作者 Alex Blewitt
譯者 王麗娟
發佈於 2010年2月13日 上午1時4分
社區Architecture主題技術,Web 2.0,運營
五個區域互聯網註冊管理機構（Regional Internet Registries，RIR）的官方代表、負責IP地址分配的號碼資源組織（NRO）近日宣佈，可核發的IPv4地址已不足10%。儘管對所有使用互聯網的人來說，解決這個問題人人有責，但是數據總是被遮掩，每個人都認為解決該問題是其他人的責任。如果這個問題短期內得不到解決，勢必會造成巨大的影響。
什麼是IPv4地址？首先介紹些背景知識。每台能接入互聯網的計算機或移動設備都需要一個全球唯一的地址。這使得設備能向遠程主機（例如www.infoq.com）發送網絡數據，並獲得正確的響應。為了簡化人們的使用，域名服務（Domain Name Service，DNS）將常見的名稱轉換成了IPv4地址。比如說，當你瀏覽InfoQ網站的時候，DNS將www.infoq.com轉換為全球唯一的63.246.7.184；你的瀏覽器每次發送請求時，也都會保留一個類似於216.239.59.99的「返回」地址。
這四個數字即被稱為IPv4地址，或乾脆叫作IP地址。假定每個數字都可以在0到255之間取值，那大約有43億個可用的IP地址。相對地球上的67億人口總數來說，設備數量顯然是有上限的。即使在理想分佈的情況下，也意味著平均每兩個人就擁有一個IP地址；但在西方，連網的設備非常多（更不用提手機的數量了，手機數量估計已經超過40億了）。
而且，並非所有的IP地址都能用來全球路由。10.0.0.0到10.255.255.255之間的IP地址被定義為不公開的可路由子集，172.16.0.0到172.31.255.255之間、192.168.0.0到192.168.255.255之間的IP地址也是一樣。在本地網絡使用自動分配地址的人可能會很熟悉後面的兩個範圍。此外，還有一些IP地址被定義用來進行多播，224.x.x.x、232.0.0.x和233.0.0.x都被定義為多播地址空間。
所有這一切導致的後果就是可分配的IPv4地址不足40億。NRO負責將這些地址分配給地區的RIR，RIR轉而將這些IP地址分配給互聯網服務提供商（ISP），ISP再確保讓你連接到互聯網上。
這個消息實質上就是說全球未分配的地址空間已不足10%，或者說只剩大約4億個地址。這看起來似乎仍很多，但IP地址是不可再生資源，一旦分配出去就沒有了。好吧，也許我們能回收一批，但為此的投入（法律和實際）將會非常巨大，而且這一不可避免的狀況也只能推遲數個月發生而已。有些計時器估計了最終耗盡的日期，預計耗盡之日在2012-2013年之間。中心註冊表用完之後，地區註冊表也許還能繼續維持一年（這取決於需求），當然這是假設在一切正常、不會出現瘋狂搶購最後剩餘IPv4地址的情況下。
IPv4地址耗盡會發生什麼？簡單的回答是：不會有太大影響。互聯網將一如既往地運轉，你仍然可以瀏覽新網站。但出現的問題是網絡上將不會出現新業務，至少不會再為現有IP地址提供多主機支持。簡言之，過去十年激增的互聯網經濟可能會放緩發展速度。
有些人斷言NAT（網絡地址轉換）會解決IP地址在客戶端的短缺問題（客戶端在單一的全球可路由IP地址後隱藏了一套不可路由的地址），但這其實是很有限的。設想一下，每台計算機正同時連接到大約25個輸出端口（打開幾個網頁、郵件客戶端和社交網絡應用很容易能達到這個值），再加上大部分NAT級路由器一次最多只能映射五萬個端口的事實（這意味著一個全局可路由的IPv4地址充其量只能處理五萬個條目）。
此外，NAT還不能用於服務器或其它需要被連接的網站，它們只能應用於客戶端連接。無論這是否解決了客戶端不斷增加的問題，一旦IPv4地址耗盡，就不會有新的服務器了。
