IPv4地址耗尽，“网络蜗居”时代来临？
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前不久，被誉为“互联网之父”的文顿·瑟夫指出：全球IP地址已经用尽。 这句话绝不是耸人听闻，不过这里提到的IP地址是指IPv4地址。如何解决IPv4地址耗尽的问题呢？短期解决办法是采取多人共享IP地址的方式上网，这就是时下大家说的“网络蜗居”；长期解决办法则是顺利过渡到IPv6网络，应用IPv6网络是解决IP地址短缺的终极办法。
IPv4地址告急
我们都知道，要正常上网就必须要有一个IP地址，通过IP地址解析域名，用户才能浏览网页。IP地址是因特网分配给联网计算机的号码，作为发送数据的地址，IP地址可以被认为是网络中的“电话号码”。我们现在所用的IPv4地址是由32位二进制数组成的，基于这一协议的IP地址总数有43亿个。由于IPv4地址的分配一直采用的是“先到先得，按需分配”的原则，同时面对近年来“全世界每年大约消耗2亿个地址，并以每年大约19%的速度增加”的状况，IPv4地址到目前为止已经消耗殆尽。
比如到北京时间2011年1月29日11时33分止，全球各个互联网服务提供商（ISP）可以再申请的IPv4地址仅剩下大约468万个，而目前已经被分配完毕。之后，负责全球 IPv4地址分配的机构IANA（全球互联网数字分配机构）将会把余下的5个A级地址块（每个A级地址块包含16777216 个地址）均分到全球5个地区的互联网络信息中心（注：此前IANA管理的IPv4地址资源里除为特殊用途预留的35个A级地址块外，供全球公网分配的有220个A级地址块）。预计APNIC（亚太互联网络信息中心）在2011年6月至12月的某个时候，也会分配完最后1个A级IPv4地址块，到时地址池就没有可再分配的IPv4地址了。
IPv4地址耗尽并不是最近才出现的新问题，只是互联网经过十几年的爆炸式增长，导致IPv4地址消耗速度加快，最近几年其紧迫性才凸显出来。IPv4地址用完后，如果互联网终端用户持续增加，将可能出现共享IP地址使用户网速变慢的情形，而对于那些使用移动互联网终端的用户，将出现无法上网的可能性。要彻底解决供需矛盾，唯一的解决途径是更换新一代IP地址协议——IPv6。
IPv6地址协议最大的优势就是采用了128位，地址资源要比IPv4地址协议丰富得多。IPv6协议可以提供2的128次方的海量地址空间，确切地说是“34后面36个零”。这个数字的概念是，如果全球有1800亿亿网民，每人拥有1800亿亿互联网终端，所有这些终端同时上网，IP地址仍有富余。有人甚至称使用IPv6地址协议后，地球上的每一粒沙子都可以拥有一个IP地址。
IPv6离我们还有多远
早在上世纪90年代，业界就已经意识到IPv4地址资源短缺将会成为制约互联网发展的关键问题，因此互联网工程任务组（IETF）在1992年就开始提出制定IPv6标准。面对IPv4地址耗尽的问题，许多国家都在推进包括IPv6在内的下一代互联网技术。目前美国、日本等发达国家都已经制定并着手实施IPv4向IPv6过渡的战略规划。
在IPv6的发展方面，我国的起步并不晚。1998年，中国就开始进行了这方面的研究。从IPv6在中国的发展进程来看，我们可以将它分为三个阶段：1998年开始到2003年底是市场启动前期，主要的工作包括标准制定、技术和产品研发、试验网络建设、应用研发与商用模式探索以及产业推广和市场教育等；从2004年初到2005年底是市场发展初期；2006年以后则是商用发展阶段。我国运营商对IPv6的研究与部署可以追溯到2001年，2001年5月，中国电信就开始了《IPv6总体技术方案》项目的研究工作。2002年8月，中国电信从APNIC申请到了正式的IPv6地址，是国内最早从APNIC申请到IPv6地址的电信运营商。2003年，由中国工程院牵头，八部委联合实施了“中国下一代互联网示范工程”（CNGI），包括基于IPv6技术的6个实验网和100个示范项目，并在2008年将CNGI核心网全部过渡到IPv6。近年来，中国电信和中国移动已经开始个别地区的IPv6试点工作，包括IPv6协议互通、基地建设及网络管理等方面的测试。
