向IPv6的過(guò)渡：我們達(dá)到了嗎？

文 / 杰夫·休斯頓

向IPv6過(guò)渡的傳奇故事繼續(xù)讓我們所有人感到驚訝。RFC 2460是第一個(gè)完整的IPv6協(xié)議規(guī)范，于1998年12月發(fā)布，距今已有20多年。

IPv6的全部意義在于指定IPv4的后續(xù)協(xié)議，因?yàn)镮Pv4地址可能會(huì)用完。然而，我們?cè)谑嗄昵熬鸵呀?jīng)用完了IPv4地址。向IPv6的過(guò)渡已經(jīng)進(jìn)行了20年，如果說(shuō)IPv4地址耗盡的前景給我們的努力注入了緊迫感，那么我們已經(jīng)在耗盡中生活了10年。因此，也許是時(shí)候提出這樣一個(gè)問(wèn)題了：這種過(guò)渡還需要多長(zhǎng)時(shí)間？

這是在最近的ARIN49會(huì)議上向一個(gè)小組提出的問(wèn)題，可以預(yù)見(jiàn)的是，對(duì)于答案可能是什么并沒(méi)有明確的共識(shí)。我想在這里更詳細(xì)地探討一下這個(gè)問(wèn)題。

一點(diǎn)點(diǎn)歷史

1991年，很明顯互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議（IP）出現(xiàn)了問(wèn)題。當(dāng)時(shí)它還是一個(gè)很小的互聯(lián)網(wǎng)，但增長(zhǎng)模式是指數(shù)級(jí)的，每12個(gè)月就會(huì)翻一番。

我們那時(shí)一直在強(qiáng)調(diào)B類IPv4地址池，如果沒(méi)有任何糾正措施，這個(gè)地址池將在1994年完全耗盡。我們也對(duì)路由系統(tǒng)施加了壓力，1992年部署的路由器的內(nèi)存只足夠支持未來(lái)12到18個(gè)月的路由增長(zhǎng)。這些路由和尋址的綜合壓力由當(dāng)時(shí)IETF ROAD工作組（RFC 1380）集中加以研究和討論。

為解決這一問(wèn)題，有一系列短期、中期和長(zhǎng)期對(duì)策。

在短期內(nèi)，我們放棄了基于類（Class）的地址計(jì)劃，而是采用了可變大小的地址前綴模型。包括邊界網(wǎng)關(guān)協(xié)議（BGP）在內(nèi)的路由協(xié)議很快被修改以支持這些無(wú)類地址前綴。但是，大小可變的地址前綴給地址分配過(guò)程增加了額外的負(fù)擔(dān)。

在中期內(nèi)，區(qū)域互聯(lián)網(wǎng)注冊(cè)機(jī)構(gòu)（RIP）使每個(gè)區(qū)域能夠?yàn)槠涞刂贩峙浜妥?cè)職能提供資源；增加地址分配的特殊性，提供足夠的資源以允許更多地應(yīng)用相對(duì)保守的地址分配策略，并允許顯著提高地址使用效率。與此同時(shí)，使用網(wǎng)絡(luò)地址轉(zhuǎn)換（NAT）的“地址共享”概念也在互聯(lián)網(wǎng)服務(wù)提供商（ISP）中獲得了支持。NAT不僅大大簡(jiǎn)化了ISP提供服務(wù)的流程，在減少地址消耗壓力方面也發(fā)揮了重要作用。

雖然這些措施將兩年的危機(jī)推遲到了可管理的十年之久的場(chǎng)景中，但需要長(zhǎng)期的技術(shù)響應(yīng)來(lái)擴(kuò)展IPv4中使用的32位地址字段。

任何這樣的更改都不可能向后兼容IPv4系統(tǒng)的安裝基礎(chǔ)。因此，關(guān)于該做什么，有幾個(gè)不同的學(xué)派。一種方法是跳轉(zhuǎn)流，切換到使用OSI協(xié)議套件的無(wú)連接傳輸配置文件，并在此過(guò)程中采用OSI NSAP地址。另一個(gè)是除了地址字段的大小之外，盡可能少地改變IP。人們還提出了其他幾個(gè)對(duì)IP協(xié)議模型進(jìn)行重大改變的想法。

直到1994年，IETF已經(jīng)設(shè)法確定了最小改變的方法，即IPv6。地址字段被擴(kuò)展到128位，流ID字段被引入，分片行為被改變并引入一個(gè)可選的報(bào)頭，地址解析協(xié)議（ARP）被多播取代。

