IPv4地址加速枯竭,IPv6才是未来物联网发展主场

2019-11-28 209来源:中亿物联网 分类: 物联网

互联网发展至今短短30年,已经历了崛起、高速发展等阶段,并且在物联网到来之际也保持着自身长足的发展优势。IPv4作为计算机设备入网的唯一标志和重要地址,对网络世界发挥着至关重要的影响,IPv4地址作为有限的资源,并不是无限使用的,早在前几年中亿物联网就意识到IPv4地址将会迎来资源匮乏阶段,但万万没想到这一天会来临得如此快速与急促。如今IPv6地址已经投入加速建设中,而IPv4地址的枯竭将会给物联网带来何种影响呢?中亿物联网认为,随着IPv4时代逝去,未来IPv6才是物联网主场。


IPv4地址加速枯竭,IPv6才是未来物联网发展主场


负责英国、欧洲、中东和部分亚洲地区互联网资源分配的欧洲网络协调中心(RIPE NCC)昨日宣布,其已从可用地址池中完成了最后IPv4地址的分配,这意味全球所有43亿个IPv4地址已经全部分配完毕,同时意味着将再无更多的IPv4地址可以分配给网络服务提供商(Internet Service Provider)和其他大型网络基础设施提供商。


IPv4地址加速枯竭


在互联网中,每一台符合进网规则的计算机都有且只有一个IP地址,它就像我们的个人身份证一样,具有唯一性。IPv4即网际协议版本4Internet Protocol version 4IPv4),可以将其理解为联网计算机的“第四代身份证”,是互联网的核心,也是迄今为止使用最为广泛的网际协议版本。


起初,设计互联网的目的是为了给美国军方使用,而IPv4地址一共有232次方,也就是大约42.9亿个,按照这样的逻辑来设计,IPv4地址的数量可谓绰绰有余。不过,互联网在之后的30年中所呈现出的爆炸式增长,彻底颠覆了这一原始目标。


特别是在千禧年之后,互联网用户急速增长,越来越多的用户开始连接入网;更多的智能设备,如笔记本电脑、计算机、掌上电脑、智能手机等得到大范围普及,而面临当下滚滚而来的物联网时代,要接入其中的物联网设备就更是数不胜数了。这些现象不仅直接导致对IPv4地址的需求大大增加,同时也意味着IPv4地址正在加速枯竭。


早在上世纪80年代,相关研究员就已经察觉到IPv4消耗速度要远快于预期水平,并且很快得到了验证。201123日,全球IP地址分配机构(INAN)宣布将其最后的468万个IP地址平均分配给全球5个地区的互联网络信息中心,并宣布此后将再无可分配IPv4地址。“互联网之父”Vin·Cerf甚至在2011124日曾预见性的表示过,全球IP地址将在几周内用尽。


2012年,顶级地址实际上已耗尽,所有IPv4地址空间已分配给五大区域互联网注册机构:非洲网络信息中心 (AFRINIC)针对非洲;北美网络信息中心(ARIN)针对南极洲、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)针对东亚、大洋洲、南亚和东南亚;拉丁美洲网络信息中心(LACNIC)针对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)针对欧洲、中亚、俄罗斯和西亚。此后不久,区域性地址池也逐渐“见底”。


直至昨日,Nikolas Pediaditis所发布的邮件相当于宣布,全球IPv4地址正式耗尽,IPv4即将退出历史舞台。


IPv4后传


IPv4最大的问题在于地址池资源不足以顺应物联网时代的到来,从理论上讲,IPv4地址池耗尽,就意味着以后再也不能将任何新的IPv4设备添加到Internet当中。


然而,实际上在2011IANA IPv4地址完全用尽之时,IPv6仍在初步部署时期。换言之,在这一段空白期内不仅需要加速推动IPv6广泛部署,还需要针对过渡期内的问题进行探讨。


当然,实际过程中变相缓解此问题的方法有很多,比如网络服务提供商可以重用和回收未使用的IPv4地址;也可以用网络地址转换(NAT)的方法,在网络服务提供商路由器后私下使用相同的IP地址。


