تکنولوژی CGNAT چیست و چرا مانع انتقال تصویر در برخی سیم‌کارت‌ها می‌شود؟

با تکنولوژی CGNAT آشنا شوید. تصور کنید دوربین مداربسته شما که قرار است مایه آرامش باشد، به محض استفاده از اینترنت سیم‌کارت، به یک جعبه سیاه غیرقابل دسترسی تبدیل می‌شود؛ این اتفاق، دست‌پخت یکی از تحولات زیرساختی اینترنت به نام CGNAT است. در دنیایی که امنیت و نظارت تصویری از اولویت‌های اصلی کسب‌وکارها و منازل است، ناتوانی در دسترسی از راه دور به تصاویر دوربین، کابوسی تکراری است که بسیاری از کاربران اینترنت موبایل با آن دست‌وپنجه نرم می‌کنند. این مشکل، اغلب ریشه در معماری پیچیده‌ای دارد که توسط ارائه‌دهندگان خدمات اینترنت (ISP) برای مدیریت محدودیت‌های آدرس‌دهی اینترنت پیاده‌سازی شده است. این مقاله به بررسی عمیق تکنولوژی CGNAT (Carrier-Grade NAT)، نحوه عملکرد آن و دلایل اصلی تداخل آن با سیستم‌های انتقال تصویر دوربین‌های مداربسته می‌پردازد و در نهایت، راه‌حل‌هایی کاربردی برای عبور از این چالش ارائه خواهد کرد.

ریشه تولد CGNAT

برای درک کامل تکنولوژی CGNAT، ابتدا باید با بزرگ‌ترین چالش زیرساخت اینترنت در دو دهه اخیر آشنا شویم: کمبود آدرس‌های IPv4. پروتکل اینترنت نسخه ۴ (IPv4)، که ستون فقرات شبکه‌های امروزی محسوب می‌شود، تنها قادر به پشتیبانی از حدود ۴.۳ میلیارد آدرس منحصربه‌فرد است. با انفجار جهانی دستگاه‌های متصل به اینترنت – از تلفن‌های هوشمند و لپ‌تاپ‌ها گرفته تا میلیاردها دستگاه اینترنت اشیاء (IoT) شامل دوربین‌های مداربسته – این تعداد آدرس به سرعت به پایان رسید. این بحران کمبود، شرکت‌های مخابراتی و ISP‌ها را مجبور ساخت تا راهکارهای موقتی و بلندمدت برای تخصیص هوشمندانه‌تر منابع موجود اتخاذ کنند.

راهکار اصلی برای مقابله با این کمبود، مهاجرت به IPv6 بود؛ اما این مهاجرت به دلیل هزینه، پیچیدگی و زمان‌بر بودن، هنوز به صورت کامل محقق نشده است. در این میان، راهکار واسطی که توسط اپراتورهای موبایل و خانگی به شدت مورد استقبال قرار گرفت، استفاده از تکنولوژی NAT (Network Address Translation) در مقیاس بزرگ بود که نقطه اوج آن، CGNAT است.

 ◁◁ مطلب پیشنهادی: پروتکل های Wi-Fi، Z-Wave و Zigbee در دوربین

تکنولوژی CGNAT چیست؟

Carrier-Grade NAT (CGNAT) یا ترجمه آدرس شبکه در سطح حامل، یک تکنیک شبکه‌سازی پیشرفته است که هدف اصلی آن این است که چندین مشترک را مجبور کند تا از یک آدرس IP عمومی (Public IP Address) مشترک استفاده کنند. این فرآیند مشابه این است که یک ساختمان بزرگ چندین واحد مسکونی داشته باشد، اما همه واحدها از یک آدرس خیابان اصلی برای دسترسی به دنیای بیرون استفاده کنند.