引入IPv6設計IPv6是為瞭解決IPv4耗盡的問題，並增加大量額外的功能。IPv4地址由32位組成，而IPv6地址則由128位組成；為了正確看待IPv6地址，來看一組對比數據——地球表面每平方毫米上會有超過一萬億個IPv6地址。此外，這意味著我們能往地址空間中添加路由信息，而又不會影響終端設備可用的IPv6地址數量；而且它允許本地網絡利用設備的MAC地址從子網自動分配地址。
過渡並非易事。IPv6設備能互相通訊，IPv4設備也能互相通訊。幸運的是，主流的操作系統和硬件近期都開始支持IPv6了，而且它們在加入允許IPv6的網路時能自動啟用IPv6。因此最簡單的過渡就是提供雙主機，允許計算機與IPv4和IPv6兩者同時進行通信，從而到達目的地。
不過有些服務可能僅在IPv4下可用。比如說，Google的www.google.com只在IPv4網絡下可用；Google有另外一個網址ipv6.google.com，只在IPv6網絡下可用（如果你能瀏覽IPv6的那個地址，就說明你的計算機已經接入IPv6網絡）。
為了方便切換，出現了可以將IPv4地址空間映射到IPv6地址空間子集。對於能同時連接IPv4和IPv6網絡的主機，6to4執行自動映射，還能讓一組IPv6機制在IPv4地址上通訊。（這類似於NAT的運行方式，只不過橋接的另一端是IPv6地址，而不是IPv4不能全球路由的地址。）這是Apple公司採用的方法，如果ISP支持該方法，Apple面向互聯網的路由器（實際上是操作系統）將自動檢測到合適的6to4網關。Google在2008年為RIPE做的演講中顯示，Mac OS X引入、採用了IPv6（主要是因為為了使其生效，不能安裝客戶端）。Apple的Airport Extreme也能自動配置IPv6地址，然後在本地網絡分配一個子網，這意味著大多數用戶甚至不知道他們已經擁有了一個IPv6地址。
Windows系統通常喜歡用Teredo tunneling技術，如果該技術可用，Vista就會自動啟用IPv6，這表示我們在向IPv6過渡時有繼續前進的辦法。
請注意，6to4和Teredo都用於過渡；也就是說，它們的使用不會超過十年（之後，無論如何我們都要使用IPv6）。儘管逐漸淘汰IPv4可能還需要一段時間，但到那時候，IPv4互聯網就可以隱退了。
現狀
你可能認為隨著IPv4空間的即將耗盡，負責互聯網連接的人會處理這件事情。但大多數ISP都不瞭解IPv6，大部分大型網站和關鍵基礎設施服務（比如www.direct.gov.uk）也是一樣。沒有6to4客戶端執行轉換，這些機構/公司就很難進入IPv6的世界，它們也沒有緊迫感。甚至連大型電信公司（像BT's 21st Century Network）也仍停留在二十世紀，因為他們正在推出一個給英國電子計算機進行IPv4升級的方案。
ISP將是第一個受到打擊的對象；理想情況下，他們應該在IPv6推行的最前線。然而目前全球的IPv6用戶尚不足1%，即便法國等國家仰仗中心IPv6管道提供商而佔了更大的比例。
2008年，中國借奧運會的承辦展示了IPv6的可利用性，隨著中國用戶的不斷增加，IPv6也在有條不紊地推行著。有一個按國家列出的IPv6部署清單，較早行動的大部分國家都是為了要在IPv6網絡中處於領先位置。
總結IPv4地址是幾乎耗盡的有限資源。無論是否採用取回「隱藏」的IP空間、回收未使用的IP地址等臨時的解決方案，都只是讓這一不可避免的狀況推遲數個月而已。IPv6已在大規模部署環境中得到了證實，而且支持所有的操作系統，所以能否完成IPv6的推進就掌握在ISP的手中，如果推進成功，他們將能獲得巨大的收益；當然了，一旦失敗，也將面臨著滅頂之災。但是報告仍表明IPv6主機只佔1%，這就意味著IPv6的推進任重而道遠。
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發表於 2010-2-25 11:08
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發表於 2010-2-25 12:06
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