IPv6全球部署概况

　　来自华为、Verizon、中国电信和Inside Products公司的专家在IETF的V60PS提交了关于IPv6部署状态的草案报告，旨在提供一份IPv6过渡技术的调研，并发掘在过渡技术中出现的难点。

　　我们将逐期刊载该报告。本期是第一期，内容包括报告的简介、IPv4地址消耗情况以及IPv6部署情况概览。

报告介绍

　　IPv6部署状态（IPv6 Deployment Status）报告的重点是提供一份正在部署的IPv6过渡技术的调研，并发掘在过渡技术中出现的难点。

　　这有助于了解目前技术缺失的部分，以及如何完善网络运营商、企业、内容和云服务提供商的IPv6部署策略。目的是对已经在RFC6036中描述的实践和计划提出最新的看法。范围是当前IPv6的部署现状、激励IPv6部署的措施、以及仍然需要讨论的领域。

　　RFC6180讨论了IPv6部署模型和迁移工具。RFC6036描述了IPv6的服务提供商方案。RFC7381介绍了企业的IPv6部署指南，RFC6883则为互联网内容提供商和应用程序提供商提供了指导和建议。另一方面，本报告侧重于端到端服务，尤其是设备——网络——内容通信链。

　　ETSI（欧洲电信标准化协会）发布的IPv6白皮书ETSI-IP6-WhitePaper报告了IPv6的最佳实践、益处、过渡挑战和前进路线。

　　由于2010年以来IPv4地址空间的耗尽，此外还有5G、云计算、物联网等技术需要使用IPv6，政府和标准机构（包括IETF）要求部署IPv6，设备——网络——内容通信链正在呼吁采用IPv6，因此IPv6再次成为一种优先策略，预计将出现一波新的IPv6部署浪潮。在这方面，我们可以提到IAB关于IPv6的声明，其中指出“IETF将停止在新的或扩展的协议中要求IPv4兼容性”。

　　报告首先介绍了IPv4地址耗尽的问题，并给出IPv6的全球部署情况概览，说明IPv6在全球范围内的增长速度超过了IPv4，包括用户数量、内容比例和流量。这证明了互联网行业的主要参与者已经决定战略性地投资和大规模部署IPv6，以维持互联网的增长。

　　然后介绍了在网络运营商中进行的调查，以及企业、内容提供商和云服务提供商对IPv6部署的考虑和观察。移动宽带（MBB）、固定宽带（FBB）和企业服务的IPv6过渡方案已经准备就绪。双栈是部署最多的IPv6引入解决方案，而464XLAT和双栈Lite（DS-Lite）似乎最适合纯IPv6服务。

　　最后介绍了IPv6的激励措施，还分析了IPv6的通用挑战，特别是与体系结构、操作、性能和安全问题相关的挑战。这些讨论旨在呼吁对那些经常被认为是不部署IPv6的原因的领域采取行动。

IPv4地址消耗

　　根据思科的年度互联网报告CAIR，到2023年，将有293亿台联网设备，比2018年的184亿台有所增长。这就提出了一个问题，即IPv4地址空间是否能维持如此多的地址分配，从而影响其耗尽的过程。答案并不直截了当，因为必须考虑许多方面。

　　一方面，RIRs（区域互联网注册管理机构）报告了可用和保留地址的稀缺性。APNIC（亚太互联网络信息中心）发布的IPv6报告POTAROO1中显示，五个区域注册管理机构的可用地址库仅有600多万个IPv4地址，而保留地址库包括另外1200万个，“可用”地址总数为1830万。同样的参考资料显示，IPv4分配池的总量相当于36.84亿个地址。“可用”地址的剩余空间占分配的总地址之间的比率仅剩0.005%。

　　另一方面，该报告再次强调了NAT（网络地址转换）和地址转移在应对IPv4耗尽方面的作用。NAT系统很适合目前大多数互联网应用所使用的客户/服务器模式，这一现象因普遍转向云而被放大。IPv4地址转换也有助于缓解对地址的需求。

　　作为一个例子，乔治亚理工大学的报告IGP-GT给出了2018年向ARIN（北美网络地址注册机构）地区的接收组织转让的地址数量。云服务提供商（CSPs）似乎最积极地购买可用地址，以满足他们为租户提供IPv4连接的需要。

IPv6的全球部署概况

　　世界各地的许多机构和研究所都在监测IPv6的使用情况，并提供了不同角度的分析，包括IPv6用户的数量、在互联网上的相对利用率、到能够路由IPv6网络前缀的运营商数量等。ETSI的报告ETSI-IP6-WhitePaper提供了一些分析方法。

　　下文将总结IPv6的部署情况，以便了解当前IPv6的普遍性。对于这下述分析，我们给出了过去五年的趋势，以复合年增长率（CAGR）来表示。总的来说，分析结果表明了IPv6在过去几年的增长情况，其增长速度比IPv4快。