NAT خانگی در مقابل تکنولوژی CGNAT

برای فهم بهتر، ابتدا NAT خانگی (NAT44 یا PAT) را مرور می‌کنیم:
در شبکه خانگی شما، روتر (Router) شما یک آدرس IP خصوصی (مثلاً ۱۹۲.۱۶۸.۱.x) به دستگاه‌های داخلی شما اختصاص می‌دهد. هنگامی که لپ‌تاپ شما می‌خواهد به وب‌سایت گوگل متصل شود، روتر شما آدرس مبدأ درخواست را به تنها آدرس IP عمومی که ISP به شما داده است، تغییر می‌دهد (ترجمه می‌کند). در اینجا، یک آدرس عمومی به یک خانواده اختصاص دارد.

اما CGNAT یک لایه ترجمه اضافی است که قبل از رسیدن ترافیک به روتر خانگی شما اعمال می‌شود. ISP یک بلوک بزرگ از آدرس‌های خصوصی را برای هزاران کاربر تخصیص می‌دهد. سپس، همه ترافیک خروجی این هزاران کاربر، از طریق یک یا چند روتر بسیار قدرتمند در هسته شبکه ISP، به یک یا چند آدرس IP عمومی محدود ترجمه می‌شود.

به زبان ساده، در CGNAT:

1. ISP شما را وارد یک شبکه خصوصی بزرگ می‌کند.
2. شما یک آدرس IP محلی (معمولاً با پیشوند ۱۰۰.۶۴.۰.۰/۱۰) دریافت می‌کنید که فقط در داخل شبکه ISP شما معتبر است.
3. هنگامی که شما به اینترنت وصل می‌شوید، CGNAT شما را در میان صدها کاربر دیگر قرار داده و همه شما را با یک آدرس IP عمومی به اینترنت متصل می‌کند.

مهم‌ترین پیامد: شما دیگر یک آدرس IP اختصاصی و قابل شناسایی در اینترنت عمومی ندارید.

چرا تکنولوژی CGNAT و انتقال تصویر دوربین مداربسته با هم سازگار نیستند؟

انتقال تصویر (Remote Viewing) دوربین‌های مداربسته، چه دوربین‌های IP و چه دستگاه‌های DVR/NVR، به یک اصل اساسی وابسته است: قابلیت دسترسی ورودی (Inbound Connectivity). به عبارت دیگر، برای اینکه شما بتوانید از راه دور (مثلاً از محل کار یا مسافرت) به دوربین خانه متصل شوید، باید بتوانید از بیرون، یک بسته داده را به طور مستقیم به آن دوربین ارسال کنید.

روش سنتی برای دستیابی به این هدف، استفاده از تکنیک Port Forwarding (انتقال پورت) است. شما در روتر خانگی خود مشخص می‌کنید که هر ترافیکی که با یک پورت خاص (مثلاً پورت ۸۰۰۰ برای دسترسی به NVR) وارد آدرس IP عمومی شما می‌شود، مستقیماً باید به آدرس IP خصوصی NVR هدایت شود. برای تسهیل این کار، معمولاً از سرویس‌های DDNS (Dynamic DNS) استفاده می‌شود تا آدرس IP عمومی شما (که ممکن است دائماً تغییر کند) به یک نام دامنه ثابت (مثل mycamera.ddns.net) متصل بماند.

تداخل با CGNAT:

CGNAT این قابلیت دسترسی ورودی مستقیم را کاملاً خنثی می‌کند. دلیل اصلی این است:

الف) عدم وجود آدرس IP عمومی اختصاصی: در محیط CGNAT، آدرسی که شما به عنوان IP عمومی می‌بینید، در واقع آدرس مشترک صدها نفر است. وقتی شما تلاش می‌کنید از خارج به آن آدرس متصل شوید، ترافیک شما ابتدا به دستگاه CGNAT در مرکز داده ISP می‌رسد.