特别是后者,此方法在国内有着丰富的实践经验。在过去30年的互联网进程中,美国利用先发优势,在根服务器治理体系中占据主导地位。根域名服务器是架构因特网所必须的基础设施。就像万丈高楼平地起,根域名服务器就是这座大厦的根基。而IPv4全球根服务器部署被限制在13台,唯一主根服务器部署在美国,剩下12台辅根服务器中有9台在美国,2台在欧洲,1台在日本。


国内互联网起步较晚,这使得国内在IPv4地址分配总量和人均量上处于不利地位。但是,国内互联网发展速度却得益于ICT技术的发展,得到迅猛的发展,在这种“供需不平衡”的背景下,国内不得不被迫使用网络地址转换技术。它就像在一个公网下接入了很多私网,当与外界连接时,大家就又披上了公网的“马甲”,这样一来,一个公网地址下可以提供给数十甚至数百个计算机使用。


不过这也导致了国内网络结构复杂,延迟较高,设备成本较大等多种问题,严重拖累了国内互联网发展的脚步。因此,稳步向IPv6推进成为当下重中之重。


IPv6迈开大步向前冲


IPv6迈开大步向前冲是必然的选择,早在1990年,互联网工程任务小组(IETF)就已经开始规划IPv4以后的下一代协议了。他们在1994年于多伦多举办的IETF会议中正式提出互联网协议第6版(Internet Protocol version 6IPv6)发展计划,并于199812月正式推出。


IPv6就是IPv4的下一代网际协议版本,即互联网标准规范RFC2460。它的主要作用在于能缓解当下IPv4所不能够解决的地质资源问题。相比IPv4IPv6的地址池数量为2128次方,足以给地球上每颗沙子都分配一个IP


IPv6地址数量上的优势能够更好的服务于物联网,为5G的发展打下了牢固的基础。众所周知,物联网是个“万物互联”的时代,即便不至于夸张到每颗沙子都需要IP地址实现联网,产业互联网、工业互联网所需要的地址需求也是非常大的。根据预测数据显示,到2025年物联网连接数将超过270亿,如此庞大的数量对IPv6的迫切需求就可想而知了。


除弥补IPv4地址数量问题之外,物联网带来的安全隐患、数据速度问题、移动相应问题、信息溯源问题等等也将暴露。在支持物联网节点移动性方面。物联网应用中,传感器可能会密集的部署于一个移动物体上,比如在自动驾驶中、地铁运行监控中。而IPv6的数据流量则可以直接发送到移动节点,通信完全在传感器和数据采集的设备之间直接进行,使网络资源消耗的压力大大下降。


在物联网安全方面。IPv6可以大幅提升网络安全性,IPv6地址之间传输数据往往经过加密,信息很难甚至可以避免被轻易窃听和劫持。而在国家安全方面,20171128日,国家工程中心牵头发起了“雪人计划”,在全球完成的25IPv6 DNS根服务器架设中,中国部署了其中的4台,包括1台主根服务器和3台辅根服务器,从根本上解决了外部断网之后,国家互联网瘫痪的安全隐患。


近两年,国家在IPv6的推进方面也加快了速度,201711月,中共中央办公厅、国务院办公厅印发了《推进互联网协议第六版(IPv6)规模化部署行动计划》;20185月,工信部也发布了关于贯彻落实《推进IPv6规模部署行动计划》的通知。


后者(《通知》)在2017年的基础上,提出了更加深入的目标和指标,其目标主要有三,其一是获得IPv6地址的LTE终端比例达到90%,获IPv6地址的固定宽带终端比例达到40%;其二是LTE网络IPv6活跃连接数达到8亿。其中,中国移动达到4.8亿,中国电信和中国联通达到1.6亿;其三是完成全部13个互联网骨干直联点(北京、上海、广州、郑州、成都、武汉、西安、沈阳、南京、重庆、杭州、贵阳·贵安、福州(前五城已在2018年完成直联点改造))IPv6改造。


总的来所,近两年我国在IPv6地址的建设上还是有较大的成就的,这是非常值得惊喜的。中亿物联(http://www.m2mzy.com)以为,虽然IPv4的耗尽可能会对世界计算设备入网连接造成一定恐慌,但它同时也进一步加速了IPv6的研发,不管是对物联网还是智能领域都是一个意外之喜。中亿物联表明目前世界各国都加大对物联网与IPv6地址的研究投入,虽然目前我国在推进IPv6部署方面已经取得较大成绩,但与美国、德国等发达国家相比,仍然任重道远。