　　IPv6用户

　　ETSI-IP6-WhitePaper报告提供了有关全球IPv6使用情况的主要统计数据，并参考了那些通过其网站公开提供测量结果的组织。

　　为了粗略估计IPv6的相对增长，表1显示了由POTAROO2报告、APNIC1报告测算的2020年12月IPv6用户总数。

表1 全球IPv6用户（以百万计，2016-2020年）

　　IPv6的分配和网络

　　RIRs（区域互联网注册机构）负责将IPv6地址块分配给ISP（互联网服务提供商）或企业。ISP将使用所分配的区块向其终端用户提供地址。例如，移动运营商将分配一个或几个/64前缀给终端用户。

　　APNIC2报告中对RIRs给出了几种不同的分析方法。表2显示了在2016～2020年期间，每个RIR的独立分配数量。

表2 全球IPv6地址分配（2016-2020年）

　　需要注意的是，RIPENCC（欧洲网络协调中心）的IPv6地址分配量在2020年的下降可以用影响许多欧洲国家的COVID-19措施来解释。全球范围都受到了类似的影响，但2020年IPv6地址分配活动的减少只见于RIPENCC的数据。

　　APNIC2报告还比较了两个地址族（IPv4和IPv6）的分配数量，结果是IPv6更受青睐。2016～2020年期间，IPv6的平均年增长率为52%，而IPv4的平均年增长率为49%，这表明IPv6的增长幅度大于IPv4。这一点在表3中有所描述。

表3 IPv4/IPv6地址分配对比（2016-2020年）

　　表4基于APNIC3报告、APNIC4报告，它显示了支持IPv6的ASes（自治域）在全球ASes总数中的百分比。

表4 支持IPv6的网络比例（2017年1月-2021年1月）

　　支持IPv6的ASes数量从2017年1月的22.6%增加到2021年1月的30.4%。相当于支持IPv6的网络的年均增长率为14%。这也表明，支持IPv6的网络数量比支持IPv4的网络增长更快，因为总的（IPv6和IPv4）网络以6%的年复合增长率增长。

　　参考文献

　　[RFC6036] Carpenter, B. and S. Jiang, "Emerging Service Provider Scenarios for IPv6 Deployment", RFC 6036, DOI 10.17487/RFC6036, October 2010, <https://www.rfc-editor.org/info/rfc6036>.

　　[RFC6180] Arkko, J. and F. Baker, "Guidelines for Using IPv6 Transition Mechanisms during IPv6 Deployment", RFC 6180,DOI 10.17487/RFC6180, May 2011, <https://www.rfc-editor.org/info/rfc6180>.

　　[RFC6883] Carpenter, B. and S. Jiang, "IPv6 Guidance for Internet Content Providers and Application Service Providers", RFC 6883, DOI 10.17487/RFC6883, March 2013, <https://www.rfc-editor.org/info/rfc6883>.

　　[RFC7381] Chittimaneni, K., Chown, T., Howard, L., Kuarsingh, V., Pouffary, Y., and E. Vyncke, "Enterprise IPv6 Deployment Guidelines", RFC 7381, DOI 10.17487/RFC7381, October 2014, <https://www.rfc-editor.org/info/rfc7381>.

　　[APNIC1] APNIC, "IPv6 Capable Rate by country (%)", 2020, <https://stats.labs.apnic.net/ipv6>.

　　[APNIC2] APNIC2, "Addressing 2020", 2021, <https://labs.apnic.net/?p=1400>.

　　[APNIC3] APNIC, "BGP in 2019 - The BGP Table", 2020, <https://blog.apnic.net/2020/01/14/bgp-in-2019-the-bgp-table/>.

　　[APNIC4] APNIC, "IPv6 in 2020", 2021, <https://blog.apnic.net/2021/02/08/ipv6-in-2020/>.

　　[CAIR] Cisco, "Cisco Annual Internet Report (2018-2023) White Paper", 2020, <https://www.cisco.com/c/en/us/solutions/collateral/executive-perspectives/annual-internet-report/white-paper-c11-741490.html>.

　　[ETSI-IP6-WhitePaper] ETSI, "ETSI White Paper No. 35: IPv6 Best Practices, Benefits, Transition Challenges and the Way Forward", ISBN 979-10-92620-31-1, 2020.

　　[IGP-GT] Internet Governance Project, Georgia Tech, "The hidden standards war: economic factors affecting IPv6 deployment", 2019, <https://via.hypothes.is/https://www.internetgovernance.org/wp-content/uploads/IPv6-Migration-Study-final-report.pdf>.

　　[POTAROO1] POTAROO, "Addressing 2020", 2020, <https://www.potaroo.net/ispcol/2021-01/addr2020.html>.

　　[POTAROO2] POTAROO, "IPv6 Resource Distribution Reports", 2021, <https://resources.potaroo.net/iso3166/archive/>.

　　翻译：杨望、蒋婷

　　责编：项阳