ب) مسدود شدن درخواست‌های ورودی: روترهای CGNAT، بر اساس اصول امنیتی و مدیریت منابع، اجازه ترافیک ورودی ناخواسته (Unsolicited Inbound Traffic) را نمی‌دهند. آن‌ها فقط بسته‌هایی را که به عنوان پاسخ به یک درخواست خروجی قبلی شما آمده‌اند (مثل باز کردن یک صفحه وب)، اجازه عبور می‌دهند. درخواست شما برای مشاهده تصویر دوربین، یک درخواست ورودی مستقیم است که هیچ درخواست خروجی مرتبطی نداشته است؛ بنابراین، توسط دیواره آتش (Firewall) بسیار بزرگ CGNAT مسدود می‌شود.

به طور خلاصه، CGNAT باعث می‌شود که هر دستگاه متصل به اینترنت موبایل یا برخی اتصالات خانگی، در پشت یک دیواره آتش بزرگ قرار گیرند که عملاً امکان برقراری ارتباط مستقیم P2P (نقطه به نقطه) با دستگاه‌های داخلی شما را از بین می‌برد. اینجاست که دوربین مداربسته شما از یک سیستم نظارتی فعال، به یک دستگاه محلی تبدیل می‌شود که فقط در زمانی که خودتان در شبکه محلی هستید، قابل مشاهده است.

راه‌حل‌ها: فراتر از تکنولوژی CGNAT

خوشبختانه، راه‌حل‌هایی برای عبور از محدودیت‌های CGNAT وجود دارد که هر کدام مزایا و معایب خاص خود را دارند.

تقاضای IP استاتیک یا عمومی (Static/Public IP)

ساده‌ترین راه‌حل، درخواست یک آدرس IP عمومی اختصاصی از ISP است. این آدرس، به طور کامل از مکانیزم CGNAT خارج می‌شود و به سادگی امکان Port Forwarding سنتی را فراهم می‌کند.

• مزایا: کارایی بالا، عملکرد پایدار، سازگاری کامل با تمام پروتکل‌های انتقال تصویر (مانند RTSP و ONVIF).
• معایب: معمولاً هزینه‌بر است (به عنوان سرویس افزودنی شناخته می‌شود) و ممکن است برای کاربران اینترنت موبایل (سیم‌کارت‌ها) به طور کامل در دسترس نباشد یا به سختی ارائه شود.

 ◁◁ مطلب پیشنهادی: Port Forwarding دوربین مداربسته

استفاده از سرویس‌های ابری و P2P مبتنی بر Relay

بسیاری از تولیدکنندگان دوربین‌های مداربسته، راهکارهایی مبتنی بر نرم‌افزار برای دور زدن NAT طراحی کرده‌اند. این روش‌ها ترافیک را از طریق یک سرور واسط (Relay Server) که توسط تولیدکننده مدیریت می‌شود، هدایت می‌کنند.

• نحوه کار: دوربین به جای تلاش برای دریافت اتصال ورودی، اتصال خروجی به سرور ابری تولیدکننده برقرار می‌کند. هنگامی که شما از راه دور متصل می‌شوید، شما نیز به این سرور وصل می‌شوید و داده‌ها از طریق این سرور منتقل می‌شوند.
• مزایا: عدم نیاز به تنظیمات پیچیده، کار با هر نوع NAT یا CGNAT.
• معایب: وابستگی کامل به عملکرد سرورهای شرکت سازنده، احتمال تأخیر (Latency) بیشتر در تصویر، و نگرانی‌های امنیتی و حفظ حریم خصوصی در مورد ارسال تصاویر به سرورهای شخص ثالث.

سرور داخلی (VPS/VPN)

پیچیده‌ترین اما قوی‌ترین راهکار، استفاده از یک سرور خصوصی مجازی (VPS) در یک دیتاسنتر خارجی است که آدرس IP عمومی و اختصاصی دارد.

• نحوه کار: یک تونل امن (VPN) بین دوربین/NVR شما و سرور VPS ایجاد می‌شود. تمام ترافیک مشاهده از راه دور از طریق این تونل و آدرس IP عمومی VPS عبور می‌کند. در واقع، VPS شما نقش یک مترجم و واسطه قابل اعتماد را بازی می‌کند.
• مزایا: کنترل کامل بر امنیت و ترافیک، عملکرد بسیار پایدار پس از راه‌اندازی اولیه.
• معایب: نیاز به دانش فنی بالا برای پیکربندی VPN (مانند OpenVPN یا WireGuard) و هزینه ماهانه برای نگهداری VPS.

