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编者按

此前，APNIC首席科学家杰夫·休斯顿（Geoff Huston）发文回顾了2023年全球IP地址发展情况。他分析了2023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2023年IPv4地址转让情况、地址进出口情况以及IPv4地址租赁状况。

Geoff Huston

APNIC 首席科学家

地址转让会导致地址空间的碎片化吗？

下一个问题是，转让过程是否会将较大的地址块分割成连续较小的地址块，从而进一步分裂地址空间。从2012年初到2024年初，RIR（区域互联网注册机构）转让登记记录了44,757项交易。其中，11,184笔交易包含了比原始分配区块更小的已转让地址区块。换句话说，约25%的转让隐含了对已分配地址段的碎片化。

这11,184笔分割了已分配地址段的转让交易对应7,014笔原始地址分配。平均意义上，每个原始分配的地址被分成了两个较小的地址块。通过这些数据回答上面的问题，地址转让过程确实加剧了碎片化，但从整体角度看这并不是大问题。截至2023年底，RIR注册表中有240,220笔IPv4地址分配记录，这11,184笔交易虽然将原始分配地址块切分得更细，但只占已分配地址前缀总数的4.7%。

地址的进出口

下一个议题是转让地址的国际流动。让我们来看看发起转让地址数量最多的10个经济体（表1），不论目的地（包括同一经济体的内部转让），然后再看看接收转让地址数量最多的10个经济体（表2），以及转让量最大的20笔国际交易（表3）。这些表格是从RIR在2023年发布的地址转让记录中总结出的。

表1 2023年发起最多地址转让的前十个经济体

表2 2023年接收最多地址转让的前十个经济体

表3 2023年地址数量最多的前20笔跨经济体转让

一些RIR记录地址转让的国家/地区代号的原则是，使用地址持有者实体总部的实际位置，而不是地址在互联网上的实际使用地。另一些RIR允许持有者更新转让记录的地理位置，改为此地址的预期使用地点。一般情况下我们无法确信持有人对使用地点的声明，因此我们没法确知这些自发的记录能反映地址的实际使用地点，还是为了方便而填入的地址。

当我们研究各种地理定位服务（例如Maxmind服务）时，也会遇到类似的定位挑战。这些服务一般都是为了定位地址的物理位置。有时这并不容易确定，例如VPN（虚拟专用网络）中的隧道。“正确”的位置是隧道入口的位置还是隧道出口的位置？地理定位服务的许多细微差别，就是源于VPN的挑战以及定位服务的应对方法。

此外，还有云服务带来的问题。当云服务使用任播时，它的IP地址会同时处于多个位置。即便云服务使用传统单播，它所使用的地址也可能随着云服务按需调整各地的地址数目，而在接入点间流动。总之，这些位置信息只是一个“模糊”的近似值，而不是精确的定位。

考虑了这些后，我们再来看看2023年，来源地和目的地不同的地址转让进出口情况。

2023年的转让记录包含了3,674次经济体内部地址转让，共涉及14,314,400个地址，按地址量计算，英国、美国、荷兰、希腊和日本的内部转让活动最多。有2,190次转让似乎导致了地址在不同经济体之间的流动，共涉及11,001,600个地址。

关于这些转让数据，一个悬而未决的问题是，是否所有地址转让都已正式记录在登记系统中。之所以提出这个问题，是因为转让登记需要遵守各种登记政策，导致可能只有一部分转让被记录。要检测这种情况可能有些困难，特别是如果这种转让是租赁或其他临时形式，加上当事各方可能同意对转让细节保密。

通过观察互联网的路由系统，或许可以给出任意时间段内地址转让量的上限。要进一步了解地址转让量的上限是多少，一种方法是对路由系统进行简单的检查，通过比较2023年年初和年末的路由稳定状态，查看2023年宣告的地址数量（表4）。

表4 2023年IPv4 BGP变化

虽然路由表在这一年中净增加了3,007个条目，但变化涵盖了不少细节。年初宣告的前缀中，有105,561个在年内从路由系统中删除了，而年底宣告的前缀中，有108,658个在年初时不存在。当然，还有更多“短命”的前缀可能在全年中增加和撤销（见下段），但这里我们比较的是两个快照，而不是每一条更新信息。还有25,154个前缀改变了发布它的自治系统编号（ASN），这表明该前缀的网络位置以某种方式发生了变化。

如果我们在某个BGP（边界网关协议）节点（AS），查看2023年全年看到的BGP更新的完整集合，我们会看到很多“短命”的地址前缀。2023年共能观察到1,161,367个不同的前缀，这意味着和年初的初始前缀集相比，在这一年内的不同时间点，又出现了约219,660个额外的前缀。

