2022年IPv4地址轉(zhuǎn)移和租賃 ——2022年全球IP地址回顧（二）

編者按

此前，APNIC首席科學(xué)家杰夫·休斯頓（Geoff Huston）發(fā)文回顧了2022年全球IP地址發(fā)展情況，分析了2022年IPv4和IPv6的部署現(xiàn)狀，并對(duì)未來(lái)互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展形勢(shì)作出判斷。本期將刊登第二部分，繼續(xù)回顧2022年IPv4地址轉(zhuǎn)移情況，以及IPv4地址租賃狀況。

地址轉(zhuǎn)移是否會(huì)讓地址空間碎片化？

(資料圖片)

下一個(gè)問(wèn)題是，地址轉(zhuǎn)移過(guò)程是否會(huì)讓較大的地址塊被拆分成多個(gè)連續(xù)的小地址塊？從2012年到2023年初，RIR（區(qū)域互聯(lián)網(wǎng)注冊(cè)機(jī)構(gòu)）登記了38,696次轉(zhuǎn)移交易，其中，9,963次交易中轉(zhuǎn)移的地址塊小于原始分配的地址塊，約26%的交易將原始分配的地址塊進(jìn)行了分割。

這9,963次地址轉(zhuǎn)移操作基于5,047次原始分配完成。平均而言，一次原始分配的地址會(huì)被分割成兩個(gè)較小的地址塊。這些數(shù)據(jù)意味著地址塊會(huì)因地址轉(zhuǎn)移而被分割，但嚴(yán)格來(lái)講這不是一個(gè)主要問(wèn)題。截至2021年底，RIR完成了236,502次地址分配，而9,963次地址轉(zhuǎn)移引入的地址片段約占所有已分配地址前綴總數(shù)的4.2%。

地址的轉(zhuǎn)入和轉(zhuǎn)出

下一個(gè)問(wèn)題涉及地址的跨國(guó)轉(zhuǎn)移。表1展示了2021年發(fā)起轉(zhuǎn)移地址數(shù)量最多的十個(gè)經(jīng)濟(jì)體（不計(jì)轉(zhuǎn)移目的地?cái)?shù)量），表2展示了十大轉(zhuǎn)移接收方，表3展示了規(guī)模最大的跨國(guó)地址轉(zhuǎn)移交易。這些數(shù)據(jù)表均是根據(jù)RIR公布的2021年地址轉(zhuǎn)移數(shù)據(jù)繪制的。

表1 2021年發(fā)起IPv4地址轉(zhuǎn)移的十大經(jīng)濟(jì)體

表2 2021年接收IPv4地址轉(zhuǎn)移的十大經(jīng)濟(jì)體

表3 2022年規(guī)模Top7的跨經(jīng)濟(jì)體IPv4地址轉(zhuǎn)移交易

這種數(shù)據(jù)收集中存在許多注意事項(xiàng)，特別是當(dāng)其與經(jīng)濟(jì)體地理位置的確切含義有關(guān)時(shí)。即使我們使用RIR登記記錄中的國(guó)家/地區(qū)代碼信息，也可能得到各種不同的含義。

一些RIR采用的原則是，記錄的國(guó)家/地區(qū)代碼對(duì)應(yīng)于地址持有人相關(guān)實(shí)體總部的實(shí)際位置，而不考慮在互聯(lián)網(wǎng)中使用地址的區(qū)域設(shè)置。其他RIR允許持有人更新該地理位置信息，以匹配持有人使用這些地址的預(yù)期區(qū)域設(shè)置。通常而言無(wú)法確認(rèn)持有人聲明的位置是否準(zhǔn)確，因此這些自主管理的記錄反映的是地址的實(shí)際位置還是一些便利位置有時(shí)不得而知。

不同地理定位服務(wù)（如常用的服務(wù)Maxmind）存在類似的定位挑戰(zhàn)。這些服務(wù)通常希望將一個(gè)地址與一個(gè)實(shí)際的地理位置關(guān)聯(lián)起來(lái)。有時(shí)這個(gè)目標(biāo)很難實(shí)現(xiàn)，例如在VPN中使用隧道時(shí)，應(yīng)當(dāng)標(biāo)記隧道入口還是出口的位置？地理定位服務(wù)的許多細(xì)微差別反映了處理VPN的挑戰(zhàn)和這些定位服務(wù)的應(yīng)對(duì)方式。

還有一個(gè)問(wèn)題是基于云的服務(wù)。當(dāng)云服務(wù)使用任播（anycast）時(shí)，地址可以同時(shí)位于許多地理位置。在使用傳統(tǒng)單播（unicast）的情況下，所使用的地址可能在云計(jì)算服務(wù)的各個(gè)節(jié)點(diǎn)之間流動(dòng)，通過(guò)地址分配的方式來(lái)滿足服務(wù)的需求。最重要的是，這些位置列表是近似值，而不是位置的精確指示。

