เหตุใดที่อยู่ IPv4 จึงหมด


59

ฉันเข้าใจว่าเรากำลังจะหมดที่อยู่ IPv4 (หรือหมดไปแล้ว?) แต่ฉันไม่เข้าใจว่าทำไมถึงเป็นเช่นนั้น ตอนนี้บ้านทุกหลังมีที่อยู่ IPv4 ของตัวเอง (ที่ได้รับมอบหมายแบบไดนามิก แต่ยังคงอยู่แต่ละคนมีที่อยู่) เหตุใดเมืองหนึ่ง (ตัวอย่าง) จึงไม่มีที่อยู่ IPv4 เพียงแห่งเดียวและที่อยู่อาศัยทั้งหมดในเมืองนี้จะอยู่ในเครือข่ายส่วนตัวของเมืองนั้น แล้วนี้เป็นหนึ่งในเมืองที่จะสามารถกำหนดที่อยู่จากช่วงไป0.0.0.1255.255.255.254

ฉันแน่ใจว่าความเข้าใจของฉันผิดอย่างใดไม่อย่างนั้นที่อยู่ IPv4 จะไม่หมด เกิดอะไรขึ้นกับความเข้าใจของฉัน?


24
แล้วคุณจะแยกแยะระหว่างบ้านสองหลังในเมืองถัดไปได้อย่างไรเมื่อคุณต้องการเชื่อมต่อกับบ้านหลังหนึ่ง
chrylis -on strike-

12
คุณไม่สามารถใช้ที่อยู่“ เฉพาะเมือง” เพื่อแยกบ้านเดี่ยวในเมืองนั้นจากบ้านหลังอื่นในเมืองนั้น
WGroleau

3
ที่เกี่ยวข้องคำถามบนเซิร์ฟเวอร์ผิดพลาด
kasperd

11
Alan Campbell - ใน IPv4 ที่อยู่ MAC (ที่อยู่ Layer-2) จะไม่ผ่านส่วนเครือข่ายท้องถิ่น แต่ละครั้งที่แพ็กเก็ตผ่านเราเตอร์ (อุปกรณ์เลเยอร์ -3) เลเยอร์โปรโตคอลด้านล่าง IP จะถูกละทิ้งและสร้างขึ้นใหม่ ไม่มีที่สำหรับที่อยู่ MAC ในส่วนหัว IPv4
telcoM

2
โปรดทราบว่า "โซลูชัน" ของคุณไม่ได้ป้องกันที่อยู่ IPv4 ไม่ให้ "หมด" แต่เป็นวิธีการจัดการกับมัน
Frank Hopkins

คำตอบ:


151

การขาดแคลนที่อยู่ IPv4

ตาม Vint Cerf (บิดาของ IP) ขนาดที่อยู่ IPv4 32 บิตของถูกเลือกโดยพลการ IP คือการทดลองของรัฐบาล / ความร่วมมือทางวิชาการและอินเทอร์เน็ตสาธารณะปัจจุบันไม่เคยนึกภาพ กระบวนทัศน์ IP คืออุปกรณ์ที่เชื่อมต่อแต่ละเครื่องจะมีที่อยู่ IP ที่ไม่ซ้ำกัน (แพ็คเก็ตทั้งหมดที่ส่งระหว่างอุปกรณ์ IP จะเชื่อมต่อแบบ end-to-end จากที่อยู่ IP ต้นทางไปยังที่อยู่ IP ปลายทาง) และโปรโตคอลจำนวนมากที่ใช้ IP ขึ้นอยู่กับแต่ละอุปกรณ์ มีที่อยู่ IP ที่ไม่ซ้ำกัน

สมมติว่าเราสามารถใช้ที่อยู่ IPv4 ที่เป็นไปได้ทั้งหมด * มีที่อยู่ IPv4 เพียง 4,294,967,296 ที่เป็นไปได้ แต่ (ณ เดือนกันยายน 2018) ประชากรโลกปัจจุบันคือ 7,648,290,361 อย่างที่คุณเห็นมีที่อยู่ IPv4 ที่เป็นไปได้ไม่มากพอสำหรับทุกคนที่จะมีที่อยู่เดียว แต่หลายคนมีคอมพิวเตอร์เครื่องพิมพ์โทรศัพท์มือถือแท็บเล็ตเกมคอนโซลสมาร์ททีวี ฯลฯ แต่ละรายการต้องมีที่อยู่ IP และ ที่ไม่ได้สัมผัสกับความต้องการทางธุรกิจสำหรับที่อยู่ IP เรายังอยู่บนจุดสูงสุดของ IoT (Internet of Things) ที่ทุกอุปกรณ์ต้องการที่อยู่ IP: หลอดไฟเทอร์โมสแตทเครื่องวัดอุณหภูมิมาตรวัดน้ำฝนและระบบสปริงเกอร์เซ็นเซอร์เตือนภัยเครื่องใช้ไฟฟ้ายานพาหนะที่เปิดประตูโรงรถระบบความบันเทิง ปลอกคอสัตว์เลี้ยงและใครจะรู้ว่าอะไรทั้งหมด


* มีบล็อกของที่อยู่ IPv4 ที่ไม่สามารถใช้สำหรับการกำหนดที่อยู่โฮสต์ได้ ตัวอย่างเช่นมัลติคาสต์มีบล็อกของที่อยู่ 268,435,456 ที่ไม่สามารถใช้สำหรับการกำหนดโฮสต์ IANA เก็บรักษาที่อยู่ของรีจิสทรี IANA IPv4 วัตถุประสงค์พิเศษที่https://www.iana.org/assignments/iana-ipv4-special-registry/iana-ipv4-special-registry.xhtmlเพื่อจัดทำเอกสารที่อยู่พิเศษทั้งหมดและจุดประสงค์ของพวกเขา .


IANA (Internet Assigned Numbers Authority) วิ่งออกจาก IPv4 address block เพื่อมอบหมายให้ RIR (Regional Internet Registries) ที่ได้รับมอบหมายในภูมิภาคนั้น ๆ และตอนนี้ RIR ก็หมดที่อยู่ IPv4 ไปแล้วเพื่อกำหนดในแต่ละภูมิภาค ISPs (ผู้ให้บริการอินเทอร์เน็ต) และ บริษัท ที่ต้องการหรือต้องการที่อยู่ IPv4 จะไม่สามารถรับที่อยู่ IPv4 จาก RIR ของพวกเขาได้อีกต่อไปและตอนนี้ต้องพยายามซื้อที่อยู่ IPv4 จากธุรกิจที่อาจมีพิเศษ (เนื่องจากการขาดแคลนที่อยู่ IPv4 จะยิ่งมากขึ้น ขึ้นไป).

