2022年IPv4地址轉移和租賃 ——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的部署現狀，并對未來(lái)互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展形勢作出判斷。本期將刊登第二部分，繼續回顧2022年IPv4地址轉移情況，以及IPv4地址租賃狀況。

地址轉移是否會(huì )讓地址空間碎片化？

(資料圖片)

下一個(gè)問(wèn)題是，地址轉移過(guò)程是否會(huì )讓較大的地址塊被拆分成多個(gè)連續的小地址塊？從2012年到2023年初，RIR（區域互聯(lián)網(wǎng)注冊機構）登記了38,696次轉移交易，其中，9,963次交易中轉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。這些數據意味著(zhù)地址塊會(huì )因地址轉移而被分割，但嚴格來(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次地址轉移引入的地址片段約占所有已分配地址前綴總數的4.2%。

地址的轉入和轉出

下一個(gè)問(wèn)題涉及地址的跨國轉移。表1展示了2021年發(fā)起轉移地址數量最多的十個(gè)經(jīng)濟體（不計轉移目的地數量），表2展示了十大轉移接收方，表3展示了規模最大的跨國地址轉移交易。這些數據表均是根據RIR公布的2021年地址轉移數據繪制的。

表1 2021年發(fā)起IPv4地址轉移的十大經(jīng)濟體

表2 2021年接收IPv4地址轉移的十大經(jīng)濟體

表3 2022年規模Top7的跨經(jīng)濟體IPv4地址轉移交易

這種數據收集中存在許多注意事項，特別是當其與經(jīng)濟體地理位置的確切含義有關(guān)時(shí)。即使我們使用RIR登記記錄中的國家/地區代碼信息，也可能得到各種不同的含義。

一些RIR采用的原則是，記錄的國家/地區代碼對應于地址持有人相關(guān)實(shí)體總部的實(shí)際位置，而不考慮在互聯(lián)網(wǎng)中使用地址的區域設置。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期區域設置。通常而言無(wú)法確認持有人聲明的位置是否準確，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(lèi)似的定位挑戰。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)目標很難實(shí)現，例如在VPN中使用隧道時(shí)，應當標記隧道入口還是出口的位置？地理定位服務(wù)的許多細微差別反映了處理VPN的挑戰和這些定位服務(wù)的應對方式。

還有一個(gè)問(wèn)題是基于云的服務(wù)。當云服務(wù)使用任播（anycast）時(shí)，地址可以同時(shí)位于許多地理位置。在使用傳統單播（unicast）的情況下，所使用的地址可能在云計算服務(wù)的各個(gè)節點(diǎn)之間流動(dòng)，通過(guò)地址分配的方式來(lái)滿(mǎn)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)，現在讓我們看看2022年轉移地址的發(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)濟體。

2022年的轉移日志包含3,722個(gè)經(jīng)濟體內部地址轉移，共涉及29,097,664個(gè)地址。按地址量計算，法國、德國和俄羅斯的國內轉移活動(dòng)最多。大約1,612次交易涉及跨經(jīng)濟體轉移，共涉及14,011,136個(gè)地址。

關(guān)于轉讓數據有一個(gè)重要問(wèn)題是，是否所有已經(jīng)發(fā)生的地址轉讓操作都已經(jīng)記錄在登記系統中？因為轉讓登記需要符合各種政策，可能只有部分轉讓行為會(huì )被記錄下來(lái)，而這種數據缺失現象可能難以被發(fā)現，特別是轉讓行為被描述為租賃或其他臨時(shí)操作，以及各方同意對轉讓細節進(jìn)行保密的情況。

也許可以為每個(gè)時(shí)期的地址轉移規模設置一個(gè)上限，一個(gè)可行的上限選擇方案是通過(guò)路由系統分析，通過(guò)比較年初和年末的路由穩定狀態(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，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。

當然，還有很多臨時(shí)前綴可能在這一年中出現并被撤銷(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（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(guān)測點(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(guān)察到1,129,657個(gè)不同的前綴，這意味著(zhù)與年初的初始集合相比，某個(gè)時(shí)間點(diǎn)可觀(guān)測到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展示了路由數量與這兩年轉移記錄的比較結果。

表5 2022年路由變更次數與2021-2022年間地址轉移次數比較

從年初到年底，約有3%~7%已宣告地址的變化反映的是RIR地址轉移日志中記錄的變化，而無(wú)法反映未記錄的地址轉移。導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年的地址轉移行為建立了上限，其中一些行為與轉移地址塊的管理控制權有關(guān)，而這種情況未被記錄在轉移日志中。

最終，我們可以對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(zhù)IPv4進(jìn)入其（分配的）最終階段，我們現在也許可以對IPv4地址的整體分布進(jìn)行評估，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)濟體。然而，我必須指出，地址注冊中的國家代碼只能反映地址持有人所在經(jīng)濟體（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)濟體的IP地址池（Top 10）

如果我們將地址池（規模）除以每個(gè)經(jīng)濟體的現有人口（數量），則可以得出人均地址數。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。對于需要IPv4地址的實(shí)體來(lái)說(shuō)，選擇直接從現有地址持有者手中購買(mǎi)還是選擇在特定時(shí)間段內租賃并在租賃期滿(mǎn)時(shí)返還地址，取決于市場(chǎng)信息和預期使用場(chǎng)景等因素。這是市場(chǎng)經(jīng)濟中的一個(gè)常見(jiàn)問(wèn)題，有很多成熟的解決方案。

如果買(mǎi)方認為交易市場(chǎng)將長(cháng)期存在，交易商品供應有限，而對這些商品的需求卻在增加，那么市場(chǎng)就可能導致交易價(jià)格不斷上漲，這就是商品稀缺性溢價(jià)的結果。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(zhù)時(shí)間的推移，供不應求的商品會(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)法預見(jiàn)到。

如果買(mǎi)方認為市場(chǎng)壽命很短，而且對商品的需求會(huì )很快消失，那么租賃貨物是有意義的，因為當市場(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)的稀缺商品設定了價(jià)格上限。

一些評論家認為，IPv4的價(jià)格上漲從經(jīng)濟上促進(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 )地址轉換）。雖然NAT不能完全消除對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(hù)使用，共享一個(gè)NAT地址池的客戶(hù)群規模越大，可實(shí)現的復用能力就越強。

評估IPv4地址市場(chǎng)的持續時(shí)間實(shí)際上涉及判斷IPv4和NAT的持久性，以及需要多長(cháng)時(shí)間才能充分部署純IPv6（IPv6-only）的服務(wù)。當所有主機和網(wǎng)絡(luò )都能通過(guò)IPv6提供服務(wù)時(shí)，需要依賴(lài)IPv4的壓力會(huì )出現轉折點(diǎn)，此時(shí)純IPv6的主體將把剩余的IPv4資源放入市場(chǎng)，因為他們不再需要這些資源。這在一定程度上會(huì )引起市場(chǎng)恐慌，因為IPv4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(zhù)出售IPv4資產(chǎn)的壓力。

雖然大量?jì)H支持IPv4的主機和網(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加速普及并占據市場(chǎng)主導地位。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

責編：項陽(yáng)

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