نتیجه‌گیری

تکنولوژی CGNAT، هرچند یک راه‌حل هوشمندانه برای مدیریت بحران آدرس‌های IPv4 است، اما برای کاربرانی که نیازمند دسترسی مستقیم و بدون واسطه به تجهیزات نظارتی خود هستند، به یک مانع جدی تبدیل شده است. ناتوانی در انتقال تصویر دوربین‌ها از طریق اینترنت سیم‌کارت‌ها، یک نقیصه عملکردی است که باید با هوشمندی بر آن غلبه کرد.

اگر شما به دنبال راه‌حلی هستید که نه تنها از چالش‌های زیرساختی مانند CGNAT عبور کند، بلکه بالاترین سطح اطمینان و خدمات پس از فروش را ارائه دهد، تجهیزات نظارتی اسفیورد به عنوان انتخابی برتر مطرح می‌شوند.

سیستم‌های نظارتی اسفیورد به طور خاص برای محیط‌های چالش‌برانگیز طراحی شده‌اند و بر خلاف بسیاری از برندهای عمومی، راه‌حل‌های زیرساختی قوی برای اطمینان از اتصال دائمی شما فراهم می‌کنند:

1. پشتیبانی از سرور داخلی (On-Premise Server): اسفیورد به شما این امکان را می‌دهد که کنترل کامل بر مسیر دسترسی داشته باشید و وابستگی به سرورهای ابری شخص ثالث را کاهش دهید.
2. انعطاف‌پذیری در اتصال: ما اطمینان می‌دهیم که راه‌حل‌های ما با انواع NAT و CGNAT سازگار باشند و در صورت نیاز، از مسیرهای ارتباطی جایگزین استفاده شود.
3. خدمات پس از فروش بی‌رقیب: خرید محصولات اسفیورد با اطمینان همراه است:
   • ۱۸ ماه گارانتی معتبر توسط کیانام ارتباط.
   • ۳۶ ماه خدمات پس از فروش برای تضمین عملکرد بلندمدت.
   • یک سال بیمه سرقت دوربین برای محافظت از سرمایه‌گذاری شما.
   • پشتیبانی از قابلیت‌های پیشرفته مانند فضای ابری و ارسال هشدار پیامکی مستقیم.

دیگر نگران محدودیت‌های زیرساختی نباشید. برای تجربه نظارتی بدون دردسر و مطمئن، همین امروز  از فروشگاه اسفیورد دیدن نمایید و از قدرت زیرساخت قوی دوربین‌های اسفیورد بهره‌مند شوید.