แม้ว่าที่อยู่ IPv4 ทั้งหมดที่สงวนไว้สำหรับวัตถุประสงค์พิเศษและไม่สามารถใช้สำหรับการโฮสต์ที่อยู่นั้นมีให้ใช้งานเราจะยังคงอยู่ในตำแหน่งเดียวกันเพราะมีที่อยู่ IPv4 เพียงไม่เพียงพอเนื่องจากมีขนาด จำกัด ของที่อยู่ IPv4

การบรรเทาปัญหาการขาดแคลนที่อยู่ IPv4

IANA และ RIRs จะหมดที่อยู่ IPv4 หลายปีก่อนที่พวกเขาจะทำถ้า IANA และ IETF (กองเรือรบวิศวกรรมอินเทอร์เน็ต) ไม่ได้ปรับลดการขาดแคลนที่อยู่ IPv4 การบรรเทาที่สำคัญอย่างหนึ่งคือการเลิกใช้คลาสเครือข่าย IPv4 เพื่อสนับสนุน CIDR (การกำหนดเส้นทาง Inter-Domain Classless) การระบุที่อยู่แบบ Classful อนุญาตให้ใช้เฉพาะเครือข่ายที่กำหนดสามขนาดเท่านั้น (16,777,216, 65,536 หรือ 256 ที่อยู่โฮสต์ทั้งหมดต่อเครือข่าย) ซึ่งหมายความว่าที่อยู่จำนวนมากสูญเปล่า (ธุรกิจที่ต้องการเพียง 300 ที่อยู่โฮสต์จะต้องจัดสรรเครือข่าย ที่อยู่โดยสิ้นเปลืองกว่า 99% ของที่อยู่ในเครือข่ายที่มีระดับ)

การบรรเทาที่มีผลกระทบมากที่สุดในการยืดอายุของ IPv4 คือการใช้ Private Addressing และตัวแปรของ NAT (Network Address Translation) ที่เรียกว่า NAPT (Network Address Port Translation) ซึ่งเป็นสิ่งที่คนส่วนใหญ่หมายถึงเมื่อพวกเขา อ้างถึง NAT หรือ PAT (PAT เป็นคำเฉพาะสำหรับผู้ขายสำหรับ NAPT) แต่น่าเสียดายที่ NAPT เป็นวิธีแก้ปัญหาที่น่าเกลียดที่ทำลายกระบวนทัศน์แบบ end-to-end IP และแบ่งโปรโตคอลที่ขึ้นอยู่กับที่อยู่ IP ที่ไม่ซ้ำกันซึ่งต้องการการแก้ไขปัญหาที่น่าเกลียดยิ่งขึ้น

NAT / NAPT

แนวคิดของ NAT ค่อนข้างง่าย: แทนที่หนึ่งหรือทั้งที่อยู่ต้นทางและปลายทาง IPv4 ในส่วนหัวของแพ็คเก็ตเมื่อแพ็กเก็ตผ่านอุปกรณ์ NAT ในทางปฏิบัติมันต้องการการคำนวณเนื่องจากส่วนหัว IPv4 มีฟิลด์ที่คำนวณเพื่อตรวจสอบความสมบูรณ์ของส่วนหัว IPv4 และการเปลี่ยนแปลงใด ๆ ที่เกิดขึ้นกับส่วนหัว IPv4 ต้องคำนวณใหม่ของฟิลด์และโปรโตคอลการขนส่งบางส่วนในเพย์แพ็คเก็ต ฟิลด์ที่ต้องคำนวณใหม่โดยใช้ทรัพยากรการคำนวณในอุปกรณ์ NAT ที่สามารถใช้สำหรับการส่งต่อแพ็กเก็ต

ใน NAT พื้นฐานอุปกรณ์ NAT มีพูลของที่อยู่ IPv4 ที่ใช้เพื่อแทนที่ที่อยู่ IPv4 ต้นทางของส่วนหัวแพ็คเก็ตสำหรับแพ็คเก็ต IPv4 ที่ส่งจากเครือข่ายภายในไปยังเครือข่ายภายนอกและจะรักษาตารางการแปลเพื่อแปล ที่อยู่ IPv4 ปลายทางของการรับส่งข้อมูลที่ส่งคืนจากเครือข่ายภายนอกเพื่อส่งแพ็คเก็ตกลับไปยังโฮสต์ที่ถูกต้องในเครือข่ายภายใน สิ่งนี้ยังต้องการทรัพยากรบนอุปกรณ์ NAT เพื่อสร้างและบำรุงรักษาตารางการแปลและทำการค้นหาตาราง การใช้ทรัพยากรนี้สามารถชะลอการส่งต่อแพ็กเก็ตเนื่องจากทรัพยากรที่ใช้โดย NAT ถูกนำมาจากทรัพยากรที่สามารถใช้สำหรับการส่งต่อแพ็กเก็ต

NAPT ใช้ NAT พื้นฐานเพิ่มเติมโดยการแปลที่อยู่โปรโตคอลการขนส่ง (พอร์ต) สำหรับ TCP และ UDP และ Query IDs สำหรับ ICMP ด้วยการแปลที่อยู่ของเลเยอร์การขนส่ง NAPT อนุญาตให้ใช้ที่อยู่ IPv4 นอกเดียวสำหรับหลาย ๆ ที่อยู่ภายในโฮสต์ IPv4 ที่อยู่ NAPT มีความเข้มข้นของทรัพยากรมากกว่า NAT พื้นฐานเพราะต้องการตารางแยกต่างหากสำหรับแต่ละโปรโตคอลเลเยอร์การขนส่งและจะต้องทำการคำนวณความสมบูรณ์ของโปรโตคอลการขนส่งด้วย

การใช้การกำหนดที่อยู่ IPv4 ส่วนตัวที่สามารถนำมาใช้ซ้ำบนเครือข่ายหลายเครือข่าย (คุณอาจสังเกตเห็นว่าเครือข่ายภายในบ้าน / ที่อยู่อาศัยส่วนใหญ่จะใช้เครือข่าย 192.168.1.0/24 เดียวกันซึ่งเป็นหนึ่งใน IANA ที่จัดสรรช่วงที่อยู่ส่วนตัว IPv4) พร้อมกับ NAPT ช่วยให้ผู้ใช้ทางธุรกิจและที่บ้านสามารถใช้ที่อยู่ภายนอก (สาธารณะ) เดียวสำหรับเครือข่ายขนาดใหญ่ภายใน (ส่วนตัว) ซึ่งจะช่วยประหยัดที่อยู่ IPv4 จำนวนมาก (หลายเท่าของจำนวนที่อยู่ IPv4 ที่เป็นไปได้ทั้งหมด) และช่วยยืดอายุการใช้งานของ IPv4 ให้ไกลเกินกว่าจุดที่จะยุบได้โดยไม่ต้องใช้ NAPT NAPT มีข้อบกพร่องร้ายแรง:

  • NAPT แบ่งกระบวนทัศน์แบบ end-to-end IP และใช้งานได้กับ TCP, UDP และ ICMP เท่านั้นที่จะทำลายโปรโตคอลการขนส่งอื่น ๆ นอกจากนี้ยังมีโปรโตคอลชั้นแอปพลิเคชันที่ใช้ TCP หรือ UDP ที่ใช้งานไม่ได้โดย NAPT แม้ว่า TCP และ UDP จะทำงานร่วมกับ NAPT ได้ การบรรเทาอื่น ๆ เช่น STUN / TURN อาจพร้อมใช้งานสำหรับบางโปรโตคอลของเลเยอร์แอปพลิเคชัน แต่สามารถเพิ่มต้นทุนและความซับซ้อนได้
  • NAPT เป็นทรัพยากรที่เข้มข้นมากการส่งต่อแพ็กเก็ตช้ากว่าเมื่อเทียบกับสิ่งที่เป็นไปได้โดยไม่ใช้ NAT รูปแบบใด ๆ ผู้ค้าบางรายเพิ่มฮาร์ดแวร์เฉพาะเพื่อลดความต้องการขโมยทรัพยากรจากการส่งต่อแพ็คเก็ต แต่สิ่งนี้มาพร้อมกับค่าใช้จ่ายขนาดความซับซ้อนและการใช้พลังงานที่เพิ่มขึ้น
  • เมื่อใช้ NAPT การรับส่งข้อมูลที่เริ่มต้นจากภายนอกเครือข่าย NAPT จะไม่สามารถส่งไปยังเครือข่ายภายในเนื่องจากไม่มีรายการแปลในตารางการแปลซึ่งถูกเพิ่มโดยปริมาณการใช้งานที่เริ่มต้นภายใน ที่อยู่ภายนอก (สาธารณะ) เดียวมีการกำหนดค่าบนอุปกรณ์ NAT และแพ็คเก็ตใด ๆ ที่มีที่อยู่ IPv4 ปลายทางนั้นและไม่มีรายการสำหรับที่อยู่ IPv4 ต้นทางในตารางการแปลสำหรับโปรโตคอลการขนส่งจะถือว่าเป็นอุปกรณ์ NAPT เองไม่ใช่ เครือข่ายภายใน มีการบรรเทาปัญหาที่เรียกว่าการส่งต่อพอร์ตสำหรับปัญหานี้
  • การส่งต่อพอร์ตโดยทั่วไปจะกำหนดค่าด้วยตนเองรายการถาวรในตารางการแปลเพื่ออนุญาตทราฟฟิกที่เริ่มต้นจากภายนอกซึ่งถูกกำหนดให้กับโปรโตคอลการส่งผ่านและที่อยู่เฉพาะสำหรับโปรโตคอลที่จะส่งไปยังโฮสต์ภายในโดยเฉพาะ สิ่งนี้มีข้อเสียเปรียบเพียงอนุญาตให้โฮสต์ภายในโฮสต์เป็นเป้าหมายสำหรับโปรโตคอลการส่งผ่านและที่อยู่เฉพาะ ตัวอย่างเช่นหากมีหลายเว็บเซิร์ฟเวอร์ในเครือข่ายภายในจะมีเพียงเว็บเซิร์ฟเวอร์เดียวเท่านั้นที่สามารถแสดงบนพอร์ต TCP 80 (ค่าเริ่มต้นสำหรับเว็บเซิร์ฟเวอร์)
  • เนื่องจากการขาดแคลนที่อยู่ IPv4 นั้นรุนแรงมาก ISP (ผู้ให้บริการอินเทอร์เน็ต) จึงไม่มีที่อยู่สาธารณะที่จะมอบหมายให้กับลูกค้า ISP ไม่สามารถรับที่อยู่สาธารณะได้อีกต่อไปดังนั้นพวกเขาจึงได้นำมาตรการบรรเทาผลกระทบบางอย่างซึ่งทำร้ายผู้ใช้ที่บ้าน / ที่อยู่อาศัยโดยเฉพาะ ISP ต้องการจองกลุ่มที่อยู่สาธารณะที่มีค่าสำหรับลูกค้าธุรกิจที่ยินดีจ่ายสำหรับสิทธิ์ในการรับที่อยู่สาธารณะ ในการทำเช่นนั้น ISP ได้เริ่มกำหนดที่อยู่ส่วนตัวหรือที่อยู่ที่ใช้ร่วมกันให้กับลูกค้าที่อยู่อาศัย / ที่อยู่อาศัยของพวกเขาและผู้ให้บริการอินเทอร์เน็ตใช้ NAPT บนเราเตอร์ของพวกเขาเองเพื่ออำนวยความสะดวกในการใช้ที่อยู่ส่วนตัว ที่สร้างสถานการณ์ที่เครือข่ายที่บ้าน / ที่อยู่อาศัยอยู่เบื้องหลังการแปล NAPT สองรายการ (ISP NAPT ให้กับลูกค้า NAPT)
  • หลายคนทำผิดพลาดในการเทียบ NAPT และความปลอดภัยเนื่องจากโฮสต์ภายในไม่สามารถระบุได้โดยตรงจากภายนอก นี่คือความปลอดภัยที่ผิดพลาด เนื่องจากไฟร์วอลล์ที่เชื่อมต่อเครือข่ายกับอินเทอร์เน็ตสาธารณะเป็นสถานที่ที่สะดวกในการเรียกใช้ NAPT ซึ่งจะทำให้สถานการณ์สับสน มันสร้างการรับรู้ที่เป็นอันตรายว่า NAPT ตัวเองเป็นไฟร์วอลล์และไฟร์วอลล์จริงไม่จำเป็น การรักษาความปลอดภัยเครือข่ายมาจากไฟร์วอลล์ซึ่งปิดกั้นการรับส่งข้อมูลภายนอกทั้งหมดโดยค่าเริ่มต้นอนุญาตเฉพาะทราฟฟิกที่มีการกำหนดค่าอย่างชัดเจนเพื่ออนุญาตอาจทำการตรวจสอบอย่างละเอียดเกี่ยวกับเนื้อหาของแพ็คเก็ต สิ่งที่บางคนล้มเหลวในการตระหนักคือไม่มีไฟร์วอลล์ในฮาร์ดแวร์หรือซอฟต์แวร์ที่อยู่ด้านนอกหรือสร้างไว้ในอุปกรณ์ NAPT เพื่อปกป้องอุปกรณ์ NAPT อุปกรณ์ NAPT นั้นมีความเสี่ยง หากอุปกรณ์ NAPT ถูกโจมตีอุปกรณ์นั้นและโดยผู้โจมตีส่วนต่อขยายจะสามารถเข้าถึงเครือข่ายส่วนตัวภายใน แพ็กเก็ตที่เริ่มต้นจากภายนอกที่ไม่ตรงกับตารางการแปลนั้นจะถูกกำหนดไว้ในอุปกรณ์ NAPT เพราะมันเป็นอุปกรณ์ที่ได้รับการจัดการกับที่อยู่ภายนอกจริง ๆ ดังนั้นอุปกรณ์ NAPT สามารถถูกโจมตีโดยตรง