底線是IPv6不提供任何IPv4中沒(méi)有的新功能。它沒(méi)有對(duì)IP協(xié)議的運(yùn)行引入任何重大變化。IPv6只是地址更大的IP協(xié)議。

過(guò)渡

雖然IPv6的設(shè)計(jì)花費(fèi)了大量的精力，但將網(wǎng)絡(luò)從IPv4過(guò)渡到IPv6的觀念卻沒(méi)有得到重視。

鑒于IPv4的廣泛采用，有一種天真的期望就是IPv6也會(huì)類似地起飛，沒(méi)有必要考慮這么多。在第一個(gè)階段，我們期望看到應(yīng)用程序、主機(jī)和網(wǎng)絡(luò)除了IPv4之外，還增加對(duì)IPv6的支持，將互聯(lián)網(wǎng)轉(zhuǎn)變?yōu)橐粋€(gè)雙棧環(huán)境。在第二階段，我們可以逐步取消對(duì)IPv4的支持。

這個(gè)計(jì)劃有幾個(gè)問(wèn)題！也許其中最嚴(yán)重的是資源分配問(wèn)題?；ヂ?lián)網(wǎng)發(fā)展非常迅速，我們的大部分努力都致力于跟上需求。更多的用戶、更大的容量、更強(qiáng)大的服務(wù)器、更多的內(nèi)容、更便捷的服務(wù)、更加安全、更好的防御體系——所有這些都圍繞一個(gè)共同的主題——規(guī)模。因此，我們可以集中資源來(lái)滿足不斷擴(kuò)展的需求，或致力于IPv6的部署。

我們已經(jīng)采取的短期和中期措施解決了地址耗盡的緊迫性問(wèn)題，因此對(duì)業(yè)界來(lái)說(shuō)，規(guī)模擴(kuò)展比過(guò)渡到IPv6擁有更高的優(yōu)先級(jí)。

在2000年代中期，隨著iPhone及其衍生產(chǎn)品的推出，規(guī)模擴(kuò)展問(wèn)題加速到了一個(gè)全新的數(shù)量級(jí)。突然間，這不僅僅是家庭和企業(yè)的規(guī)模問(wèn)題，而是轉(zhuǎn)變?yōu)閭€(gè)人和流動(dòng)性的規(guī)模問(wèn)題。

IPv6成為必要的全部原因正在形成，但我們還沒(méi)有準(zhǔn)備好部署IPv6作為響應(yīng)。因此，我們?cè)黾恿耸Ｓ郔Pv4地址的消耗，并用IPv4支持了第一波大規(guī)模移動(dòng)服務(wù)。雙棧在當(dāng)時(shí)的移動(dòng)領(lǐng)域甚至還不是一個(gè)選項(xiàng)。為3G基礎(chǔ)設(shè)施融資的經(jīng)濟(jì)學(xué)相當(dāng)奇怪，這意味著在3G平臺(tái)上建立雙?；A(chǔ)設(shè)施是不切實(shí)際的。

同時(shí)，互聯(lián)網(wǎng)去中心化的性質(zhì)阻礙了向IPv6過(guò)渡的努力。如果沒(méi)有主機(jī)將IPv6集成到其網(wǎng)絡(luò)協(xié)議棧中，那么開(kāi)發(fā)支持IPv6的應(yīng)用程序有什么意義？如果沒(méi)有ISP提供IPv6支持，那么將IPv6添加到主機(jī)網(wǎng)絡(luò)協(xié)議棧中有什么意義？如果沒(méi)有主機(jī)和應(yīng)用程序使用IPv6，那么ISP部署IPv6還有什么意義？所以，什么都沒(méi)發(fā)生。

首先試圖打破這種相互依賴僵局的是各類操作系統(tǒng)，全功能的IPv6協(xié)議棧被添加到各種版本的Linux、Windows和MAC OS中，以及IOS和Android的移動(dòng)主機(jī)協(xié)議棧中。

但即便如此，也不足以讓過(guò)渡取得關(guān)鍵進(jìn)展?？梢哉f(shuō)，這種情況使IPv6的情況變得更糟，并使過(guò)渡推遲了幾年。問(wèn)題是，對(duì)于支持IPv6的主機(jī)，人們希望使用IPv6。然而，這些主機(jī)是坐落在IPv4海洋中的IPv6孤島。