从全球IPv6整体发展状况来看，在亚太地区和欧洲地区的应用较多，但依然是由发达国家担当了领军者的角色，美国、日本、韩国、欧盟在IPv6的研发和产业化方面走在了前面。作为发展中大国的中国在IPv6领域也略有建树，但与日韩、欧盟相比还存在不小的差距。目前IPv6在我国的推广程度仍然很低，在IPv6地址申请方面，中国要远远低于发达国家，比如德国IPv6地址申请数量是我国的300倍以上。
需要说明的是，目前世界范围内由IPv4向IPv6的协议转型已经启动。自格林尼治时间2011年6月8日0时1分开始的24小时是IPv6协议系统的第一个试用日。谷歌、Facebook、微软必应等网站会率先启动IPv6协议系统，为用户及工程师提供测试和分析平台。除此外，雅虎正考虑在今年底将雅虎网站主页升级为IPv6标准。
从IPv4到IPv6仍需时日
目前IPv6正在不断完善，但技术的成熟和应用也不可能在一夜之间发生，需要时间和成本来不断完善。IPv6未来首先要面对的是转型的阵痛，由IPv4协议升级到IPv6协议是一个浩大复杂的工程，不仅所有用户都必须更换终端设备，接入互联网的路由器或调制解调器也必须更换，所有网站和互联网服务必须全面改造，提供适用于IPv6协议的终端设备入网“接口”。
IPv6协议设计的时候，最大的失策是与IPv4协议不兼容，实际上就把一个互联网变成了两个互联网。IPv4网络地址资源枯竭，对网民来说并不会有什么直接感受。面临最大挑战的是运营商，因为没有新的IPv4地址，意味着运营商只能采用IPv6地址去建设网络，并让未来使用IPv6地址的新网民与IPv4网络顺利互联。现在社会上一般的电脑硬件设备、操作系统等支持IPv6协议都不存在问题。 微软前几年就已经把 IPv6引入其操作系统中了，Windows Vista、Windows 7等产品全都支持IPv6。
对于运营商和服务提供商而言，推动IPv6商用最大的挑战在于如何最大程度地保证服务的连续性，并保证用户受到的影响最小。运营商将IPv4网络升级为IPv6网络的过程，就好像是将旅馆的所有客房重新粉刷、更换家具，同时还要保证旅馆不停业，甚至接待更多旅客，并且旅馆老板还要考虑成本投入，难度可想而知。
目前从IPv4升级到IPv6，已经出现众多演进方案，但所有方案的技术不外乎三类：双栈、隧道和地址转换，但在不同细枝末节上的变种已超过20种，如NAT444、NAT64、NAT-PT、DS- Lite、6RD、IVI等。这些技术方案有的可以缓解IPv4地址短缺的燃眉之急，有的可以帮助运营商应对来自终端用户或自身网络建设的IPv6部署需求。各种技术方案的应对场景不同，再加上运营商的网络基础架构各异，这都增加了运营商选择解决方案的难度。运营商要过渡到IPv6，首先就要能够解决IPv4的地址短缺问题，由于时间紧迫，选择的方案还要具备较高的成熟度，而且部署简单。另外，运营商还要做长远打算，确定中后期的演进路线。在全盘考虑整个网络改造的过程中，运营商要注意控制投资成本，保护前期采购的设备能够得到充分使用。现阶段由IPv4向IPv6过渡最可行的方法，就是用户过渡到IPv6网络，而业务、应用和内容仍可保留在IPv4网络上，以最大程度保护运营商和服务商过去已进行的大量投资。
为了确保互联网顺利地从IPv4协议向IPv6协议过渡，美国、中国等许多国家政府和企业都已开始着手攻关IPv4／IPv6过渡技术和产品，并开始了网络试点。不过从IPv4过渡到IPv6不是一蹴而就的，在未来一段时间里，全球将出现IPv4和IPv6两种协议共存的局面。在过渡期间，对于IPv4地址短缺的问题，大多数网友也不必过多担忧。目前对网民的影响可能不是特别明显，因为国内的IPv4地址一般为动态分配的。国内网民数达到4.6亿，但不可能4.6亿网民在同一时间一起上网。你上网的时候给你临时分配一个IP地址，不是固定的，等你离线的时候，这个地址又会被分配给别人使用，所以实际上大家是在共用一个IP地址。而IPv4地址短缺对企业的影响则要大一些，IPv4地址用完了，企业用户申请不到新的IP地址，也就不能顺利地连接到互联网。