การแก้ปัญหาการขาดแคลนที่อยู่ IPv4

IETF ทำนายการขาดแคลนที่อยู่ IPv4 และสร้างโซลูชัน: IPv6 ซึ่งใช้ที่อยู่ 128 บิตซึ่งหมายความว่ามี 340,282,366,920,938,463,463,463,374,607,431,768,211,411,411,411,411,411,411,411,411,411,211,456 จำนวนที่อยู่ IPv6 เกือบเป็นไปไม่ได้ทำให้ไม่จำเป็นต้องใช้ NAPT (IPv6 ไม่มีมาตรฐาน NAT วิธีที่ IPv4 ทำได้และ IPv6 NAT RFC ทดลองห้ามใช้ NAPT) โดยเฉพาะการกู้คืนกระบวนทัศน์แบบ end-to-end IP ดั้งเดิม การบรรเทาปัญหาการขาดแคลนที่อยู่ IPv4 นั้นหมายถึงการยืดอายุการใช้งานของ IPv4 จนกว่า IPv6 จะแพร่หลายซึ่งจุดที่ IPv4 ควรจางหายไป

มนุษย์ไม่สามารถเข้าใจขนาดที่ใช้สำหรับ IPv6 ได้อย่างแท้จริง ตัวอย่างเช่นเครือข่าย IPv6 มาตรฐานใช้ 64 บิตสำหรับแต่ละเครือข่ายและส่วนโฮสต์ของที่อยู่เครือข่าย นั่นคือ 18,446,744,073,709,551,616 IPv6 มาตรฐานที่เป็นไปได้ / 64 เครือข่ายและจำนวนที่อยู่โฮสต์ (ใหญ่) เดียวกันสำหรับแต่ละเครือข่ายเหล่านั้น ในการพยายามทำความเข้าใจหมายเลขที่มีขนาดใหญ่ให้พิจารณาเครื่องมือที่สแกนที่อยู่ทั้งหมดที่เป็นไปได้ในเครือข่าย หากเครื่องมือดังกล่าวสามารถสแกนที่อยู่ 1,000,000 รายการต่อวินาที (ไม่น่าเป็นไปได้) จะใช้เวลานานกว่า 584,542 ปีในการสแกนบนเครือข่ายเดียว / 64 IPv6 ปัจจุบันมีการจัดสรรพื้นที่ที่อยู่ IPv6 ทั้งหมดเพียง 1/8 แห่งสำหรับที่อยู่ IPv6 ทั่วโลกซึ่งทำงานได้ถึง 2,305,843,009,213,6913,693,952 มาตรฐานเครือข่าย IPv6 / 64 และถ้าประชากรโลกมีจำนวน 21 พันล้านคนในปี 2100 (ตัวเลขค่อนข้างจริง) ทุก ๆ 21,000 ล้านคนสามารถมีเครือข่าย IPv6 / 64 มาตรฐาน 109,802,048 แต่ละเครือข่ายมี 18,446,744,073,709,551,616 ที่อยู่โฮสต์ที่เป็นไปได้ น่าเสียดายที่การขาดแคลนที่อยู่ IPv4 (ทศวรรษ) มีการอนุรักษ์ที่อยู่ที่ฝังแน่นอยู่ในคนหลายคนก็ไม่สามารถปล่อยมันไปได้และพวกเขาพยายามที่จะใช้มันกับ IPv6 ซึ่งไม่มีประโยชน์และเป็นอันตรายจริง ๆ IPv6 ได้รับการออกแบบมาเพื่อกำจัดที่อยู่จริง

IETF ยังมีข้อได้เปรียบของการเข้าใจถึงปัญหาหลังเหตุการณ์และปรับปรุง IP (ใน IPv6) ด้วยการลบคุณลักษณะของ IPv4 ที่ไม่ทำงานได้ดีขึ้นปรับปรุงคุณลักษณะ IPv4 และเพิ่มคุณสมบัติที่ IPv4 ไม่ได้สร้างขึ้นใหม่และปรับปรุง IP . เนื่องจาก IPv6 เป็นโปรโตคอลแยกต่างหากจาก IPv4 จึงสามารถทำงานพร้อมกับ IPv4 ได้เนื่องจากการเปลี่ยนแปลงนั้นทำจาก IPv4 เป็น IPv6 โฮสต์และอุปกรณ์เครือข่ายสามารถเรียกใช้ทั้ง IPv4 และ IPv6 บนอินเทอร์เฟซเดียวกันในเวลาเดียวกัน (ดูอัลสแต็ก) และแต่ละอันไม่สามารถมองเห็นได้ ไม่มีการแทรกแซงระหว่างสองโปรโตคอล

ปัญหาของ IPv6 คือจริง ๆ แล้วมันเป็นโปรโตคอลที่แตกต่างกันโดยสิ้นเชิงซึ่งไม่เข้ากันกับ IPv4 ที่แพร่หลายและการบรรเทาปัญหาการขาดแคลนที่อยู่ IPv4 นั้นหลายคนเห็นว่า "ดีพอ" ผลลัพธ์ก็คือมันมีอายุมากกว่า 20 ปี ปีที่ผ่านมาตั้งแต่ IPv6 ได้มาตรฐานและตอนนี้เราเพิ่งได้รับแรงฉุดจริง ๆ ในการใช้ IPv6 (รายงานของ Google ณ เดือนกันยายน 2018 การใช้ IPv6 ทั่วโลกมากกว่า 20% และอัตราการยอมรับ IPv6 ในสหรัฐอเมริกามากกว่า 35%) เหตุผลที่เราย้ายไปสู่ ​​IPv6 ในที่สุดก็คือไม่มีการกำหนดที่อยู่ IPv4 ที่ไม่ได้ใช้อีกต่อไป

มีอุปสรรคอื่น ๆ ซึ่งเป็นส่วนหนึ่งของวัฒนธรรม IPv4 ที่ยากสำหรับผู้ที่มองผ่าน หลายคนกลัว IPv6 เมื่อโตขึ้นและรู้สึกสะดวกสบายกับ IPv4 หูดและทั้งหมด ตัวอย่างเช่นที่อยู่ IPv6 ดูเหมือนจะมีขนาดใหญ่และน่าเกลียดเมื่อเทียบกับที่อยู่ IPv4 และดูเหมือนว่าจะทำให้คนจำนวนมากออกไป ความจริงก็คือว่า IPv6 มักจะง่ายกว่าและยืดหยุ่นกว่า IPv4 โดยเฉพาะอย่างยิ่งสำหรับการพูดคุยและบทเรียนที่เรียนรู้เกี่ยวกับ IPv4 นั้นถูกนำไปใช้กับ IPv6 ตั้งแต่ต้น


10
บทสรุปนี้ยอดเยี่ยมมากซึ่งในความคิดของฉันมันเป็นหนึ่งในตำราที่ดีที่สุดในหัวข้อนี้ทางอินเทอร์เน็ต! อธิบายด้วยภาษาที่เข้าใจง่ายด้วยความตั้งใจจริงที่จะช่วยให้คนอื่นยอมรับ ขอบคุณมากรอนเห็นได้ชัดว่าคุณมีความเข้าใจในเรื่องนี้ทั้งหมด จากคำตอบของคุณดูเหมือนว่าความคิดของฉันในการใช้ IP เดียวสำหรับบ้านหลายหลังกำลังถูกใช้งานจริง แต่ชัดเจนว่ามันมีปัญหากับ NAT ตามที่คุณอธิบาย หากบ้านหลายหลังมี IP เดียวพวกเขาจะไม่สามารถโฮสต์เว็บไซต์แยกต่างหากได้ ฉันเดาว่าวิธีการนี้จะดีเฉพาะกับผู้ที่ท่องอินเทอร์เน็ตโดยไม่โฮสต์เท่านั้น
Loreno