針對(duì)過(guò)渡的努力都集中在通過(guò)IPv4網(wǎng)絡(luò)對(duì)IPv6數(shù)據(jù)包進(jìn)行隧道化的各種隧道方法上。雖然可以在控制兩個(gè)隧道端點(diǎn)時(shí)手動(dòng)執(zhí)行此操作，但這并不是一種有用的方法。我們想要的是一個(gè)自動(dòng)的隧道機(jī)制，可以照顧到所有這些細(xì)節(jié)。

第一個(gè)方法是6to4。6to4的第一個(gè)問(wèn)題是它需要公共IPv4地址，因此它不能對(duì)NAT后面的IPv6主機(jī)提供服務(wù)。更關(guān)鍵的問(wèn)題是，防火墻不知道如何處理6to4的數(shù)據(jù)包，當(dāng)有疑問(wèn)時(shí)，默認(rèn)的操作是拒絕訪問(wèn)。因此6to4導(dǎo)致了20%的失敗率，使其無(wú)法使用。NAT問(wèn)題也是一個(gè)難題，因此人們?cè)O(shè)計(jì)了第二個(gè)自動(dòng)隧道機(jī)制來(lái)執(zhí)行NAT感知和穿透。就失敗率而言，這種機(jī)制甚至更糟糕——大約40%的Teredo連接嘗試被觀察到是失敗的。

這些最初的過(guò)渡工具性能非常差，因?yàn)樗鼈兎浅２豢煽?，即使在工作時(shí)，連接也很脆弱，甚至比IPv4更慢。結(jié)果是可以預(yù)見(jiàn)的。不受歡迎的不僅僅是過(guò)渡機(jī)制，連IPv6本身也招致了批評(píng)。

直到2011年，IPv6在很大程度上被忽視了。只有少數(shù)服務(wù)提供商試圖部署IPv6。然而，在每次嘗試中，這些服務(wù)提供商都發(fā)現(xiàn)自己和他們的供應(yīng)商必須解決一系列特殊的挑戰(zhàn)。IPv6上如果沒(méi)有豐富的內(nèi)容和服務(wù)，整個(gè)實(shí)踐的價(jià)值就非常低了！所以，什么都沒(méi)發(fā)生。

終于有動(dòng)作了！

直到2011年初，IANA管理的中央IPv4地址池耗盡，當(dāng)年4月第一個(gè)RIR的通用分配池告罄，這才引起ISP行業(yè)的更多關(guān)注。

起初，向IPv6的過(guò)渡是步履蹣跚的，但在過(guò)去十年里，過(guò)渡已經(jīng)積聚了動(dòng)力。圖1顯示了可以訪問(wèn)IPv6服務(wù)的IPv6用戶的估計(jì)份額。

圖1 IPv6在所有互聯(lián)網(wǎng)用戶中的使用率——2012年至今

從2016年年初的5%增加到2017年年底的17%，IPv6數(shù)量增加了兩倍多。這在很大程度上要?dú)w功于印度移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)中IPv6的快速部署。

此后的三年（2018~2020），這一數(shù)字從17%升至30%。第二個(gè)增長(zhǎng)階段在很大程度上歸功于IPv6在中國(guó)的部署。

然而，這不僅僅是一個(gè)關(guān)于在印度和中國(guó)部署的故事。其他經(jīng)濟(jì)體的IPv6能力在這五年中也穩(wěn)步持續(xù)增長(zhǎng)，如墨西哥、巴西和美國(guó)。如果我們以用戶中IPv6的部署比例作為衡量標(biāo)準(zhǔn)——大約占所有用戶的30%——那么我們有理由得出結(jié)論，過(guò)渡正在順利進(jìn)行。顯然，這30%并不是均勻分布的。當(dāng)我們將國(guó)民經(jīng)濟(jì)考慮在內(nèi)時(shí)，我們還會(huì)看到這種過(guò)渡在當(dāng)前狀態(tài)下的不同圖景（圖2）。

圖2 2022年4月IPv6的部署情況

向IPv6的過(guò)渡正在一個(gè)相對(duì)較小的經(jīng)濟(jì)體子集中進(jìn)行。只有32個(gè)經(jīng)濟(jì)體的IPv6使用率高于30%的全球平均水平。從區(qū)域來(lái)看，IPv6的使用率似乎在南亞、北美和西歐最高，而在非洲和大洋洲使用率最低。

