12 ～ /16

17 Problem (2) We cannot expect the equivalent usage of a private IP address plus NAT to a global IP address （IP telephony, Video conference, and P2P） The next slide shows the NAT traversal. The existing NAT covers tens of thousands of customers. It is a challenge to use two or more layered NAT between the user PC and the servers. Cascading

18 ※ 問題点（２） プライベートアドレス＋ＮＡＴでは、グローバルアドレスと同じサービスが出来ない場合がある （ＩＰ電話、テレビ会議、Ｐ２Ｐ応用など） 次のスライド 従来のＮＡＴが対応してきた実績は数万利用者の規模である 既にＮＡＴを用いている利用者を、さらにＮＡＴを用いて収容する場合には、多段のＮＡＴとなる。プライベートアドレスの 衝突 の可能性がある。

19 NAT traversal technique
Yuan Wei, D. Yamada, S. Yoshida, and S. Goto, A New Method for Symmetric NAT Traversal in UDP and TCP, APAN Network Research Workshop 2008, pp , August, 2008.

20 ※ NAT越え (NAT traversal)
魏, 後藤, 山田, 吉田「Symmetric NAT に対応するTCP/UDP NAT 越え の新技法」情報処理学会70回全国大会, 3ZL-3, 2008年3月.

21 Solution (3) We can utilize a huge address space if we allocate IPv6 addresses. One of the obvious reason why IPv6 is developed is the anticipation of address pool exhaustion. IPｖ４　　３２bits ＝ 232 　 IPｖ６　１２８bits ＝ 2128 ≒　4 billion(s)

22 ※ どのような対策があるのか（３） IPｖ６ を用いれば膨大な数の IP アドレスを 利用することができる
そもそも IPｖ６ は、IPv4 アドレスが不足する ことを見越して設計されている IPｖ４　　３２ビット ＝ 232 　約４０億 IPｖ６　１２８ビット ＝ 2128

23 Problem (3) A new client, who has only an IPv6 address, cannot connect to an existing IPv4 host. Some translation technique is required. A new server on IPv6 cannot accept the incoming traffic unless the user is IPv6 ready. There might be a access link problem. The next slide show the problem.

24 ※ 問題点（３） 新規に IPv6 で利用を開始するクライアントはそのままでは IPv4 のネットワークに接続できない（トランスレータなどが必要） 新規の IPv6 のサーバはクライアントが IPv6 対応にならなければサービスを提供できない 利用者のアクセス回線が事業者に依存する場合がある 次のスライド

25 Access link, e.g. Flets service by NTT
It is based on tunneling. A user IP packet is encapsulate by an NTT IPv6 packet. 「NTT西のフレッツはNTT東とどう違う？」 IPpro in Japanese, difference between NTT West and East Now the problem is known in the latest NTT East service as well. IP IP IP IP

26 ※ アクセス網提供事業者 フレッツはトンネルを使う トンネルとは、パケットを他のパケットのデータとして包み込んで（カプセル化）送ること 「NTT西のフレッツはNTT東とどう違う？」 IPpro, 最近のIPｖ６ Dayの話題は後述 IP IP IP IP

27 Both of IPv4 and IPv6 are used
It is similar to an old railway and a new subway. It is not easy to connect them. Daniel J. Bernstein, and 新山, originally in English If the number of characters for a train station is limited, the name space will be exhausted. Then a new subway will be constructed. The issue is how to transfer or tranlate.

28 ※ ＩＰｖ４ と ＩＰｖ６ の混在時代 ある論者は地下鉄と地上の鉄道の譬え話を使って相互乗り入れの難しさを指摘している J. Bernstein, and 新山 駅の名前の文字数が制限されているとする いずれ駅が足りなくなる（IPv4枯渇） そこで大規模地下鉄を作る（IPv6） ただし相互に乗り入れるためには変換が必要となる(translate)

29 Dual stack of IPv4 and IPv6
Due to the layered structure of protocols, an application can run both on IPv4 and IPv6. Dual stack　　　　　　　　　example: MAC OS If we use both of IPv4 and IPv6, we still rely on IPv4. We need some translator between IPv4 and IPv6 until when IPv6 will be fully deployed.

30 ※ IPv4 と IPv6 のデュアルスタック 現在のインターネットで IPv6 が利用できる機器は、大抵 IPv4 も使用することができる デュアルスタック　　　　　　　　　MAC OSの例 そのままの方法で IPv6 を拡大するのでは IPv4 のアドレスが相変わらず必要になる 過渡期にはtranslatorがIPv4, IPv6の橋渡し をする

31 ☆ Scenario of Transition from IPv4 to IPv6
Phase 1 Present ☆ Scenario of Transition from IPv4 to IPv6 Phase 3, All IPv6 Exhaustion, Phase 2 Dual stack Expanded coverage of IPv6 NAPT usage reduced Option, translator Would be still used Clients on IPv6 only CPE: Customer Premises Equipment

32 Dual stack IPv6 address + Private IPv4 address
The final solution to IPv4 exhaustion is IPv6. Eventually, IPv6 will be used extensively. Old machines that cannot realize IPv6 connectivity will be left. However, we cannot use much IPv4 space. IPv4 private address will be used. The basic structure will use IPv6 with some private IPv4 address beyond NAT (NAPT).

