ISP는 IP고갈을 막기 위해 어떠한 방법들을 동원하고 있는가?

[김종록]

CGNAT가 가장 대표적인 방법이긴 하지만, ISP들이 IPv4 주소 고갈을 해결하기 위해 사용하는 방법은 이것만이 아닙니다. 실제로는 여러 기술을 함께 사용합니다.

대표적인 방법은 다음과 같습니다.

1. **CGNAT(Carrier Grade NAT)**

* 가장 많이 사용되는 방법입니다.
* 하나의 공인 IPv4 주소를 수십~수백 명의 가입자가 함께 사용합니다.
* 사용자를 포트 번호(TCP/UDP Port)로 구분합니다. ([RFC Editor][1])

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2. **IPv6 적극 도입 (가장 근본적인 해결책)**
   현재 대부분의 ISP가 가장 중요하게 추진하는 방법입니다.

예를 들어

* 사용자에게 IPv6 주소(/56, /64 등)를 할당
* IPv6 사이트는 NAT 없이 직접 통신
* IPv4 사이트만 CGNAT 사용

이렇게 되면 IPv4 사용량이 크게 감소합니다.

예를 들어

* 유튜브
* 구글
* 넷플릭스
* 페이스북

같은 대형 서비스는 대부분 IPv6를 지원하므로, 이러한 트래픽은 공인 IPv4를 전혀 사용하지 않습니다. ([GovInfo][2])

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3. **Dual Stack**
   사용자에게

* IPv4
* IPv6

두 개를 동시에 제공합니다.

```
PC
 ├── IPv4
 └── IPv6

        ↓

     ISP

 ├── IPv4 인터넷
 └── IPv6 인터넷
```

가능하면 IPv6를 사용하고,

IPv4가 필요한 경우에만 IPv4를 사용합니다.

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4. **DS-Lite (Dual Stack Lite)**

요즘 많이 사용하는 방식입니다.

```
사용자
IPv6만 제공

      ↓

IPv4 패킷을
IPv6 안에 캡슐화

      ↓

ISP 내부

AFTR
(CGNAT 장비)

      ↓

IPv4 인터넷
```

즉,

사용자는 IPv6만 받아도 IPv4 인터넷을 사용할 수 있습니다. ISP 내부에서 CGNAT를 수행합니다. ([ISC][3])

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5. **464XLAT**
   특히 이동통신사에서 많이 사용합니다.

```
휴대폰
IPv6 전용

↓

464XLAT

↓

IPv4 서버 접속
```

안드로이드 스마트폰에서도 널리 사용되는 기술입니다. ([arXiv][4])

---

6. **MAP-E / MAP-T**
   일본 ISP들이 많이 사용하는 기술입니다.

특징은

* 여러 사용자가 IPv4 주소를 공유
* 미리 포트 범위를 고정하여 사용자에게 할당

예를 들어

```
공인 IP

203.0.113.10

사용자 A
포트
10000~19999

사용자 B
20000~29999

사용자 C
30000~39999
```

이렇게 하면 CGNAT 장비의 부담을 줄일 수 있습니다. ([arXiv][4])

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7. **공인 IPv4 재활용**
   ISP는 사용하지 않는 IPv4 주소를 회수하여 다시 다른 가입자에게 할당합니다.

예를 들어

* 회선 해지
* 기업의 주소 반납
* DHCP 임대시간 종료

등을 통해 주소를 효율적으로 재사용합니다.

---

8. **IPv4 주소 구매**
   대형 ISP는 다른 기업으로부터 IPv4 주소 블록을 구입하기도 합니다.

예를 들어

```
회사 A

100.100.0.0/16

사용 안 함

↓

ISP가 구매

↓

가입자에게 재할당
```

현재 IPv4 주소는 거래 시장에서 매매되는 자산이기도 합니다. ([ISC][3])

---

### 현재 ISP들의 일반적인 운영 방식

현재는 다음과 같은 조합이 가장 일반적입니다.

```
가입자
     │
     ├── IPv6 → 바로 인터넷
     │
     └── IPv4 → CGNAT → 인터넷
```

즉, **IPv6가 가능한 서비스는 모두 IPv6로 보내고, IPv4가 필요한 서비스만 CGNAT를 거치게 하는 방식**입니다. 이 방법은 IPv4 주소 사용량을 크게 줄이고 CGNAT 장비의 부하도 낮출 수 있기 때문에, 현재 전 세계 ISP들이 가장 널리 채택하고 있는 운영 방식입니다. ([GovInfo][2])

[1]: https://www.rfc-editor.org/info/rfc6888/?utm_source=chatgpt.com "RFC 6888: Common Requirements for Carrier-Grade NATs (CGNs) | RFC Editor"
[2]: https://www.govinfo.gov/content/pkg/GOVPUB-C13-5db24e87f9132e0807e4f9a92d2bc162/pdf/GOVPUB-C13-5db24e87f9132e0807e4f9a92d2bc162.pdf?utm_source=chatgpt.com "Guidelines for the secure deployment of IPv6"
[3]: https://www.isc.org/blogs/ds-lite-architecture-overview-and-automatic-configuration/?utm_source=chatgpt.com "DS-Lite Architecture: Overview and Automatic Configuration - ISC"
[4]: https://arxiv.org/abs/1612.00309?utm_source=chatgpt.com "Comparison Between IPv4 to IPv6 Transition Techniques"