然而，在經(jīng)濟(jì)層面上的這種比較可能會(huì)產(chǎn)生誤導(dǎo)，因?yàn)樗鼈儗⒅袊?guó)（14億人口）與皮特凱恩島（50人口）置于同等地位。如果我們觀察10個(gè)最大的IPv6用戶群體，我們會(huì)得到一個(gè)稍微不同的視圖。

數(shù)據(jù)證實(shí)，在世界許多地方，IPv6在大規(guī)模消費(fèi)者網(wǎng)絡(luò)中的部署進(jìn)展順利。

還要多久？

現(xiàn)在我們正處于過(guò)渡的過(guò)程中，下一個(gè)問(wèn)題是，這個(gè)過(guò)渡還會(huì)持續(xù)多久？

這似乎是一個(gè)簡(jiǎn)單的問(wèn)題，但確實(shí)需要更多的解釋。當(dāng)我們可以宣布過(guò)渡結(jié)束時(shí)，“終點(diǎn)”是什么？或者說(shuō)，這種過(guò)渡何時(shí)“完成”？

到了互聯(lián)網(wǎng)上不再有基于IPv4的流量的時(shí)候？還是到了互聯(lián)網(wǎng)上的公共服務(wù)對(duì)IPv4沒(méi)有需求的時(shí)候？或者是只提供IPv6服務(wù)的時(shí)候？

也許我們可以站在一個(gè)務(wù)實(shí)的立場(chǎng)，不是將完成過(guò)渡定義為何時(shí)互聯(lián)網(wǎng)完全不再使用IPv4地址，而是將完成過(guò)渡定義為何時(shí)不再需要使用IPv4地址。這意味著，當(dāng)服務(wù)提供商只使用IPv6而不支持IPv4訪問(wèn)機(jī)制就能運(yùn)行一個(gè)互聯(lián)網(wǎng)服務(wù)時(shí)，我們就完成了這一過(guò)渡。

這意味著什么？當(dāng)然，ISPs需要提供IPv6。同時(shí)，所有連接的邊緣網(wǎng)絡(luò)和這些網(wǎng)絡(luò)中的主機(jī)都需要支持IPv6。畢竟，ISP在完成過(guò)渡時(shí)沒(méi)有IPv4服務(wù)。這也意味著該ISP的客戶端使用的所有服務(wù)都必須通過(guò)IPv6訪問(wèn)。

我們今天肯定沒(méi)有達(dá)到這一點(diǎn)，在未來(lái)兩三年內(nèi)也不太可能達(dá)到。世界IPv6發(fā)布網(wǎng)站公布的數(shù)據(jù)顯示，在Alexa前1000個(gè)網(wǎng)站中，只有約30%的網(wǎng)站可以通過(guò)IPv6訪問(wèn)，顯然，各個(gè)服務(wù)平臺(tái)還有工作要做。

在ARIN 49小組討論中，有傾向于至少需要再過(guò)十年到再過(guò)四分之一個(gè)世紀(jì)的過(guò)渡時(shí)期等各種觀點(diǎn)。

為什么要花費(fèi)這么長(zhǎng)時(shí)間？

顯而易見(jiàn)的是，過(guò)渡之所以需要這么長(zhǎng)時(shí)間，是因?yàn)闆](méi)有緊迫感。雖然一些行動(dòng)者為部署雙棧服務(wù)和基礎(chǔ)設(shè)施做出了必要的改變，但其他行動(dòng)者并不認(rèn)為此類行動(dòng)是當(dāng)前的優(yōu)先事項(xiàng)。只要推遲任何此類行動(dòng)不會(huì)產(chǎn)生不可接受的商業(yè)后果，那么推遲就會(huì)繼續(xù)發(fā)生。

使用IPv6最初的理由是基于風(fēng)險(xiǎn)規(guī)避。NAT形式的地址共享被視為不可接受的措施。當(dāng)可用的IPv4地址池耗盡時(shí)，人們認(rèn)為互聯(lián)網(wǎng)的進(jìn)一步增長(zhǎng)將是不可能的，因?yàn)槲覀儗⑷娣艞壥褂肗AT。及時(shí)采用IPv6被視為避免這種情況的必要措施。

