互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展至今短短30年，已經(jīng)歷了崛起、高速發(fā)展等階段，并且在物聯(lián)網(wǎng)到來之際也保持著自身長(zhǎng)足的發(fā)展優(yōu)勢(shì)。IPv4作為計(jì)算機(jī)設(shè)備入網(wǎng)的唯一標(biāo)志和重要地址，對(duì)網(wǎng)絡(luò)世界發(fā)揮著至關(guān)重要的影響，IPv4地址作為有限的資源，并不是無限使用的，早在前幾年中億物聯(lián)網(wǎng)就意識(shí)到IPv4地址將會(huì)迎來資源匱乏階段，但萬萬沒想到這一天會(huì)來臨得如此快速與急促。如今IPv6地址已經(jīng)投入加速建設(shè)中，而IPv4地址的枯竭將會(huì)給物聯(lián)網(wǎng)帶來何種影響呢？中億物聯(lián)網(wǎng)認(rèn)為，隨著IPv4時(shí)代逝去，未來IPv6才是物聯(lián)網(wǎng)主場(chǎng)。
負(fù)責(zé)英國(guó)、歐洲、中東和部分亞洲地區(qū)互聯(lián)網(wǎng)資源分配的歐洲網(wǎng)絡(luò)協(xié)調(diào)中心（RIPE NCC）昨日宣布，其已從可用地址池中完成了最后IPv4地址的分配，這意味全球所有43億個(gè)IPv4地址已經(jīng)全部分配完畢，同時(shí)意味著將再無更多的IPv4地址可以分配給網(wǎng)絡(luò)服務(wù)提供商（Internet Service Provider）和其他大型網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施提供商。
IPv4地址加速枯竭
在互聯(lián)網(wǎng)中，每一臺(tái)符合進(jìn)網(wǎng)規(guī)則的計(jì)算機(jī)都有且只有一個(gè)IP地址，它就像我們的個(gè)人身份證一樣，具有唯一性。IPv4即網(wǎng)際協(xié)議版本4（Internet Protocol version 4，IPv4），可以將其理解為聯(lián)網(wǎng)計(jì)算機(jī)的“第四代身份證”，是互聯(lián)網(wǎng)的核心，也是迄今為止使用最為廣泛的網(wǎng)際協(xié)議版本。
起初，設(shè)計(jì)互聯(lián)網(wǎng)的目的是為了給美國(guó)軍方使用，而IPv4地址一共有2的32次方，也就是大約42.9億個(gè)，按照這樣的邏輯來設(shè)計(jì)，IPv4地址的數(shù)量可謂綽綽有余。不過，互聯(lián)網(wǎng)在之后的30年中所呈現(xiàn)出的爆炸式增長(zhǎng)，徹底顛覆了這一原始目標(biāo)。
特別是在千禧年之后，互聯(lián)網(wǎng)用戶急速增長(zhǎng)，越來越多的用戶開始連接入網(wǎng)；更多的智能設(shè)備，如筆記本電腦、計(jì)算機(jī)、掌上電腦、智能手機(jī)等得到大范圍普及，而面臨當(dāng)下滾滾而來的物聯(lián)網(wǎng)時(shí)代，要接入其中的物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備就更是數(shù)不勝數(shù)了。這些現(xiàn)象不僅直接導(dǎo)致對(duì)IPv4地址的需求大大增加，同時(shí)也意味著IPv4地址正在加速枯竭。
早在上世紀(jì)80年代，相關(guān)研究員就已經(jīng)察覺到IPv4消耗速度要遠(yuǎn)快于預(yù)期水平，并且很快得到了驗(yàn)證。2011年2月3日，全球IP地址分配機(jī)構(gòu)（INAN）宣布將其最后的468萬個(gè)IP地址平均分配給全球5個(gè)地區(qū)的互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)信息中心，并宣布此后將再無可分配IPv4地址。“互聯(lián)網(wǎng)之父”Vin·Cerf甚至在2011年1月24日曾預(yù)見性的表示過，全球IP地址將在幾周內(nèi)用盡。
到2012年，頂級(jí)地址實(shí)際上已耗盡，所有IPv4地址空間已分配給五大區(qū)域互聯(lián)網(wǎng)注冊(cè)機(jī)構(gòu)：非洲網(wǎng)絡(luò)信息中心 (AFRINIC)針對(duì)非洲；北美網(wǎng)絡(luò)信息中心（ARIN）針對(duì)南極洲、加拿大、部分加勒比海地區(qū)和美國(guó)；亞太互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)信息中心（APNIC）針對(duì)東亞、大洋洲、南亞和東南亞；拉丁美洲網(wǎng)絡(luò)信息中心（LACNIC）針對(duì)加勒比海的大部分地區(qū)和整個(gè)拉丁美洲；歐洲網(wǎng)絡(luò)信息中心（RIPE NCC）針對(duì)歐洲、中亞、俄羅斯和西亞。此后不久，區(qū)域性地址池也逐漸“見底”。