考慮到這一點(diǎn)，現(xiàn)在讓我們看看2022年轉(zhuǎn)移地址的發(fā)出方與接收方，其中地址的來(lái)源和目的地可能屬于不同的經(jīng)濟(jì)體。

2022年的轉(zhuǎn)移日志包含3,722個(gè)經(jīng)濟(jì)體內(nèi)部地址轉(zhuǎn)移，共涉及29,097,664個(gè)地址。按地址量計(jì)算，法國(guó)、德國(guó)和俄羅斯的國(guó)內(nèi)轉(zhuǎn)移活動(dòng)最多。大約1,612次交易涉及跨經(jīng)濟(jì)體轉(zhuǎn)移，共涉及14,011,136個(gè)地址。

關(guān)于轉(zhuǎn)讓數(shù)據(jù)有一個(gè)重要問(wèn)題是，是否所有已經(jīng)發(fā)生的地址轉(zhuǎn)讓操作都已經(jīng)記錄在登記系統(tǒng)中？因?yàn)檗D(zhuǎn)讓登記需要符合各種政策，可能只有部分轉(zhuǎn)讓行為會(huì)被記錄下來(lái)，而這種數(shù)據(jù)缺失現(xiàn)象可能難以被發(fā)現(xiàn)，特別是轉(zhuǎn)讓行為被描述為租賃或其他臨時(shí)操作，以及各方同意對(duì)轉(zhuǎn)讓細(xì)節(jié)進(jìn)行保密的情況。

也許可以為每個(gè)時(shí)期的地址轉(zhuǎn)移規(guī)模設(shè)置一個(gè)上限，一個(gè)可行的上限選擇方案是通過(guò)路由系統(tǒng)分析，通過(guò)比較年初和年末的路由穩(wěn)定狀態(tài)來(lái)查看2022年公布的地址（表4）。

表4 2022年IPv4 BGP（邊界網(wǎng)關(guān)協(xié)議）變化情況

雖然2022年全年增加了35,251個(gè)路由表項(xiàng)，但在過(guò)程中稍微有些變化。年初宣告的前綴中大約77,409個(gè)在年中被刪除，而年底宣告的112,660個(gè)前綴在年初時(shí)并未宣告。

當(dāng)然，還有很多臨時(shí)前綴可能在這一年中出現(xiàn)并被撤銷(xiāo)，但在這里我們比較的是（年初與年末）兩次快照，而不是看每次更新信息。還有23,100個(gè)前綴變更了它們的自治域編號(hào)（ASN），這表明相關(guān)前綴的網(wǎng)絡(luò)位置發(fā)生了某種形式的變化。

如果我們分析從單個(gè)觀測(cè)點(diǎn)（AS131072）看到的2022年BGP完整更新集合，可以獲取更多短期地址前綴集合。2022年全年總共觀察到1,129,657個(gè)不同的前綴，這意味著與年初的初始集合相比，某個(gè)時(shí)間點(diǎn)可觀測(cè)到222,421個(gè)額外的前綴。

我們可以將2022年的前綴變化情況與2021-2022兩年期間的傳輸日志進(jìn)行比較，表5展示了路由數(shù)量與這兩年轉(zhuǎn)移記錄的比較結(jié)果。

表5 2022年路由變更次數(shù)與2021-2022年間地址轉(zhuǎn)移次數(shù)比較

從年初到年底，約有3%~7%已宣告地址的變化反映的是RIR地址轉(zhuǎn)移日志中記錄的變化，而無(wú)法反映未記錄的地址轉(zhuǎn)移。導(dǎo)致地址前綴宣告變化的原因有很多，變更地址的管理者只是其中一個(gè)，然而它的確為2022年的地址轉(zhuǎn)移行為建立了上限，其中一些行為與轉(zhuǎn)移地址塊的管理控制權(quán)有關(guān)，而這種情況未被記錄在轉(zhuǎn)移日志中。

最終，我們可以對(duì)2022年增加、刪除和重新確定歸屬的地址進(jìn)行年限分析，并與路由表中IPv4地址的總體年限進(jìn)行比較。就2022年增加的地址而言，與平均狀況不同，它們更多是“老”地址，所有公布的地址中有20%是在30多年前分配的。

隨著IPv4進(jìn)入其（分配的）最終階段，我們現(xiàn)在也許可以對(duì)IPv4地址的整體分布進(jìn)行評(píng)估，并看看這些地址的最終歸屬。表6顯示了擁有最大IPv4地址池的10個(gè)經(jīng)濟(jì)體。然而，我必須指出，地址注冊(cè)中的國(guó)家代碼只能反映地址持有人所在經(jīng)濟(jì)體（公司所在地），而不一定是地址被部署的位置。