14
@ Loreno นี่เป็นหนึ่งในเอกสารที่ฉันสร้างขึ้นสำหรับหน่วยสอดแนมที่สนใจเรียนรู้เกี่ยวกับวิศวกรรมเครือข่าย การสอดแนมได้ใช้ STEM (วิทยาศาสตร์เทคโนโลยีวิศวกรรมและคณิตศาสตร์) และฉันจะจัดการบรรยายสำหรับหน่วยลาดตระเวนในพื้นที่ของฉัน
Ron Maupin

7
สร้างบัญชีที่นี่เพื่อทำการโหวต (และโหวต + + คำถามเพื่อที่ฉันจะได้กลับมาที่นี่)
Oliphaunt

6
ข้อ จำกัด 128 บิตนี้อาจเป็นความคิดที่ดีในระยะยาว: xkcd.com/865 :)
Kolmar

5
ฉันเสนออย่างนอบน้อมว่าใครก็ตามที่ชื่นชอบ NAPT ระดับ CGN / ผู้ให้บริการจะถูกบังคับให้เขียนรหัสวิดีโอ NAT-punch-through สำหรับคอลเลกชันของเราเตอร์ยุคบ้านยุค 2000 ก่อน
mbrig

31

คำตอบของ Ron Maupin ให้ภาพรวมที่ยอดเยี่ยมเกี่ยวกับการขาดแคลน IPv4 แต่ฉันต้องการตอบคำถามนี้ของคุณ:

เหตุใดเมืองหนึ่ง (ตัวอย่าง) จึงไม่มีที่อยู่ IP เดียวและบ้านทั้งหมดในเมืองนี้จะอยู่ในเครือข่ายส่วนตัวของเมืองนั้น จากนั้นเมืองนี้จะสามารถกำหนดที่อยู่จากช่วง 0.0.0.1 ถึง 255.255.255.254

นี่คือวิธีที่"NAT" (หรือโดยเฉพาะอย่างยิ่ง "การปลอมแปลงที่อยู่ IP") ทำงาน: เครือข่ายส่วนตัวได้รับการตั้งค่าซึ่งดูเหมือนกับอินเทอร์เน็ตภายนอกเช่นโฮสต์เดียวและกำหนดเส้นทางการจราจรภายในไปยังคนจำนวนมาก ผู้ใช้ที่แตกต่างกัน แต่มีข้อ จำกัด ที่สำคัญบางประการที่คุณมองข้ามในตัวอย่างของคุณ:

  • ผู้ใช้ภายในยังคงต้องสามารถระบุที่อยู่อินเทอร์เน็ตภายนอก หากคุณกำหนดที่อยู่ 151.101.1.69 ให้กับผู้ใช้ภายในบนเครือข่ายของคุณคุณจะไม่สามารถเข้าถึง networkengineering.stackexchange.com เพราะเป็นที่อยู่ที่โฮสต์ ดังนั้นในทางปฏิบัติคุณสามารถใช้ที่อยู่ภายในซึ่งสงวนไว้สำหรับการใช้งานนี้เท่านั้น
  • เห็นได้ชัดว่าน้อยกว่าโฮสต์ที่อยู่ด้านนอกต้องการวิธีส่งการรับส่งข้อมูลไปยังผู้ใช้ภายในแม้ว่าพวกเขากำลังเรียกดูเว็บ นี่เป็นเพราะการเชื่อมต่อ IP นั้นไม่เหมือนอุโมงค์: การส่งแพ็คเก็ตไปยังเว็บเซิร์ฟเวอร์ไม่ได้สงวนสายเคเบิลไว้สำหรับการสนทนามันแค่ขอให้เซิร์ฟเวอร์ส่งแพ็คเก็ตกลับมาให้คุณ หากเว็บเซิร์ฟเวอร์เพิ่งส่งการตอบกลับไปยังที่อยู่สาธารณะหนึ่งแห่งสิ่งที่ต้องติดตามว่าคอมพิวเตอร์ภายในเครื่องใดที่ร้องขอจริง หากมีมากกว่าหนึ่งคนในเครือข่ายภายในเข้าถึงเว็บเซิร์ฟเวอร์เดียวกันวิธีเดียวในการติดตามคือการกำหนดหมายเลขพอร์ตไดนามิกแบบเฉพาะแต่ละการเชื่อมต่อเพื่อให้การตอบกลับไปที่

มีที่อยู่ IPv4 ส่วนตัวใช้งานประมาณ 18 ล้านที่อยู่ แต่มีเพียงหมายเลขพอร์ต 65536 เท่านั้น คุณไม่จำเป็นต้องมีพอร์ตเฉพาะสำหรับทุกการเชื่อมต่อเพราะคุณสามารถมีตารางการค้นหาซึ่งรวมถึงที่อยู่ระยะไกลด้วยเช่นกัน แต่ก็ยังมีข้อ จำกัด ว่าคุณสามารถปรับขนาดได้ไกลแค่ไหนโดยไม่มีปัญหา

นั่นคือ NAT เป็นหนึ่งในสาเหตุที่ใหญ่ที่สุดว่าทำไมเครือข่าย IPv4 ยังไม่ยุบเนื่องจากการขาดแคลนที่อยู่ การกำหนดที่อยู่ IP ให้กับแต่ละครัวเรือนหรือสำนักงานและออกให้กับอุปกรณ์เพื่อดำเนินการ NAT ช่วยให้สามารถเชื่อมต่ออุปกรณ์อื่น ๆ ได้มากกว่าการออกแบบดั้งเดิมของ IPv4 ในการขยายเพิ่มเติมนั้นจะใช้NAT ระดับผู้ให้บริการโดยที่ ISP มีที่อยู่สาธารณะน้อยกว่าครัวเรือนที่เชื่อมต่ออาจใช้ NAT สองชั้นเพื่อจัดการเส้นทางของแพ็กเก็ตไปยังปลายทางในที่สุด

ในท้ายที่สุดการบีบเส้นทางที่เป็นไปได้ทั้งหมดออกจากที่อยู่ที่เหลือเพียงไม่กี่แห่งก็เป็นเพียงการช่วยชีวิตสำหรับ IPv4 และในบางจุดทุกที่อยู่จะถูกสงวนไว้สำหรับการใช้งานภายในหน้าสาธารณะของเครือข่าย NAT บางส่วนหรือที่อยู่สาธารณะ ของเซิร์ฟเวอร์ที่ยอมรับการเชื่อมต่อที่ไม่ได้ร้องขอ


13

ตอนนี้บ้านทุกหลังมีที่อยู่ IP ของตัวเอง เหตุใดเมืองหนึ่ง (ตัวอย่าง) จึงไม่มีที่อยู่ IP เดียวและบ้านทั้งหมดในเมืองนี้จะอยู่ในเครือข่ายส่วนตัวของเมืองนั้น

สิ่งนี้กระทำโดยผู้ให้บริการอินเทอร์เน็ตหลายรายตั้งแต่ปลายปี 1990

ในปี 1990 มีเหตุผลที่แตกต่างกัน (ไม่ใช่การขาดแคลน IPv4) สำหรับการทำเช่นนี้ อย่างไรก็ตามในปี 2012ผู้ให้บริการอินเทอร์เน็ตที่ฉันเป็นลูกค้าเริ่มทำเช่นนี้เนื่องจากมีที่อยู่ IPv4 ไม่เพียงพออีกต่อไป:

ผู้ให้บริการของฉันใช้ "DS-Lite" ซึ่งหมายความว่าลูกค้าใหม่จะได้รับที่อยู่ IPv6 ทั่วโลก (กำหนดแบบไดนามิก) และพวกเขามีที่อยู่ IPv4 ส่วนตัวตามที่คุณอธิบาย

ผู้ให้บริการอินเทอร์เน็ตรายอื่นใช้ "CGNAT" ว่าอะไรคือสิ่งที่คุณอธิบาย (ไม่มี IPv6)

เกิดอะไรขึ้นกับความเข้าใจของฉัน?