然而，NAT最初并不是ISP的問(wèn)題。ISP有效地將NAT外包給用戶終端設(shè)備（CPE）供應(yīng)商，從而將整個(gè)問(wèn)題推給最終用戶和應(yīng)用程序。應(yīng)用程序設(shè)計(jì)人員面臨著一個(gè)簡(jiǎn)單的現(xiàn)實(shí)，要么他們的應(yīng)用程序在NAT的存在下完美地運(yùn)行，要么就不能工作。應(yīng)用程序不再采用端到端的連接模型，而是采用服務(wù)器/客戶端的服務(wù)模型。

下一步是部署在連接的客戶端沒(méi)有CPE的移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)。ISP將NAT部署到自己的基礎(chǔ)設(shè)施，所謂的運(yùn)營(yíng)商級(jí)NAT（CGN）變得司空見(jiàn)慣。如果我們?cè)谝苿?dòng)服務(wù)大規(guī)模普及之前完成了過(guò)渡，所有這些都是可以避免的。然而，由于這是在過(guò)渡期間發(fā)生的，每個(gè)移動(dòng)服務(wù)提供商都必須推出一個(gè)向其客戶群提供IPv4服務(wù)的方案，無(wú)論他們是否已經(jīng)部署了IPv6。這種或那種形式的CGN是對(duì)所有人的強(qiáng)制性要求。IPv6是額外可選的內(nèi)容。

顯然，在互聯(lián)網(wǎng)的不同部分，人們不同程度地感受到了啟動(dòng)雙棧服務(wù)的壓力。一些運(yùn)營(yíng)商不得不緊急部署IPv6，以減輕公共IPv4地址不足的壓力，從而支持他們的CGN。其他運(yùn)營(yíng)商目前并沒(méi)有任何部署壓力，他們?cè)敢獾却线m的時(shí)機(jī)再去部署。

發(fā)出共同需求的信號(hào)

請(qǐng)記住互聯(lián)網(wǎng)不是一個(gè)單一的實(shí)體。網(wǎng)絡(luò)的構(gòu)成有很多，包括消費(fèi)者零售服務(wù)網(wǎng)絡(luò)、企業(yè)網(wǎng)絡(luò)、物聯(lián)網(wǎng)（IoT）等。

在互聯(lián)網(wǎng)生態(tài)系統(tǒng)中有各種各樣的供應(yīng)商。有IP接入運(yùn)營(yíng)商、IP傳輸提供商、平臺(tái)提供商、芯片制造商、應(yīng)用提供商、內(nèi)容平臺(tái)等。這些個(gè)體行動(dòng)者通常通過(guò)市場(chǎng)信號(hào)相互交流各自的需求，而市場(chǎng)信號(hào)通常表現(xiàn)為價(jià)格。需求下的商品和服務(wù)承受價(jià)格壓力，而不再需要的商品和服務(wù)承受價(jià)格暴跌。

然而，多年來(lái)，我們不讓這種基于市場(chǎng)的分配機(jī)制影響IP地址。這背后有許多原因，包括認(rèn)為地址是一種公共物品，希望對(duì)地址的消費(fèi)實(shí)行保護(hù)原則，以實(shí)現(xiàn)某種形式的地址獲取公平，以及防止因市場(chǎng)扭曲而擾亂地址分配。

其結(jié)果是，傳統(tǒng)的定價(jià)機(jī)制無(wú)法發(fā)出即將到來(lái)的IPv4稀缺的信號(hào)。只有在2010年代當(dāng)?shù)刂忿D(zhuǎn)讓市場(chǎng)被添加到大環(huán)境中時(shí)，定價(jià)信息作為一種市場(chǎng)信號(hào)的形式才是有效的。

如果價(jià)格波動(dòng)是市場(chǎng)情緒變化的信號(hào)，那么從2014年年初到2018年年初，公眾情緒沒(méi)有實(shí)質(zhì)性變化。相對(duì)緩慢的價(jià)格上漲速度表明，對(duì)于即將出現(xiàn)的IPv4地址供應(yīng)短缺的擔(dān)憂并不存在。即使2018年價(jià)格上漲，也被2019年和2020年穩(wěn)定的價(jià)格所抵消。

2021年，情況發(fā)生了根本的改變，IPv4地址的價(jià)格翻了一番。價(jià)格的不斷上漲表明，目前市場(chǎng)供不應(yīng)求。

市場(chǎng)并不擅長(zhǎng)預(yù)測(cè)未來(lái)，但有助于我們了解當(dāng)前所處的階段。

當(dāng)前地址價(jià)格上漲告訴我們什么？似乎是在表明，過(guò)渡即將完成這件事沒(méi)有達(dá)成共識(shí)，對(duì)IPv4地址的需求將繼續(xù)超出供應(yīng)一段時(shí)間。但至于這種情況會(huì)持續(xù)多久，市場(chǎng)定價(jià)信息沒(méi)有表明。