33 ※ デュアルスタック ※ IPv6アドレス + プライベートIPv4アドレス
IPv4枯渇の最終解はIPv6 IPv6アドレスでの接続を提供 IPv6対応出来ない古いサーバ、古いWindowsのために IPv4の接続も最低限のレベルで維持 IPv4アドレスが枯渇するので、少量のIPv4をISPのNATにより共有してやりくりする IPv4プライベートアドレスでの接続を提供 IPv4の接続はISPのNAT経由となり多くの制限がある。P2Pなどのアプリケーションを使うためには最終的には IPv6 対応が必要

34 Conclusion of JPNIC report [1]
There are limitations of the effect of unused IPv4 address collection, and adopting NATs. The final solution is IPv6. There need a translator and the dual stack which enable us to connect IPv4 space and IPv6 space.

35 ※ JPNIC 報告書 [1] の結論 アドレス回収、ＮＡＴによるグローバルアドレスの削減、いずれも限定的な効果に留まる
本格的な解決は IPv6 の導入 ただし、IPv4 と IPv6 の相互接続を可能とするように、トランスレータ、デュアルスタックなどの準備を進めなければならない

36 World IPv6 Launch, June 6, 2012 Do you have any difficulty on June 6?
In English In Japanese

37 × Fallback Problem A user tries to connect to Host B. IPv6 Internet
© Yasuhiro Morishita, JPRS A user tries to connect to Host B. (3) PC X finally connects to Host B via IPv4 network. It takes some time for falling back from IPv6 to IPv4. Host A IPv4 Host B IPv4+IPv6 (1) PC X tries to connect to Host B with IPv6. It fails to connect to Host B. × IPv4 Internet IPv6 Internet IPv6 Closed Network IPv4 (2) Fall back from IPv6 to IPv4 IPv6 user, PC X

38 IPv6 Networks miss the chance?
Copyright © 2012 株式会社日本レジストリサービス

39 Japanese IPv6 Networks are broken? We refuse to connect from them.
Copyright © 2012 株式会社日本レジストリサービス

40 Short tem fix-it 問題の回避: AAAAフィルターの導入
IPv4 only 対応サイト IPv4+IPv6 dual stack 対応サイト User is not given IPv6 address DNS AAAA filtering ユーザーにIPv6を使わせないようにすることで、問題を回避 IPv4 Internet インターネット IPv6 Internet インターネット IPv6 closed network キャリア サービス網 Copyright © 2012 Yasuhiro Morishita, JPRS 株式会社日本レジストリサービス User, ユーザー

41 Long term solution: 問題の解決: IPv6 Internet connection service IPv6インターネット接続サービスの提供
IPv4 only 対応サイト IPv4+IPv6, dual 対応サイト IPv6インターネット・キャリア サービス網の双方への接続を実現 IPv4 Internet インターネット IPv6 Internet インターネット IPv6 closed network キャリア サービス網 IPv6 connection IPv6インターネット接続サービス User, ユーザー Copyright © Yasuhiro Morishita, JPRS 2012 株式会社日本レジストリサービス

42 Further information Solutions by NTT East and West (in Japanese) 総務省IPv6高度化研究会資料 Act on Nippon Telegraph and Telephone Corporation, etc. 日本電信電話株式会社等に関する法律 Regional telecommunications business (meaning telecommunications business activities operated by establishing telecommunications facilities of the Regional Companies which can intermediate intra-prefectual telecommunications without facilities of other telecommunications business carriers) 地域電気通信業務（同一の都道府県の区域内における通信を他の電気通信事業者の設備を介することなく媒介することのできる電気通信設備を設置して行う電気通信業務をいう）

43 第七条 高度情報通信ネットワーク社会の形成に当たっては、民間が主導的役割を担うことを原則とし、…
Division of Roles among the Government of Japan, Local Public Entities and the Private Sector 国及び地方公共団体と民間との役割分担 Basic Act on the Formation of an Advanced Information and Telecommunications Network Society Article 7: The private sector shall in principle play the leading role in the formation of an advanced information and telecommunications network society. 高度情報通信ネットワーク社会形成基本法 IT基本法 第七条　高度情報通信ネットワーク社会の形成に当たっては、民間が主導的役割を担うことを原則とし、…