直至昨日，Nikolas Pediaditis所發(fā)布的郵件相當(dāng)于宣布，全球IPv4地址正式耗盡，IPv4即將退出歷史舞臺(tái)。
IPv4后傳
IPv4最大的問題在于地址池資源不足以順應(yīng)物聯(lián)網(wǎng)時(shí)代的到來，從理論上講，IPv4地址池耗盡，就意味著以后再也不能將任何新的IPv4設(shè)備添加到Internet當(dāng)中。
然而，實(shí)際上在2011年IANA IPv4地址完全用盡之時(shí)，IPv6仍在初步部署時(shí)期。換言之，在這一段空白期內(nèi)不僅需要加速推動(dòng)IPv6廣泛部署，還需要針對(duì)過渡期內(nèi)的問題進(jìn)行探討。
當(dāng)然，實(shí)際過程中變相緩解此問題的方法有很多，比如網(wǎng)絡(luò)服務(wù)提供商可以重用和回收未使用的IPv4地址；也可以用網(wǎng)絡(luò)地址轉(zhuǎn)換（NAT）的方法，在網(wǎng)絡(luò)服務(wù)提供商路由器后私下使用相同的IP地址。
特別是后者，此方法在國(guó)內(nèi)有著豐富的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。在過去30年的互聯(lián)網(wǎng)進(jìn)程中，美國(guó)利用先發(fā)優(yōu)勢(shì)，在根服務(wù)器治理體系中占據(jù)主導(dǎo)地位。根域名服務(wù)器是架構(gòu)因特網(wǎng)所必須的基礎(chǔ)設(shè)施。就像萬丈高樓平地起，根域名服務(wù)器就是這座大廈的根基。而IPv4全球根服務(wù)器部署被限制在13臺(tái)，唯一主根服務(wù)器部署在美國(guó)，剩下12臺(tái)輔根服務(wù)器中有9臺(tái)在美國(guó)，2臺(tái)在歐洲，1臺(tái)在日本。
國(guó)內(nèi)互聯(lián)網(wǎng)起步較晚，這使得國(guó)內(nèi)在IPv4地址分配總量和人均量上處于不利地位。但是，國(guó)內(nèi)互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展速度卻得益于ICT技術(shù)的發(fā)展，得到迅猛的發(fā)展，在這種“供需不平衡”的背景下，國(guó)內(nèi)不得不被迫使用網(wǎng)絡(luò)地址轉(zhuǎn)換技術(shù)。它就像在一個(gè)公網(wǎng)下接入了很多私網(wǎng)，當(dāng)與外界連接時(shí)，大家就又披上了公網(wǎng)的“馬甲”，這樣一來，一個(gè)公網(wǎng)地址下可以提供給數(shù)十甚至數(shù)百個(gè)計(jì)算機(jī)使用。
不過這也導(dǎo)致了國(guó)內(nèi)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，延遲較高，設(shè)備成本較大等多種問題，嚴(yán)重拖累了國(guó)內(nèi)互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的腳步。因此，穩(wěn)步向IPv6推進(jìn)成為當(dāng)下重中之重。
IPv6邁開大步向前沖
IPv6邁開大步向前沖是必然的選擇，早在1990年，互聯(lián)網(wǎng)工程任務(wù)小組（IETF）就已經(jīng)開始規(guī)劃IPv4以后的下一代協(xié)議了。他們?cè)?994年于多倫多舉辦的IETF會(huì)議中正式提出互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議第6版（Internet Protocol version 6，IPv6）發(fā)展計(jì)劃，并于1998年12月正式推出。
IPv6就是IPv4的下一代網(wǎng)際協(xié)議版本，即互聯(lián)網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范RFC2460。它的主要作用在于能緩解當(dāng)下IPv4所不能夠解決的地質(zhì)資源問題。相比IPv4，IPv6的地址池?cái)?shù)量為2的128次方，足以給地球上每顆沙子都分配一個(gè)IP！
