该来的终于来了——IPv4地址耗尽

长期以来全球IPv4地址即将耗尽的预言一直令人忧心忡忡而今天这一时刻终于到来——所有43亿个IPv4地址都已分配完毕这意味着没有更多的IPv4地址可以分配给ISP和其他大型网络基础设施提供商。

IPv4于1980年代初推行IPv4地址是用于标识Internet上设备的32位数字因此只提供有限的互联网地址(2^32约43亿)。随着互联网的飞速发展从PC到智能手机、物联网传感器等联网设备数量的激增使得IPv4储备迅速消耗。

其实早在上世纪 80 年代研究人员就已经预见了这样的未来。

IP地址的全球性管理机构为互联网号码分配局IANAIANA将IP地址交由给全球五个区域互联网注册机构RIRs分配。

至2011年2月3日IANA已经将所有IPv4地址全部划分给五个区域互联网注册机构

  非洲网络信息中心 (AFRINIC)负责非洲

  北美网络信息中心ARIN负责南极洲、加拿大、部分加勒比海地区和美国

  亚太互联网络信息中心APNIC负责东亚、大洋洲、南亚和东南亚

  拉丁美洲网络信息中心LACNIC负责加勒比海的大部分地区和整个拉丁美洲

  欧洲网络信息中心RIPE NCC负责欧洲、中亚、俄罗斯和西亚。

IPv4消亡史

接连不断的Internet注册使得IPv4以肉眼可见的速度消耗

  2011年4月15日亚太APNIC宣布IPv4 /8地址耗尽

  2012年9月14日欧洲RIPE NCC宣布IPv4 /8地址耗尽

  2014年6月10日拉丁美洲LACNIC宣布IPv4 /10地址耗尽

  2015年9月24日北美ARIN宣布IPv4地址全部耗尽

  2017年4月21日非洲AFRINIC宣布IPv4 /8地址耗尽

  2019年11月25日欧洲RIPE NCC宣布IPv4地址全部耗尽

未完待续…

编者按此消息很多媒体都采用“全球IPv4地址耗尽”的标题报道据安数网络多方考证实际上五区都有自己的IPv4地址调配流程包括分阶段消耗、预留策略和限量策略以便延缓衰减时间顺利迁移至IPv6。严格地说目前官方宣布IPv4地址全部耗尽的区域只有北美ARIN和欧洲RIPE NCC。

欧洲RIPE NCC IPv4地址耗尽的消息是由Nikolas Pediaditis在一封电子邮件中宣布的内容如下

译文

亲爱的同事们

今天在2019年11月25日UTC + 1 15:35我们从可用池中的最后剩余地址进行了最终的/22 IPv4分配。现在我们已经用完了IPv4地址。

对于网络运营商来说这一消息并不突然RIPE 社区早就预见并作出了相应的规划。实际上正是由于社区对这些资源的负责任管理我们才能在 2012 年的最后一批 /8 地址分配完之后继续为区域内成千上万个新网络提供 / 22 分配。

从理论上来讲IPv4 地址的耗尽意味着无法将任何新的 IPv4 设备添加到互联网上。但实际上我们还有一些方法能够缓冲 IPv4 地址耗尽所造成的影响。

首先ISP 那里可以重用或回收未使用的IPv4 地址。其次我们可以通过网络地址转换NAT技术于 ISP 路由器后面私下使用相同的IP地址 。

当然最终是向IPv6的过渡。为了平稳过渡全行业都已经未雨绸缪地制定了应对策略以便在整个互联网上实现 3.4×10^38个地址空间的直接点对点连接。

据第44次《中国互联网络发展状况统计报告》显示截至2019年6月中国IPv6地址数量为50286块/32已跃居全球第一位。

IPv6比IPv4好在哪里?

IPv4地址耗尽是IPv6出现的推动力之一。IPv6是与IPv4相似的网络层协议。IPv4采用32位元的地址只能提供2^32个IPv4地址而IPv6采用128位元的地址可提供2^128个独一无二的IPv6地址。

开发IPv6最初目的之一是解决IPv4地址短缺的问题但考虑了在开发、部署及运作IPv4过程时所遭遇的种种问题后IPv6的设计者已为IPv6增添多项新功能从而较IPv4拥有更多技术上的优势。

• 庞大的IP地址空间——不必担心未来如Ipv4般出现网址耗尽无法解决的情况IPv6在协议上预留了广阔的创新空间为互联网长期升级演进提供了新的基础平台。
• 增强的组播支持以及对流的支持——这使得网络上的多媒体应用有了长足发展的机会为服务质量控制提供了良好的网络平台加入了对自动配置的支持。这是对DHCP的改进和扩展使得网络的管理更加方便和快捷。
• 更快的内容获取速度——IPv6的地址分配遵循聚类原则这使得路由器能在路由表中用一条记录表示一片子网大大减小了路由器中路由表的长度提高了路由器转发数据包的速度也就使得通过IPv6连接并获取内容的速度更快。
• 更高的安全性——传统的网络安全机制只建立在应用层程序级如E-mail加密、接入安全HTTP和SSL等没有办法能够从IP层来保证互联网以及物联网的安全。而IPv6可以实现IP层的安全用户能够对网络层的数据进行加密并且对IP报文进行校验保证了分组的完整性与保密性。
• 网络实名制可行——IPv6普及的另一个重要应用是网络实名制下的互联网身份认证。基于IPv4的网络之所以难以实现网络实名一个重要原因就是因为IP资源不足所以不同的人在不同时段共用一个IPIP地址和上网用户无法一一对应。IPv6的出现将从技术上一劳永逸地解决这个问题由于IP资源将不再紧张当运营商为用户办理入网申请时可以直接为每个用户分配一个固定IP实现真实用户和IP地址的一一对应。
• 多宿主特性支撑5G应用——典型的IPv6设备可以有多个地址并且一个终端可以同时建立多个宿主的功能为移动边缘计算提供基于源地址的分流应用。由于多宿主特性所以在切换的时候可以先建后断使移动设备于不同网络之间移动时保持与互联网连接降低了数据丢包改进了用户体验在即将到来的5G时代IPv6将会有更为广阔的应用。

目前IPv6规模部署还面临一系列问题例如网络质量和服务性能有待提升IPv6流量占比仍然偏低互联网应用IPv6改造广度、深度不足家庭固定宽带网关存量有待改造IPv6网络安全防御保障能力有待提升等。

预期IPv4与IPv6将会共存于互联网一段较长的时间现时很难预计IPv6何时能够完全取代IPv4。然而过渡至IPv6是解决IPv4地址耗尽之唯一长远方案。

中办、国办印发的《推进互联网协议第六版(IPv6)规模部署行动计划》明确提出了未来五到十年我国基于IPv6的下一代互联网发展的总体目标、路线图、时间表和重点任务。根据规划接下来我国Ipv6规模部署目标如下

l  到2020年末IPv6活跃用户数超过5亿在互联网用户中的占比超过50%;

l  到2025年末我国IPv6网络规模、用户规模、流量规模居于世界第一位网络、应用、终端全面支持IPv6全面完成向下一代互联网平衡演进升级。

本文来源安数网络

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来源：freebuf.com 2019-12-02 17:42:07 by: 安数君