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2022年IPv4地址转移和租赁 ——2022年全球IP地址回顾（二）

2023-07-27 中国教育网络

　　编者按

　　此前，APNIC首席科学家杰夫·休斯顿（Geoff Huston）发文回顾了2022年全球IP地址发展情况，分析了2022年IPv4和IPv6的部署现状，并对未来互联网的发展形势作出判断。本期将刊登第二部分，继续回顾2022年IPv4地址转移情况，以及IPv4地址租赁状况。

　　地址转移是否会让地址空间碎片化？

　　下一个问题是，地址转移过程是否会让较大的地址块被拆分成多个连续的小地址块？从2012年到2023年初，RIR（区域互联网注册机构）登记了38,696次转移交易，其中，9,963次交易中转移的地址块小于原始分配的地址块，约26%的交易将原始分配的地址块进行了分割。

　　这9,963次地址转移操作基于5,047次原始分配完成。平均而言，一次原始分配的地址会被分割成两个较小的地址块。这些数据意味着地址块会因地址转移而被分割，但严格来讲这不是一个主要问题。截至2021年底，RIR完成了236,502次地址分配，而9,963次地址转移引入的地址片段约占所有已分配地址前缀总数的4.2%。

　　地址的转入和转出

　　下一个问题涉及地址的跨国转移。表1展示了2021年发起转移地址数量最多的十个经济体（不计转移目的地数量），表2展示了十大转移接收方，表3展示了规模最大的跨国地址转移交易。这些数据表均是根据RIR公布的2021年地址转移数据绘制的。

表1 2021年发起IPv4地址转移的十大经济体

表2 2021年接收IPv4地址转移的十大经济体

表3 2022年规模Top7的跨经济体IPv4地址转移交易

　　这种数据收集中存在许多注意事项，特别是当其与经济体地理位置的确切含义有关时。即使我们使用RIR登记记录中的国家/地区代码信息，也可能得到各种不同的含义。

　　一些RIR采用的原则是，记录的国家/地区代码对应于地址持有人相关实体总部的实际位置，而不考虑在互联网中使用地址的区域设置。其他RIR允许持有人更新该地理位置信息，以匹配持有人使用这些地址的预期区域设置。通常而言无法确认持有人声明的位置是否准确，因此这些自主管理的记录反映的是地址的实际位置还是一些便利位置有时不得而知。

　　不同地理定位服务（如常用的服务Maxmind）存在类似的定位挑战。这些服务通常希望将一个地址与一个实际的地理位置关联起来。有时这个目标很难实现，例如在VPN中使用隧道时，应当标记隧道入口还是出口的位置？地理定位服务的许多细微差别反映了处理VPN的挑战和这些定位服务的应对方式。

　　还有一个问题是基于云的服务。当云服务使用任播（anycast）时，地址可以同时位于许多地理位置。在使用传统单播（unicast）的情况下，所使用的地址可能在云计算服务的各个节点之间流动，通过地址分配的方式来满足服务的需求。最重要的是，这些位置列表是近似值，而不是位置的精确指示。

　　考虑到这一点，现在让我们看看2022年转移地址的发出方与接收方，其中地址的来源和目的地可能属于不同的经济体。

　　2022年的转移日志包含3,722个经济体内部地址转移，共涉及29,097,664个地址。按地址量计算，法国、德国和俄罗斯的国内转移活动最多。大约1,612次交易涉及跨经济体转移，共涉及14,011,136个地址。

　　关于转让数据有一个重要问题是，是否所有已经发生的地址转让操作都已经记录在登记系统中？因为转让登记需要符合各种政策，可能只有部分转让行为会被记录下来，而这种数据缺失现象可能难以被发现，特别是转让行为被描述为租赁或其他临时操作，以及各方同意对转让细节进行保密的情况。

　　也许可以为每个时期的地址转移规模设置一个上限，一个可行的上限选择方案是通过路由系统分析，通过比较年初和年末的路由稳定状态来查看2022年公布的地址（表4）。

表4 2022年IPv4 BGP（边界网关协议）变化情况

　　虽然2022年全年增加了35,251个路由表项，但在过程中稍微有些变化。年初宣告的前缀中大约77,409个在年中被删除，而年底宣告的112,660个前缀在年初时并未宣告。

　　当然，还有很多临时前缀可能在这一年中出现并被撤销，但在这里我们比较的是（年初与年末）两次快照，而不是看每次更新信息。还有23,100个前缀变更了它们的自治域编号（ASN），这表明相关前缀的网络位置发生了某种形式的变化。