表6 每個(gè)經(jīng)濟(jì)體的IP地址池（Top 10）

如果我們將地址池（規(guī)模）除以每個(gè)經(jīng)濟(jì)體的現(xiàn)有人口（數(shù)量），則可以得出人均地址數(shù)。全球共有36.9億個(gè)已分配的地址，而全球人口約為80億，因此人均IPv4地址約為0.46個(gè)（表7）。

表7 按人均持有量排序的IPv4地址池（Top 10）

IPv4地址租賃

首先需要注意的是，地址市場(chǎng)包括租賃和銷(xiāo)售兩種方式。對(duì)于需要IPv4地址的實(shí)體來(lái)說(shuō)，選擇直接從現(xiàn)有地址持有者手中購(gòu)買(mǎi)還是選擇在特定時(shí)間段內(nèi)租賃并在租賃期滿時(shí)返還地址，取決于市場(chǎng)信息和預(yù)期使用場(chǎng)景等因素。這是市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)中的一個(gè)常見(jiàn)問(wèn)題，有很多成熟的解決方案。

如果買(mǎi)方認(rèn)為交易市場(chǎng)將長(zhǎng)期存在，交易商品供應(yīng)有限，而對(duì)這些商品的需求卻在增加，那么市場(chǎng)就可能導(dǎo)致交易價(jià)格不斷上漲，這就是商品稀缺性溢價(jià)的結(jié)果。供需關(guān)系的平衡是影響交易商品稀缺性溢價(jià)的一個(gè)因素。隨著時(shí)間的推移，供不應(yīng)求的商品會(huì)變得越來(lái)越昂貴，商品持有人可以看到商品價(jià)值上漲，而承租人則無(wú)法預(yù)見(jiàn)到。

如果買(mǎi)方認(rèn)為市場(chǎng)壽命很短，而且對(duì)商品的需求會(huì)很快消失，那么租賃貨物是有意義的，因?yàn)楫?dāng)市場(chǎng)崩潰時(shí)，承租人無(wú)需留下沒(méi)有價(jià)值的資產(chǎn)。

另一方面，商品稀缺性還會(huì)產(chǎn)生其他一些影響，其中之一是替代商品的定價(jià)。在某些時(shí)候，原有商品的價(jià)格會(huì)上升到讓替代商品更有吸引力的程度，即使替代商品的生產(chǎn)或使用成本較高。實(shí)際上，替代品的價(jià)格為原來(lái)的稀缺商品設(shè)定了價(jià)格上限。

一些評(píng)論家認(rèn)為，IPv4的價(jià)格上漲從經(jīng)濟(jì)上促進(jìn)了IPv6的部署，事實(shí)可能確實(shí)如此。然而，還有其他潛在的替代品也被使用，最明顯的是NAT（網(wǎng)絡(luò)地址轉(zhuǎn)換）。雖然NAT不能完全消除對(duì)IPv4的需求壓力，但它們可以在很大程度上提高IPv4地址的利用率。NAT允許同一地址在不同時(shí)間被多個(gè)用戶使用，共享一個(gè)NAT地址池的客戶群規(guī)模越大，可實(shí)現(xiàn)的復(fù)用能力就越強(qiáng)。

評(píng)估IPv4地址市場(chǎng)的持續(xù)時(shí)間實(shí)際上涉及判斷IPv4和NAT的持久性，以及需要多長(zhǎng)時(shí)間才能充分部署純IPv6（IPv6-only）的服務(wù)。當(dāng)所有主機(jī)和網(wǎng)絡(luò)都能通過(guò)IPv6提供服務(wù)時(shí)，需要依賴IPv4的壓力會(huì)出現(xiàn)轉(zhuǎn)折點(diǎn)，此時(shí)純IPv6的主體將把剩余的IPv4資源放入市場(chǎng)，因?yàn)樗麄儾辉傩枰@些資源。這在一定程度上會(huì)引起市場(chǎng)恐慌，因?yàn)镮Pv4持有者手中的地址資源可能會(huì)變得無(wú)價(jià)值，因此在市場(chǎng)中仍有買(mǎi)家的情況下，持有者面臨著出售IPv4資產(chǎn)的壓力。

雖然大量?jī)H支持IPv4的主機(jī)和網(wǎng)絡(luò)會(huì)阻礙向IPv6的過(guò)渡，并增加稀缺性壓力，但如果稀缺性壓力過(guò)大，采用純IPv6的動(dòng)力將會(huì)增加，從而使IPv6加速普及并占據(jù)市場(chǎng)主導(dǎo)地位。到那時(shí)，IPv4地址市場(chǎng)將迅速崩潰。

*本文刊發(fā)于《中國(guó)教育網(wǎng)絡(luò)》2023年5月刊

來(lái)源：APNIC

作者：Geoff Huston

翻譯：張明明

責(zé)編：項(xiàng)陽(yáng)

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