คุณต้องดูว่าอะไรเป็นไปไม่ได้เมื่อใช้ NAT:

หากคุณต้องการใช้งานเซิร์ฟเวอร์บางตัวคุณต้องมีที่อยู่ IP ที่ไม่ซ้ำกัน และโปรดทราบว่าอุปกรณ์บางอย่างที่บ้านของคุณคุณสามารถเข้าถึงได้จากสมาร์ทโฟนของคุณคือ "เซิร์ฟเวอร์"

นอกจากนี้ยังมีงานวิจัยที่ทำโดย Facebook Inc. ซึ่งแสดงให้เห็นว่าความเร็วในการเชื่อมต่อนั้นได้รับอิทธิพลเมื่อลูกค้าหลายรายแบ่งปันที่อยู่ IP เดียว

และมีปัญหาอื่น:

เนื่องจากหมายเลขพอร์ตจำนวนการเชื่อมต่อหนึ่งที่อยู่ IP หนึ่งสามารถสร้างไปยังเซิร์ฟเวอร์ที่แน่นอนในเวลาเดียวกันจะถูก จำกัด ที่ประมาณ 60000

ฉันเคยเห็นหน้าสตรีมมิ่งวิดีโอที่เปิดการเชื่อมต่อ 10 ครั้งในเวลาเดียวกัน 6,000 คนที่ใช้หน้าเดียวกันและถึงขีด จำกัด 60000

และ 60000 เป็นข้อ จำกัด ทางทฤษฎี ขีด จำกัด ที่แท้จริงน้อยกว่า

จากนั้นเมืองนี้จะสามารถกำหนดที่อยู่จากช่วง 0.0.0.1 ถึง 255.255.255.254

สิ่งนี้จะไม่ทำงานอย่างแน่นอน:

สมมติว่าคุณต้องการเข้าถึงเว็บไซต์นี้ (networkengineering.stackexchange.com) จากนั้นคุณจะต้องสร้างการเชื่อมต่อกับ 151.101.129.69

หากมีคอมพิวเตอร์ที่มีที่อยู่ 151.101.129.69 อยู่ในเครือข่ายท้องถิ่นทั่วเมืองการเชื่อมต่อกับ "networkengineering.stackexchange.com" อาจไม่ทำงานเพราะไม่ชัดเจนว่าคอมพิวเตอร์สองเครื่องที่มีที่อยู่ IP เดียวกันนั้นมีความหมายว่าอย่างไร: เครือข่ายในเมืองหรือเครือข่ายนอกเครือข่าย

ซึ่งหมายความว่าเครือข่ายทั่วเมืองต้องทราบว่า 151.101.129.69 เป็นที่อยู่นอกเครือข่ายนั้น

ดังนั้นที่อยู่ที่ไม่ได้ใช้ในอินเทอร์เน็ตทั่วโลกเท่านั้นที่สามารถใช้ได้

ยังไงซะ:

แม้ในเครือข่ายส่วนตัวที่ไม่ได้เชื่อมต่อกับอินเทอร์เน็ตเราไม่สามารถใช้ช่วงทั้งหมดได้ 0.0.0.1-255.255.255.254:

ในเครือข่ายดังกล่าวเราสามารถใช้ที่อยู่เช่น 151.101.129.69

อย่างไรก็ตามช่วง 0, 127 และ 224-255 ไม่สามารถใช้ได้เนื่องจากช่วงเหล่านี้ได้รับการจัดการเป็นพิเศษโดยระบบปฏิบัติการและอุปกรณ์เกือบทั้งหมด ดังนั้นระบบปฏิบัติการทั่วไปจึงไม่อนุญาตให้คอมพิวเตอร์มีที่อยู่ 127.10.11.12


การแก้ไขเล็กน้อยช่วง 3 เครือข่ายส่วนตัวคือ 10.0.0.0/8 (ดังนั้น 10.0.0.0-10.255.255.255), 172.16.0.0/12 (172.16.0.0 - 172.31.255.255) และ 192.168.0.0/16 (192.168.0.0- 192.168.255.255) ที่มีที่อยู่น้อยกว่าสำหรับการมอบหมายเนื่องจากเครือข่าย / การออกอากาศพิเศษขึ้นอยู่กับว่าช่วงเหล่านั้นจะถูก subnetted เริ่มต้นที่ 2 โดยไม่ต้อง subnetting และ 2 ต่อ subnet
htmlcoderexe

@htmlcoderexe หากความคิดเห็นของคุณเกี่ยวกับส่วนสุดท้ายของคำตอบของฉัน: ฉันได้แก้ไขคำตอบของฉันเพื่อชี้แจงความหมายของ "เครือข่ายส่วนตัว" ในส่วนนี้ หากเครือข่ายไม่ได้เชื่อมต่อกับอินเทอร์เน็ต (หรือใช้พร็อกซีเซิร์ฟเวอร์ที่ใช้ HTTP) ไม่มีเหตุผลว่าทำไมที่อยู่ 151.101.129.69 (ตัวอย่าง) ไม่สามารถใช้กับคอมพิวเตอร์ท้องถิ่นได้ ช่วง 0, 127 และ 224-255 ไม่สามารถใช้ได้
Martin Rosenau

เป็นวิธีที่ชัดเจนมากขึ้นขออภัยในความเข้าใจผิด
htmlcoderexe

0

นอกจากนี้ยังควรสังเกตว่า IPv4 IP จำนวนมากนั้นเป็นของ บริษัท โฮสติ้งคลาวด์หรือตัวแทนจำหน่ายพร็อกซี่และมีการเสียอย่างมาก ทุกคนที่เช่าพร็อกซี่ประสบปัญหาอย่างมากในการหลีกเลี่ยงที่อยู่ IP ที่เสีย

ในขณะที่ที่อยู่ IPv4 จะหมด แต่ก็ยังมีอีกมากพอที่จะเดินไปรอบ ๆ และคุณยังสามารถซื้อบล็อกของพวกเขา (โดย 1000s) สำหรับแต่ละดอลลาร์