　　如果我们分析从单个观测点（AS131072）看到的2022年BGP完整更新集合，可以获取更多短期地址前缀集合。2022年全年总共观察到1,129,657个不同的前缀，这意味着与年初的初始集合相比，某个时间点可观测到222,421个额外的前缀。

　　我们可以将2022年的前缀变化情况与2021-2022两年期间的传输日志进行比较，表5展示了路由数量与这两年转移记录的比较结果。

表5 2022年路由变更次数与2021-2022年间地址转移次数比较

　　从年初到年底，约有3%~7%已宣告地址的变化反映的是RIR地址转移日志中记录的变化，而无法反映未记录的地址转移。导致地址前缀宣告变化的原因有很多，变更地址的管理者只是其中一个，然而它的确为2022年的地址转移行为建立了上限，其中一些行为与转移地址块的管理控制权有关，而这种情况未被记录在转移日志中。

　　最终，我们可以对2022年增加、删除和重新确定归属的地址进行年限分析，并与路由表中IPv4地址的总体年限进行比较。就2022年增加的地址而言，与平均状况不同，它们更多是“老”地址，所有公布的地址中有20%是在30多年前分配的。

　　随着IPv4进入其（分配的）最终阶段，我们现在也许可以对IPv4地址的整体分布进行评估，并看看这些地址的最终归属。表6显示了拥有最大IPv4地址池的10个经济体。然而，我必须指出，地址注册中的国家代码只能反映地址持有人所在经济体（公司所在地），而不一定是地址被部署的位置。

表6 每个经济体的IP地址池（Top 10）

　　如果我们将地址池（规模）除以每个经济体的现有人口（数量），则可以得出人均地址数。全球共有36.9亿个已分配的地址，而全球人口约为80亿，因此人均IPv4地址约为0.46个（表7）。

表7 按人均持有量排序的IPv4地址池（Top 10）

　　IPv4地址租赁

　　首先需要注意的是，地址市场包括租赁和销售两种方式。对于需要IPv4地址的实体来说，选择直接从现有地址持有者手中购买还是选择在特定时间段内租赁并在租赁期满时返还地址，取决于市场信息和预期使用场景等因素。这是市场经济中的一个常见问题，有很多成熟的解决方案。

　　如果买方认为交易市场将长期存在，交易商品供应有限，而对这些商品的需求却在增加，那么市场就可能导致交易价格不断上涨，这就是商品稀缺性溢价的结果。供需关系的平衡是影响交易商品稀缺性溢价的一个因素。随着时间的推移，供不应求的商品会变得越来越昂贵，商品持有人可以看到商品价值上涨，而承租人则无法预见到。

　　如果买方认为市场寿命很短，而且对商品的需求会很快消失，那么租赁货物是有意义的，因为当市场崩溃时，承租人无需留下没有价值的资产。

　　另一方面，商品稀缺性还会产生其他一些影响，其中之一是替代商品的定价。在某些时候，原有商品的价格会上升到让替代商品更有吸引力的程度，即使替代商品的生产或使用成本较高。实际上，替代品的价格为原来的稀缺商品设定了价格上限。

　　一些评论家认为，IPv4的价格上涨从经济上促进了IPv6的部署，事实可能确实如此。然而，还有其他潜在的替代品也被使用，最明显的是NAT（网络地址转换）。虽然NAT不能完全消除对IPv4的需求压力，但它们可以在很大程度上提高IPv4地址的利用率。NAT允许同一地址在不同时间被多个用户使用，共享一个NAT地址池的客户群规模越大，可实现的复用能力就越强。

　　评估IPv4地址市场的持续时间实际上涉及判断IPv4和NAT的持久性，以及需要多长时间才能充分部署纯IPv6（IPv6-only）的服务。当所有主机和网络都能通过IPv6提供服务时，需要依赖IPv4的压力会出现转折点，此时纯IPv6的主体将把剩余的IPv4资源放入市场，因为他们不再需要这些资源。这在一定程度上会引起市场恐慌，因为IPv4持有者手中的地址资源可能会变得无价值，因此在市场中仍有买家的情况下，持有者面临着出售IPv4资产的压力。

　　虽然大量仅支持IPv4的主机和网络会阻碍向IPv6的过渡，并增加稀缺性压力，但如果稀缺性压力过大，采用纯IPv6的动力将会增加，从而使IPv6加速普及并占据市场主导地位。到那时，IPv4地址市场将迅速崩溃。

　　*本文刊发于《中国教育网络》2023年5月刊

　　来源：APNIC

　　作者：Geoff Huston

　　翻译：张明明

　　责编：项阳

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