當(dāng)向IPv6的過(guò)渡即將結(jié)束時(shí)，我們希望看到什么？據(jù)推測(cè)，到那時(shí)，對(duì)IPv4將不再有進(jìn)一步的需求——IPv4的市場(chǎng)地位將從需求驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)向供過(guò)于求。在這種情況下過(guò)渡即將結(jié)束，需求不會(huì)有任何復(fù)蘇的前景。這將導(dǎo)致市場(chǎng)價(jià)格暴跌。

過(guò)渡要花費(fèi)很長(zhǎng)時(shí)間嗎？

如果我們不能預(yù)測(cè)這種過(guò)渡何時(shí)結(jié)束，我們是否至少可以就這種過(guò)渡是否會(huì)完成形成一個(gè)意見(jiàn)？

讓我感到震驚的是，人類傾向于將當(dāng)前情況視為某種形式的強(qiáng)加拖欠?，F(xiàn)在我們已經(jīng)進(jìn)行了約25年的IPv6過(guò)渡，互聯(lián)網(wǎng)似乎對(duì)用戶和他們?cè)L問(wèn)的服務(wù)都很實(shí)用，那么我們自然而然地相信這種情況會(huì)繼續(xù)一段時(shí)間，甚至無(wú)限期地持續(xù)下去。

你可以得出這樣的結(jié)論，這種情況是否站得住腳，則取決于你準(zhǔn)備相信的互聯(lián)網(wǎng)增長(zhǎng)模式。如果互聯(lián)網(wǎng)的增長(zhǎng)階段實(shí)際上已經(jīng)結(jié)束，我們現(xiàn)在看到的是一個(gè)飽和的市場(chǎng)，那么是的，我們現(xiàn)在處于一個(gè)可以維持的境地。

增長(zhǎng)的領(lǐng)域似乎是云服務(wù)領(lǐng)域和物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域，以及非洲和亞洲部分地區(qū)的傳統(tǒng)零售互聯(lián)網(wǎng)接入市場(chǎng)的持續(xù)擴(kuò)張。目前估計(jì)，世界78億人口中，互聯(lián)網(wǎng)用戶人口約為42億?；ヂ?lián)網(wǎng)仍然存在一些增長(zhǎng)空間。

向IPv6過(guò)渡是唯一的選擇嗎？

關(guān)于過(guò)渡的討論假定IPv6是唯一可用選項(xiàng)。如果是這樣的話，數(shù)字系統(tǒng)的范圍不斷擴(kuò)展到嵌入對(duì)象的世界，這就使得純IPv6服務(wù)遲早是不可避免的。也許我們應(yīng)該問(wèn)，這種關(guān)于一組非常有限的選項(xiàng)，即一種選擇的看法，是否是準(zhǔn)確的？

多年來(lái)，我們探索了幾種不同的網(wǎng)絡(luò)模型，其中一種似乎提供了潛在的可行替代方案，即基于名稱的網(wǎng)絡(luò)（name-based networks）。在基于名稱的網(wǎng)絡(luò)的最初概念中，我們考慮用服務(wù)標(biāo)識(shí)符名稱替換數(shù)據(jù)包頭中的地址字段，并根據(jù)這些名稱路由和轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)包。當(dāng)從足夠大的距離觀察時(shí)，基于整數(shù)賦值的端點(diǎn)標(biāo)識(shí)和基于某種字符串編碼形式的端點(diǎn)標(biāo)識(shí)在很大程度上是同構(gòu)的。關(guān)鍵在于，基于名稱的網(wǎng)絡(luò)并不是一個(gè)特殊的概念，本質(zhì)上的區(qū)別是具有稀疏使用模式的更大的令牌空間。