IPv6地址數(shù)量上的優(yōu)勢(shì)能夠更好的服務(wù)于物聯(lián)網(wǎng)，為5G的發(fā)展打下了牢固的基礎(chǔ)。眾所周知，物聯(lián)網(wǎng)是個(gè)“萬物互聯(lián)”的時(shí)代，即便不至于夸張到每顆沙子都需要IP地址實(shí)現(xiàn)聯(lián)網(wǎng)，產(chǎn)業(yè)互聯(lián)網(wǎng)、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)所需要的地址需求也是非常大的。根據(jù)預(yù)測(cè)數(shù)據(jù)顯示，到2025年物聯(lián)網(wǎng)連接數(shù)將超過270億，如此龐大的數(shù)量對(duì)IPv6的迫切需求就可想而知了。
除彌補(bǔ)IPv4地址數(shù)量問題之外，物聯(lián)網(wǎng)帶來的安全隱患、數(shù)據(jù)速度問題、移動(dòng)相應(yīng)問題、信息溯源問題等等也將暴露。在支持物聯(lián)網(wǎng)節(jié)點(diǎn)移動(dòng)性方面。物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用中，傳感器可能會(huì)密集的部署于一個(gè)移動(dòng)物體上，比如在自動(dòng)駕駛中、地鐵運(yùn)行監(jiān)控中。而IPv6的數(shù)據(jù)流量則可以直接發(fā)送到移動(dòng)節(jié)點(diǎn)，通信完全在傳感器和數(shù)據(jù)采集的設(shè)備之間直接進(jìn)行，使網(wǎng)絡(luò)資源消耗的壓力大大下降。
在物聯(lián)網(wǎng)安全方面。IPv6可以大幅提升網(wǎng)絡(luò)安全性，IPv6地址之間傳輸數(shù)據(jù)往往經(jīng)過加密，信息很難甚至可以避免被輕易竊聽和劫持。而在國(guó)家安全方面，2017年11月28日，國(guó)家工程中心牽頭發(fā)起了“雪人計(jì)劃”，在全球完成的25臺(tái)IPv6 DNS根服務(wù)器架設(shè)中，中國(guó)部署了其中的4臺(tái)，包括1臺(tái)主根服務(wù)器和3臺(tái)輔根服務(wù)器，從根本上解決了外部斷網(wǎng)之后，國(guó)家互聯(lián)網(wǎng)癱瘓的安全隱患。
近兩年，國(guó)家在IPv6的推進(jìn)方面也加快了速度，2017年11月，中共中央辦公廳、國(guó)務(wù)院辦公廳印發(fā)了《推進(jìn)互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議第六版（IPv6）規(guī)模化部署行動(dòng)計(jì)劃》；2018年5月，工信部也發(fā)布了關(guān)于貫徹落實(shí)《推進(jìn)IPv6規(guī)模部署行動(dòng)計(jì)劃》的通知。
后者（《通知》）在2017年的基礎(chǔ)上，提出了更加深入的目標(biāo)和指標(biāo)，其目標(biāo)主要有三，其一是獲得IPv6地址的LTE終端比例達(dá)到90%，獲得IPv6地址的固定寬帶終端比例達(dá)到40%；其二是LTE網(wǎng)絡(luò)IPv6活躍連接數(shù)達(dá)到8億。其中，中國(guó)移動(dòng)達(dá)到4.8億，中國(guó)電信和中國(guó)聯(lián)通達(dá)到1.6億；其三是完成全部13個(gè)互聯(lián)網(wǎng)骨干直聯(lián)點(diǎn)（北京、上海、廣州、鄭州、成都、武漢、西安、沈陽(yáng)、南京、重慶、杭州、貴陽(yáng)·貴安、福州（前五城已在2018年完成直聯(lián)點(diǎn)改造））IPv6改造。
總的來所，近兩年我國(guó)在IPv6地址的建設(shè)上還是有較大的成就的，這是非常值得驚喜的。中億物聯(lián)（http://www.m2mzy.com）以為，雖然IPv4的耗盡可能會(huì)對(duì)世界計(jì)算設(shè)備入網(wǎng)連接造成一定恐慌，但它同時(shí)也進(jìn)一步加速了IPv6的研發(fā)，不管是對(duì)物聯(lián)網(wǎng)還是智能領(lǐng)域都是一個(gè)意外之喜。中億物聯(lián)表明目前世界各國(guó)都加大對(duì)物聯(lián)網(wǎng)與IPv6地址的研究投入，雖然目前我國(guó)在推進(jìn)IPv6部署方面已經(jīng)取得較大成績(jī)，但與美國(guó)、德國(guó)等發(fā)達(dá)國(guó)家相比，仍然任重道遠(yuǎn)。