我们可以将这些在2023年发生变化的前缀与2022和2023这两年间的BGP变动记录进行比较。表5显示了这些路由表项数量与这两年间记录的BGP变动条目数量的比较。

表5 2023年IPv4路由表项变化数与2022-2023之间BGP变动条目数量的比较

这些数字表明，从年初到年末，约4%到13%的宣告地址数量对应了RIR记录的地址转让。我们不能说，其余的前缀宣告对应了未记录的地址转让。造成地址前缀宣告变化的原因有很多，地址管理者的变更只是其中潜在的一个。不过，这确实为2023年的地址变动数量设定了一个概念上的上限，其中有些变动与未记录的地址转让有关。

现在，我们终于可以对2023年期间新增、移除和重新归属的地址进行年龄剖析，并将其与路由表中IPv4地址的整体年龄剖析进行比较，如图1所示。就2023年新增的地址而言，由于人们偏向于“较老”的地址，它们与平均年龄分布图有所不同，所有宣告的地址中有40%是在25年前分配或指派的。

图1 不同BGP路由表项变动类型对应的地址年龄分布

此外，随着IPv4进入最后阶段，我们现在或许可以对IPv4地址的总体分布情况进行评估，并看看这些地址的去向。表6显示了分配IPv4地址最多的十个经济体。不过，我必须指出，地址注册表中国家/地区代号的指配反映的是地址持有者所在的经济体（公司所在地），而不一定是地址所部署到的经济体。

表6 各经济体IPv4分配地址池大小

如果我们将地址池除以每个国家的现有人口数，就可以得出人均地址排名（表7）。全球已分配地址总数为36.9亿，而全球人口估计为80亿，因此人均IPv4地址数量为0.46。

表7 各经济体IPv4分配地址池大小，按人均地址数排名

IPv4地址租赁情况

值得注意的是，地址市场还包括租赁和销售。如果一个实体需要使用IPv4地址，它进入市场后，是应该从现有地址持有者那里直接购买地址，还是应该有限期地租赁，只在一定期限内使用这些地址，期满归还？租赁还是购买的问题在市场经济学中是一个非常传统的问题，有各种现成的答案，一般取决于市场信息和具体情景分析。

如果买方认为导致当下市场状况的因素还会持续很长时间，而且市场上交易的商品供应有限，对这些商品的需求水平却在不断提高，那么市场就会在交易商品的价格上增加一个不断攀升的稀缺性溢价。供求关系的平衡就成了交易商品稀缺性溢价的函数。随着时间的推移，供不应求的商品往往会变得更加昂贵。商品的持有者能享受到所持商品的升值，而承租人则不能。

如果买方认为市场只有很短的生命周期，而且对商品的需求会在生命周期结束时迅速消散，那么租赁商品就是合理的，因为当市场崩溃时，承租人不会只剩下无价值的资产。

稀缺性还有其他额外的影响，比如替代品的定价。当原有商品的价格涨到一定地步，替代品就会具有经济吸引力，哪怕替代品的生产或使用成本更高。事实是，替代品的价格本质上为原来的稀缺商品设定了一个价格上限。

一些评论认为，IPv4价格上涨会刺激IPv6的经济驱动力，事实也许确实如此。不过，也有人使用了其他可能的替代品，其中最著名的是NAT（网络地址转换器）。虽然NAT并不能消除IPv4的需求压力，但可以大大提高IPv4地址的利用效率。NAT允许多个客户端在不同时间使用同一个地址。共享NAT地址池的客户数量越多，可实现的复用能力就越强。

要估计IPv4地址市场还能将持续多久，实际上就是判断IPv4和NAT还能持续多久，以及IPv6需要多长时间才能得到充分部署，使纯IPv6服务具有可行性。那时很可能会出现一个临界点，所有主机和网络都不再有任何需要通过支持IPv4访问其服务的压力。到那时，纯IPv6的先行者可以将所有剩余的IPv4资源抛向市场，因为他们不再需要这些资源，很可能会引发一定程度的市场恐慌，因为现有的IPv4持有者面临着资产变得毫无价值的前景，因此面临着在市场上仍有买家的情况下出售其IPv4资产的压力。

虽然大量的纯IPv4主机和网络会阻碍这一过渡，并增加稀缺性压力，但如果稀缺压力过大，采用纯IPv6的动力就会增加，导致IPv6基础设施达到支配市场的程度。一旦达到这一条件，IPv4地址市场将迅速崩溃。

本文刊登于《中国教育网络》2024年2-3月合刊，原文所有权利归原作者（Geoff Huston）所有。本译文在获得原作者同意后发布。

翻译：王文鑫

责编：项阳

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