3
ROTFL ไม่กี่ดอลลาร์จะอยู่ที่ประมาณ 14-15 + ค่าธรรมเนียมสำหรับโบรกเกอร์ที่อยู่ A / 24 (และคุณจำเป็นต้องใช้เพื่อให้คุณสามารถกำหนดเส้นทางบนอินเทอร์เน็ต) ประมาณ $ 5.000
Jens Link

1
ฉันบอกว่าพวกเขาขายเป็นจำนวน "1,000" ในราคาไม่กี่ดอลลาร์ต่อคน แต่ครั้งสุดท้ายที่ฉันดูราคาคือไม่กี่ปีที่ผ่านมา ฉันเช่าพร็อกซี่ส่วนตัวซึ่งไปประมาณ $ 1-5 ต่อเดือนขึ้นอยู่กับจำนวนและคุณภาพ พร็อกซี่บริสุทธิ์ที่มี IP ที่ไม่ได้ใช้ไปประมาณ $ 15 ต่อ 1 ต่อเดือน แต่จำนวนจะได้รับส่วนลดลึก นี่คือการกำหนดราคาปัจจุบันสำหรับบล็อก: arin.net/fees/fee_schedule.html
McFlySoHigh

3
ฉันไม่แน่ใจว่าสิ่งที่คุณหมายถึงโดย "ปนเปื้อน" ที่นี่
IMSoP

1
ถูกทารุณกรรมโดยผู้ที่ทำงานบอทฟาร์มด้วยเหตุผลหลายประการการขุดข้อมูลการขูดเว็บการสร้างบัญชีจำนวนมากการซื้อรายการ "จำกัด ต่อลูกค้า" โดยทั่วไปถ้าคุณเช่าพร็อกซีที่ไม่ดีซึ่งถูกทารุณกรรมอย่างหนัก หลายขั้นตอนและแคปชาอีกครั้งแม้กระทั่งการค้นหา google.com แบบง่าย ๆ IP รวมถึงบล็อกทั้งหมดของ IP มักถูกแบนจากเว็บไซต์หลักร้านโซเชียลมีเดีย ฯลฯ ทำให้ไม่สามารถใช้งานได้ ดังนั้นด้วยการเสียฉันหมายถึงเป็นไปไม่ได้ที่จะใช้ นี่คือเหตุผลที่ค่าเช่าพร็อกซี่บริสุทธิ์คือ 5-10x ราคาของพร็อกซี่ส่วนตัว Shared Proxies = ถูกที่สุด
McFlySoHigh

1
ตัวอย่างเช่น Limeproxies.com มี Virgin IP ที่ถูกที่สุดออกมาจากนั้นLimeproxies.com/pricing.php - อย่างไรก็ตามมันมีข้อ จำกัด อย่างมากเกี่ยวกับวิธีที่คุณใช้พวกเขายืนยันว่าคุณอนุญาตรายการที่อนุญาตแต่ละโดเมน / IP พวกเขายังไม่อนุญาตให้คุณอนุญาตเว็บไซต์ที่เฉพาะเจาะจงเช่น Nike, Ticketmaster และอื่น ๆ คุณต้องซื้อ IP ที่ได้รับการรับรอง "Nike.com" ด้วยแท็กราคาที่สูง
McFlySoHigh

0

มีเหตุผลบางอย่างและเหตุผลตามความเห็นและแน่นอนเหตุผลที่สำคัญที่สุด - เงิน - สำหรับสิ่งนั้น

ก่อนอื่น IP ได้รับการออกแบบให้เป็นแบบ end-to-end โดยที่โฮสต์มีที่อยู่เฉพาะ ซึ่งโดยทั่วไปหมายถึง - ในทางทฤษฎี - อุปกรณ์ทุกเครื่อง (เซิร์ฟเวอร์พีซีโทรศัพท์) ต้องมีที่อยู่ IP ของตัวเอง

มีที่อยู่ 4 พันล้านที่อยู่ซึ่งโดยหลักการแล้วจะเพียงพอสำหรับทุกคนเนื่องจากแม้ว่าจะมีผู้คนจำนวนมากบนโลกใบนี้เกือบสองเท่า แต่ส่วนใหญ่ที่ครอบงำกำลังดิ้นรนเพื่อให้ได้กินมากพอและไม่สามารถซื้อคอมพิวเตอร์ได้ตลอดชีวิต . อย่างไรก็ตามในหมู่ชนกลุ่มน้อยซึ่งสามารถจ่ายก็มากขึ้นเช่น 15-20 อุปกรณ์ต่อหัวเสมอออนไลน์รวมทั้งกล้องบางตู้เย็นระยะไกลที่สามารถควบคุมความสว่างและความร้อนและ ... คุณเครื่องปิ้งขนมปัง ซึ่งสำหรับเหตุผลที่ไม่รู้จักกับฉันจะต้องเชื่อมต่อกับอินเทอร์เน็ต
มันไม่เหมือนกับสิ่งที่จำเป็นสำหรับอินเทอร์เน็ต - สิ่งที่แท้จริง แต่มันได้รับการตลาดอย่างประสบความสำเร็จและนำมาใช้อย่างกว้างขวางในช่วงทศวรรษที่ผ่านมาดังนั้นมันจึงเป็นความจริงและเป็นจริงปัญหา. ยิ่งกว่านั้นที่อยู่จำนวนมากสูญเปล่าเพราะเหตุผลทางเทคนิคที่ดีและที่อยู่จำนวนมากสูญเปล่าเพราะไม่มีเหตุผลที่ดีเลย (ฉันจะกลับมาดูอีกครั้งในภายหลัง)

ในทางปฏิบัติมีสิ่งที่เรียกว่า NAT ซึ่งจะทำสิ่งที่คุณแนะนำ ในทางเทคนิคแล้วมันละเมิดหลักการออกแบบของ IP ซึ่งไม่ได้เป็นปัญหาใหญ่ อย่างไรก็ตามในขณะที่ NAT ทำงานได้ดีและเป็นสิ่งที่ดีในความเคารพอาจมีข้อ จำกัด ของมัน (โดยเฉพาะอย่างยิ่งในทางทฤษฎีแล้วมันสามารถขยายจำนวนที่อยู่ด้วยปัจจัยสูงสุด 65535 และในทางปฏิบัติน้อยกว่านั้น) เป็นความปรารถนาอันแรงกล้าที่จะทำให้ NAT ตาย สิ่งที่เร่งด่วนที่สุดคือการที่ NAT ปิดบังความสัมพันธ์ 1: 1 ระหว่างที่อยู่และอุปกรณ์ ซึ่งเป็นสิ่งที่ดีเพราะโอ้คุณไม่ต้องการมันแต่มันก็ไม่ดีสำหรับบางคนที่มีคำพูด (เช่นการบังคับใช้กฎหมาย) อีกเหตุผลหนึ่งก็คือ NAT (ซึ่งมักจะเป็นไฟร์วอลล์ด้วย) ทำให้แอปพลิเคชั่นบางอย่างยาก โดยเฉพาะโฮสต์ที่อยู่เบื้องหลัง NAT ที่พูดคุยกับ NAT ที่อยู่เบื้องหลังนั้นมีปัญหา (เป็นไปไม่ได้ยากที่จะติดตั้งมากกว่าที่จำเป็นจริงๆ)