سوالات متداول

1. تشخیص اینکه آیا اینترنت من از CGNAT استفاده می‌کند، چگونه ممکن است؟
   به آدرس IP عمومی خود نگاه کنید. اگر آدرس IP تخصیص‌یافته به مودم یا روتر شما در محدوده ۱۰۰.۶۴.۰.۰ تا ۱۰۳.۲۵۵.۲۵۵.۲۵۵ باشد، احتمالاً تحت پوشش CGNAT قرار دارید. همچنین، اگر نتوانید پورت فورواردینگ ساده را تنظیم کنید، این موضوع قویاً نشان‌دهنده وجود CGNAT است.
2. آیا CGNAT بر سرعت کلی اینترنت من تأثیر می‌گذارد؟
   به طور مستقیم، CGNAT تأثیر چشمگیری بر سرعت دانلود و آپلود معمولی (خروجی) ندارد، اما ممکن است به دلیل سربار پردازشی ترجمه آدرس و ازدحام بیشتر بر روی یک IP عمومی، تأخیر (Latency) را افزایش دهد که در ارتباطات حساس نظیر انتقال تصویر محسوس است.
3. آیا دوربین‌هایی که از تکنولوژی P2P استفاده می‌کنند، با CGNAT مشکلی ندارند؟
   بسیاری از سیستم‌های P2P تلاش می‌کنند با استفاده از تکنیک‌های رله (Relay) یا UPnP، مشکل NAT را دور بزنند. با این حال، اگر سرورهای رله شرکت سازنده دچار ازدحام شوند یا اتصال P2P نتواند به طور کامل برقرار شود (Hole Punching ناموفق)، اتصال شما قطع خواهد شد.
4. اگر ISP من آدرس IP استاتیک ارائه دهد، آیا مشکل CGNAT کاملاً حل می‌شود؟
   بله. دریافت یک آدرس IP عمومی و استاتیک (Static Public IP) به این معنی است که شما از شبکه Carrier-Grade NAT خارج شده‌اید و مستقیماً یک پورت ورودی به شبکه خانگی شما اختصاص داده می‌شود که قابلیت Port Forwarding را فعال می‌سازد.
5. آیا فعال کردن UPnP در روتر می‌تواند مشکل CGNAT را حل کند؟
   خیر. UPnP (Universal Plug and Play) تنها می‌تواند تنظیمات مربوط به Port Forwarding را در روتر خانگی شما تغییر دهد. این تکنولوژی هیچ دسترسی یا کنترلی بر روترهای اصلی در شبکه ISP که وظیفه CGNAT را بر عهده دارند، ندارد.
6. آیا IPv6 می‌تواند جایگزین مناسبی برای این مشکل باشد؟
   در تئوری، بله. در شبکه IPv6، هر دستگاه می‌تواند یک آدرس عمومی منحصر به فرد داشته باشد و دیگر نیازی به NAT نیست. با این حال، اگر دستگاه نظارتی شما و همچنین شبکه دسترسی شما (اینترنت موبایل) هنوز کاملاً IPv6 را پشتیبانی نکنند، این راه حل فعال نخواهد بود.
7. آیا استفاده از VPN برای مشاهده دوربین‌ها راه حل مطمئنی است؟
   استفاده از یک VPN با آدرس IP ثابت و عمومی (ترجیحاً راه‌اندازی شده بر روی یک سرور VPS)، یک راه‌حل بسیار مطمئن است، زیرا کل ترافیک شما از طریق یک تونل امن هدایت شده و مشکل دسترسی ورودی حل می‌شود.
8. آیا ISP می‌تواند به صورت نرم‌افزاری CGNAT را برای یک کاربر خاص غیرفعال کند؟
   برخی ISP‌ها ممکن است این امکان را به عنوان یک سرویس افزوده (معمولاً با هزینه اضافی) ارائه دهند که در این حالت، کاربر را از Pool CGNAT خارج و به یک Pool IP عمومی منتقل می‌کنند. این امر بستگی به سیاست‌های داخلی هر اپراتور دارد.
9. آیا دوربین‌های مداربسته بی‌سیم اسفیورد مکانیزمی برای مقابله با CGNAT دارند؟
   بله. اسفیورد با ارائه قابلیت پشتیبانی قوی از سرور داخلی و راه‌حل‌های پیشرفته مسیریابی، به گونه‌ای طراحی شده است که کمترین وابستگی را به مکانیزم‌های NAT داشته باشد و اطمینان از اتصال را فراهم کند.
10. اگر من در خانه باشم و از سیم‌کارت برای اینترنت استفاده کنم، چرا هنوز دسترسی به دوربین ندارم؟
    حتی اگر در شبکه محلی (LAN) باشید، اگر دوربین شما تنها از طریق سرورهای P2P یا واسطه به اینترنت متصل شده باشد و آن واسطه دچار مشکل شده باشد، یا اگر دوربین شما تنها برای اتصالات ورودی از طریق IP عمومی تنظیم شده باشد، دسترسی شما ممکن است قطع شود.

