Тотальное истощение, или есть ли жизнь после IPv4

На CloudFlare Internet Summit 2016 года Илья Григорик (Ilya Grigorik), инженер по веб-производительности в Google, дал ^[1] такой прогноз: «Насколько я могу судить, к 2020 году у нас будут летающие машины, сингулярность и IPv6».

Годом ранее в Twitter он объявил ^[2] о том, что «вечеринка IPv4 окончена», присоединившись к весьма популярной теме для обсуждения последних 30 лет, касающейся исчерпания IPv4-адресов. В этой статье мы постараемся обобщить уже известные факты и оценить, что будет дальше.

^[3]
/ Pixabay / katja ^[4] / CC ^[5]

IPv4 сейчас

Новость ^[6], на которую отреагировал Илья в 2015 году, касалась заявления мирового интернет-регистратора — американского ARIN — о полном исчерпании IPv4-адресов. До этого тревожные сообщения поступали ^[7] от региональных регистраторов APNIC и RIPE, а LACNIC в начале 2017 года объявил ^[8] о переходе к третьей фазе своего плана по выдаче IPv4, дойдя до оставшихся 4,7 млн публичных адресов.

Единственное место, где все еще есть общедоступные адреса IPv4, — это Африка. Хотя резервы AFRINIC также будут исчерпаны ^[9] в ближайшее время. За динамикой расходования адресов можно следить на специальном сайте ^[10], чтобы сформировать представление о сложившейся ситуации.

В течение следующих нескольких лет провайдеры интернет-услуг столкнутся ^[11] с выбором между NAT-механизмами и IPv6, интернет-протоколом с почти неограниченным количеством адресов. Многие операторы выбирают второй вариант. Verizon Wireless этим летом перестал ^[12] выдавать публичные статические IPv4-адреса своим бизнес-клиентам и полностью перешел на IPv6. Пока что IPv6 используется ^[13] лишь 10% сайтов по всему миру.

Тем временем адреса IPv4 становятся ценным объектом перепродажи. Это, кстати, предсказывал ^[14] Джон Кёрран (John Curran), президент и генеральный директор ARIN, еще 7 лет назад. В регионе ARIN действует так называемый лист ожидания ^[15], и некоторые организации работают «в обход», обращаясь на вторичный и «черный» рынки. В 2015 году ARIN утвердил ^[16] 40 млн адресов IPv4. В 2016 году это число сократилось почти на 50% и составило 20,75 млн.

По данным ^[17] Жанин Гудман (Janine Goodman), вице-президента Avenue4, одного из 24-х официально зарегистрированных ARIN брокеров по сделкам с IPv4, цена за адрес на вторичном рынке колеблется между $10 и $15. Неудивительно, что преступники даже идут ^[18] на обман пользователей, готовых переплатить за адреса для расширения своих сетей.

Почему кончились IPv4

Истоки проблемы давно известны ^[19] — 4,3 млрд 32-разрядных адресов IPv4 на 4,5 млрд человек, проживающих на Земле в момент принятия TCP/IP, казалось разумной идеей. Однако она быстро была поставлена под сомнение скоростью распространения доступа в интернет и ростом численности населения планеты.

/ Адреса IPv4 / Wikimedia / Indeterminate ^[20] / PD

В первую сеть ARPAnet входили сотни хостов, но никак не миллиарды, поэтому 8-битные адреса вполне отвечали требованиям сети на первых этапах ее жизни. В 1983 году при переходе на модель TCP/IP выбор остановили на 32 битах, которых долгое время было более чем достаточно. Многие компании получали ^[21] больше IPv4-адресов, чем им нужно.

Не прошло и 10 лет, как появились первые сомнения ^[22], касающиеся масштабируемости из-за исчерпания IP-адресов. Это повлекло за собой создание региональных интернет-регистраторов в 1992 году, которые были наделены полномочиями распоряжаться блоками адресов на локальных рынках.

С появлением веба рост пользователей и востребованности новых адресов уже было не остановить. В первой половине 90-х годов предпринимались попытки сдержать неизбежное: методы бесклассовой адресации ^[23], технология NAT ^[24] и др.

Некоторые инициативы, такие как междоменная маршрутизация и преобразование ^[25] сетевых адресов, помогли снизить размер таблиц маршрутизации, а также оптимизировать использование IP-адресов. Но лишь временно. По словам ^[26] Оуэна Делонга (Owen DeLong), члена консультативного совета ARIN, без этих шагов адреса кончились бы за несколько лет. Так или иначе, с тех пор каждый регистратор «существовал в условиях экономии».