然而，我們?cè)贗Pv4的激烈競(jìng)爭(zhēng)中構(gòu)建的東西有所不同。當(dāng)我們解析DNS中的服務(wù)名稱時(shí)，DNS試圖為我們提供一個(gè)允許訪問(wèn)該服務(wù)的地址。地址不一定是該特定服務(wù)唯一的名稱，因?yàn)閷?duì)不同DNS服務(wù)名稱的解析查詢也可能返回相同的IP地址。地址在時(shí)間上不是固定的，因?yàn)樵诓煌臅r(shí)刻進(jìn)行相同的DNS解析查詢可能會(huì)得到不同的地址。并且地址不是通用的，因?yàn)椴煌挠脩暨M(jìn)行相同的DNS解析查詢可能會(huì)得到不同的地址。

服務(wù)名稱到IP地址映射中的這種潛在歧義可以在傳輸和應(yīng)用程序級(jí)別上解決。當(dāng)連接到該地址時(shí)，客戶端需要命名它想要連接到的服務(wù)。這種顯式服務(wù)標(biāo)識(shí)是TLS協(xié)議中客戶端請(qǐng)求交換的一部分、HTTP初始交換的一部分，以及許多其他服務(wù)協(xié)議的一部分。這種間接級(jí)別旨在允許一個(gè)服務(wù)器承載多個(gè)服務(wù)，并允許一個(gè)服務(wù)承載在多個(gè)服務(wù)器上。結(jié)果是，IP地址與服務(wù)或網(wǎng)絡(luò)終端并不唯一相關(guān)聯(lián)。今天的網(wǎng)絡(luò)是命名網(wǎng)絡(luò)的一個(gè)版本，IP地址的作用是短暫的會(huì)話級(jí)令牌，它允許網(wǎng)絡(luò)區(qū)分并發(fā)數(shù)據(jù)包流和其他任何東西。

當(dāng)我們繼續(xù)探索這個(gè)數(shù)字空間時(shí)，假設(shè)在20世紀(jì)70年代設(shè)計(jì)的關(guān)于分組交換網(wǎng)絡(luò)的架構(gòu)是唯一可以工作的架構(gòu)，并且我們永遠(yuǎn)不會(huì)提出新的架構(gòu)，這有點(diǎn)冒昧。今天的NAT、任播系統(tǒng)、內(nèi)容分發(fā)網(wǎng)絡(luò)和增加應(yīng)用級(jí)功能都指向互聯(lián)網(wǎng)正在悄然進(jìn)行的另一個(gè)轉(zhuǎn)變。它不再依賴于作為不同網(wǎng)絡(luò)媒體和應(yīng)用之間的通用適配協(xié)議的IP層，而是將共同依賴的協(xié)議棧提升到應(yīng)用層。

IPv6我們達(dá)到了嗎？

很明顯還沒(méi)有。

但我們正在逼近。如果終點(diǎn)是為客戶提供純IPv6服務(wù)，那么在內(nèi)容和服務(wù)平臺(tái)領(lǐng)域采用IPv6的持續(xù)努力將對(duì)我們何時(shí)達(dá)到這一點(diǎn)產(chǎn)生一些影響。

我沒(méi)有看到關(guān)于CGN中使用的IPv4地址數(shù)量與用戶規(guī)模的供應(yīng)規(guī)則的公開(kāi)數(shù)據(jù)。但是，隨著服務(wù)平臺(tái)中IPv6使用的增加和應(yīng)用程序中IPv6偏好規(guī)則的使用，我絕對(duì)相信所需的IPv4地址池大小與客戶群的比例會(huì)隨著時(shí)間的推移逐步下降。

這引出了第二個(gè)觀點(diǎn)：我們很可能不會(huì)轟轟烈烈地到達(dá)這個(gè)過(guò)渡的終點(diǎn)，而是悄無(wú)聲息地到達(dá)。并不是所有的ISP都會(huì)在某個(gè)特定的日期關(guān)閉他們的CGN，退出IPv4。一種更有可能的情況是，為ISP的客戶端提供服務(wù)所需的IPv4地址池的大小將繼續(xù)下降。在某種程度上，ISP為自己的基礎(chǔ)設(shè)施繼續(xù)投入資源來(lái)運(yùn)營(yíng)這些CGN服務(wù)是沒(méi)有商業(yè)價(jià)值的。對(duì)IPv4服務(wù)有需求的客戶需要找到一個(gè)仍然提供IPv4的ISP，或者切換到外部IPv4服務(wù)，并使用某種形式的VPN隧道來(lái)訪問(wèn)它。這可能不會(huì)同時(shí)發(fā)生在所有地方，而是在一個(gè)較長(zhǎng)的時(shí)期內(nèi)以一種零敲碎打的方式發(fā)生。