مشکلات رایج و پاسخ برای حل

• مشکل: عدم توانایی در باز کردن پورت‌های دوربین از طریق روتر خانگی با وجود تنظیمات صحیح.
  • راه‌حل: بررسی کنید که آیا ISP شما از تکنولوژی CGNAT استفاده می‌کند یا خیر؛ در صورت مثبت بودن، باید IP استاتیک درخواست نمایید یا از راهکار سرور داخلی استفاده کنید.
• مشکل: دوربین‌های IP پس از مدتی از دسترس خارج شده و مجدداً وصل می‌شوند (Disconnect/Reconnect).
  • راه‌حل: این نوسان معمولاً ناشی از تغییر در تخصیص پورت‌های ترجمه شده در CGNAT است؛ استفاده از سرویس‌های با ثبات‌تر مبتنی بر Relay امن توصیه می‌شود.
• مشکل: هنگام استفاده از اینترنت موبایل، تصویر دوربین به کندی لود می‌شود یا تصویر سیاه می‌ماند.
  • راه‌حل: تأخیر بالا (High Latency) ناشی از عبور ترافیک از سرورهای متعدد CGNAT است؛ بهتر است از سرویس‌هایی با قابلیت انتقال مستقیم داده استفاده کنید.
• مشکل: سرویس DDNS کار می‌کند، اما پورت فورواردینگ به دوربین هدایت نمی‌شود.
  • راه‌حل: DDNS تنها نام دامنه را به IP عمومی شما مرتبط می‌کند؛ اگر آن IP عمومی تحت CGNAT باشد، ارتباط ورودی مسدود می‌ماند و DDNS کمکی نخواهد کرد.
• مشکل: امکان اتصال به NVR از طریق آدرس IP محلی (Local IP) وجود دارد، اما از راه دور خیر.
  • راه‌حل: این یک نشانه کلاسیک از مسدود شدن پورت‌های ورودی توسط CGNAT است؛ تنظیمات Port Forwarding در لایه Carrier-Grade فعال نیست.
• مشکل: هنگام تلاش برای دسترسی مستقیم به جریان RTSP دوربین، خطای “Connection Timeout” دریافت می‌شود.
  • راه‌حل: پروتکل RTSP نیاز به اتصالات ورودی دارد که توسط CGNAT مسدود شده است؛ از راهکارهای P2P یا تونل VPN استفاده نمایید.
• مشکل: تنظیمات Port Forwarding در روتر ذخیره می‌شود، اما پس از چند ساعت غیرفعال به نظر می‌رسد.
  • راه‌حل: این نشان می‌دهد که ISP شما به صورت دوره‌ای آدرس IP عمومی را تغییر می‌دهد (Dynamic IP) و CGNAT اعمال شده است؛ درخواست IP استاتیک تنها راه حل قطعی است.
• مشکل: استفاده از اپلیکیشن‌های اختصاصی دوربین که از سرورهای ابری استفاده می‌کنند، بسیار کند است.
  • راه‌حل: اگرچه اپلیکیشن‌ها CGNAT را دور می‌زنند، اما اگر سرورهای رله (Relay Servers) شرکت سازنده دچار ازدحام باشند، سرعت به شدت کاهش می‌یابد؛ استفاده از سرور داخلی اختصاصی اسفیورد توصیه می‌شود.
• مشکل: من IP استاتیک خریده‌ام اما باز هم انتقال تصویر انجام نمی‌شود.
  • راه‌حل: باید اطمینان حاصل کنید که ISP شما، شما را کاملاً از Pool CGNAT خارج کرده و IP اختصاصی به شما داده باشد؛ مجدداً با پشتیبانی ISP تماس بگیرید و تأییدیه خروج از CGNAT را بخواهید.

• مشکل: پس از نصب دوربین‌های بیسیم اسفیورد، همچنان در برخی شبکه‌های موبایل دسترسی ندارم.

  • راه‌حل: این مورد استثنایی است و معمولاً مربوط به تنظیمات امنیتی خاص آن اپراتور موبایل است؛ با پشتیبانی فنی اسفیورد تماس بگیرید تا از فعال بودن قابلیت‌های سرور داخلی برای آن سیم‌کارت اطمینان حاصل شود.