Тем временем уже в 1994 году появилась рекомендация ^[27] по разработке преемника IPv4, а немногим позже — основные положения ^[28] IPv6. С того момента стали появляться аппаратные и программные продукты, поддерживающие IPv6, однако новый протокол в основном выступал как запасной план. Сегодня доля протокола медленно увеличивается.

/ Адреса IPv6 / Wikimedia / Indeterminate ^[29] / PD

Сложившаяся ситуация — результат заниженных ожиданий по росту хостов в глобальной сети, усугубившийся с распространением мобильных устройств и неэффективным распределением адресов в первое десятилетие.

Трудности перехода

Протокол IPv6 готов ^[30] к работе с 1999 года, но предприятия не спешат на него переходить. Это связано с тем, что IPv6 не имеет обратной совместимости с IPv4. Однако в 2011 году Мартин Леви (Martin Levy), директор оператора Hurricane Electric по работе с IPv6, призывал ^[31] компании переходить на новый протокол, чтобы избежать дорогостоящих капитальных затрат и возможных сбоев в будущем.

Впрочем, переход на IPv6 тоже является дорогостоящим решением, хотя сами адреса и доступны бесплатно. Для внедрения потребуется покупка новых сетевых коммутаторов и маршрутизаторов и обучение ИТ-персонала. С другой стороны, есть мнение ^[32], согласно которому поддержание инфраструктуры на IPv4 со временем будет лишь возрастать в цене. Провайдерам и организациям потребуется быстро определиться со своей дальнейшей стратегией, поскольку дороже всего для индустрии обходится ^[33] переходный этап.

IPv6 обладает рядом преимуществ, кроме потенциальной неисчерпаемости. Например, протокол следующего поколения имеет встроенный компонент IPSec, который шифрует и аутентифицирует каждый отдельный пакет данных. Он может усложнить ^[34] работу для киберпреступников, хотя, безусловно, и в IPv6 остаются уязвимости ^[35].

Большинство операционных систем уже готово к принятию IPv6. Готовы и умные устройства, которые значительно усугубили положение IPv4. Однако многие старые маршрутизаторы не совместимы с IPv6, поэтому большинству интернет-провайдеров придется поддерживать две реализации одного протокола. Важно, что при полноценном переходе на IPv6 доступ можно будет получать только к поддерживающим IPv6 сайтам.

Что дальше

Хотя число IPv6-адресов настолько велико ^[36], что перспектива их исчерпания не беспокоит даже самых пессимистично настроенных футуристов, вопрос о будущем в условиях истощения и этого протокола периодически поднимается ^[37]. В сети даже есть описание ^[38] IPv9 — протокола будущего с адресами для чего угодно.

Исследователь Билл Арнауд (Bill St. Arnaud) сетует ^[39] на то, что IPv6 не предоставляет новых функциональных возможностей. Он отмечает, что телефонная система и почтовое отделение США некогда столкнулись с похожей проблемой, но нашли решение не в создании новой системы адресации с нуля, а в расширении существующей суффиксами и префиксами. Тем самым Билл намекает на поиск альтернативного, менее радикального варианта, чем переход на новый протокол.

Гэбриэл Рамуглия (Gabriel Ramuglia), основатель хостинг-провайдера ^[40], также напоминает ^[41], что IP-адреса — это не ископаемое топливо, и крупные компании, получившие блоки от регистраторов, на самом деле не потратили их. Многие адреса в действительности попросту остаются невостребованными, и вся проблема заключается в их неэффективном распределении.

Большая часть адресного пространства по-прежнему используется сегодня, а неактивный сегмент понемногу возвращается в оборот — только в этом году Массачусетский технологический институт обнаружил ^[42] 14 млн «лишних» IP-адресов. Большая их часть была выставлена на продажу.

К тому же появляются и новые решения по экономии адресов, например обратные прокси-серверы ^[43]. Поэтому IPv4 едва ли резко прекратит существование. Интернет пока продолжает жить в устоявшейся парадигме.

P.S. Вот еще несколько статей по теме из нашего блога:

• Все, что вам надо знать о разнице между IPv4 и IPv6 ^[44]
• Когда закончатся адреса IPv4 – «CG-NAT» ^[45]
• Когда закончатся адреса IPv4 – «IPv4 и NAT» ^[46]

Автор: VAS Experts

Источник ^[47]