ตอนนี้สำหรับองค์กร "ทั่วไป" (หรือองค์กรอื่น ๆ ) กับบางคนที่นั่งอยู่ในห้องเล็ก ๆ และสื่อสารในเครือข่ายขององค์กรหรือผ่าน VPN และอาจมีการเข้าถึงอินเทอร์เน็ตได้หลายประเภท และ NAT พวกเขาทั้งหมดผ่าน ไม่เพียง แต่มันจะถูกกว่ามากมันก็จะทำให้มันมากน้อยที่เห็นได้ชัดในการเป็นผู้สังเกตการณ์ภายนอกใครเป็นใคร นอกจากนี้มันจะทำให้ชัดเจนยิ่งขึ้นกับผู้ดูแลระบบเครือข่าย ทั้งสองอย่างนี้เป็นสิ่งที่ดี ความจริงมีอยู่ว่า บริษัท ขนาดใหญ่หลายแห่งและมหาวิทยาลัยในสหรัฐอเมริกาได้สงวนที่อยู่ IP จำนวนมากไว้เพื่อให้เครื่องทุกเครื่องที่พวกเขาอาจมีที่อยู่ของตนเอง ถามทำไม ฉันไม่สามารถพูดได้

เหตุผลที่สำคัญที่สุดที่เรา "หมด" คือมีแรงจูงใจที่แข็งแกร่งในการโปรโมต IPv6 ในขณะที่ IPv6 ไม่เพียง แต่กำจัดปัญหาบางอย่างและนำคุณสมบัติที่พึงประสงค์บางอย่าง (แม้ว่าจะมีน้อย) แต่ก็ยังเพิ่มค่าใช้จ่ายที่สามารถวัดได้บนสาย (โดยเฉพาะหากมีหลายเลเยอร์เช่น IP-over-PPPoE-over-ATM การเชื่อมต่ออินเทอร์เน็ตที่บ้าน) และลูกค้าชำระค่าแบนด์วิดท์ที่วัดเป็นไบต์ต่อวินาทีหรือจ่ายสำหรับปริมาณต่อไบต์ ดังนั้น ... การย้ายออกจาก IPv4 นั้นเป็นที่ต้องการอย่างมากเพราะในฐานะผู้ให้บริการที่คุณต้องการแบ็คโบนน้อยกว่าหรือคุณสามารถชาร์จลูกค้าของคุณได้มากขึ้นสำหรับสิ่งเดียวกัน
ซึ่งนำไปสู่วิกฤติที่กำลังได้รับการเลื่อนตำแหน่งอย่างแข็งขันโดยแจกที่อยู่อย่างลูกกวาด (จนกระทั่งแทบจะไม่มีเหลือเลย) ฉันจำได้ไม่นานที่ผ่านมาสองสามปีคุณจะได้อะไรเช่น 5 ที่อยู่เหมือนเมื่อเช่าเซิร์ฟเวอร์ $ 50


ปัญหาอะไรที่จะเกิดขึ้นกับ ISP ที่ใช้ส่วนของพื้นที่ที่อยู่ IPv4 สำหรับการเชื่อมต่อ IPv4-iPv6 และบอกว่าหากอุปกรณ์ IPv4 ของลูกค้าออกคำขอ DNS สำหรับที่อยู่ที่มีที่อยู่ IPv6 สาธารณะ (แต่ไม่ใช่ IPv4) กำหนดแผนที่ที่อยู่ IPv4 "ท้องถิ่น" ให้เป็นที่อยู่ IPv6 ระยะไกลและแปลคำขอเพื่อเชื่อมต่อกับที่อยู่ IPv4 ในพื้นที่นั้นเป็นคำขอเชื่อมต่อกับ IPv6 ระยะไกลหรือไม่
supercat

@supercat: นอกเหนือจากการทำงานพิเศษและไม่ได้รับประโยชน์จากการเพิ่มปริมาณการใช้งานฉันไม่เห็นเหตุผลว่าทำไมสิ่งนี้ไม่สามารถทำได้อย่างง่ายดาย เป็นเพียงการคร่ำครวญเกี่ยวกับปัญหาการขาดแคลน IPv4 และการขาย IPv6 ก็มีกำไรมากกว่า ตลาดใหญ่ฉวัดเฉวียนเพราะเป็นสิ่งใหม่ (และไม่ใช่แม้แต่ IPv5 เป็น IPv6 ดังนั้นจึงต้องดีขึ้นเป็นสองเท่า) ไม่มีงานพิเศษเพิ่มปริมาณการใช้งานและไม่ต้องกังวลเกี่ยวกับเนื้อหาอื่น ๆ (เช่นการจัดการที่อยู่เพียงแค่ดึงซับเน็ตออกจากเครือข่ายย่อย 56/56 หรือ 64 ซึ่งไม่เคยเปลี่ยนอีกแล้ว) นอกจากนี้เราเตอร์ต้องการซิลิคอนที่น้อยลงเพื่อให้ถูกลง ...
เดมอน

2
ฉันทุกคนพร้อมที่จะถอนรากถอนโคนนี้จนกว่าฉันจะได้รับวลีเช่น "ดีสำหรับบางคนที่มีคำพูด (เช่นการบังคับใช้กฎหมาย)" และ "วิกฤตการณ์ที่กำลังได้รับการเลื่อนตำแหน่งอย่างแข็งขันให้ที่อยู่อย่างลูกกวาด" การสมคบ ยุคของการแจกที่อยู่อย่างลูกกวาดนั้นอยู่ในช่วงต้นอินเทอร์เน็ตก่อนที่จะเกิดปัญหาการขาดแคลน มีความพยายามอย่างแข็งขันในการเรียกคืนบล็อก "คลาส A" และแบ่งพวกเขาโดยใช้ CIDR อย่างแม่นยำเพราะเราต้องการที่อยู่เพื่อทำการเชื่อมต่อแบบจุดต่อจุดมากขึ้น
IMSoP

@IMSop: ความคิดเห็นของคุณอาจแตกต่างกัน แต่การบังคับใช้กฎหมายเป็นเหตุผลสำคัญอย่างหนึ่งสำหรับ IPv6 NAT ระดับผู้ให้บริการที่มีอยู่ในบางประเทศทำให้การระบุตัวบุคคล (หรือมากกว่าอุปกรณ์ของพวกเขาเอง) มากขึ้นยากขึ้นมากและหมายถึงปัญหาการบำรุงรักษามากขึ้นในด้านผู้ให้บริการ ไม่เป็นปัญหาสำหรับอุปกรณ์ 5 หรือ 10 ชิ้นในบ้านของคุณถ้า "NAT" หมายถึงการเชื่อมต่อ IP ของคุณเนื่องจากอุปกรณ์เหล่านั้นเป็นของคนคนหนึ่ง (หรือน้อยคน) อยู่ดี แต่มันก็เป็นปัญหาในบางพื้นที่ ไม่มีการเอ่ยถึงการสมคบคิดจากด้านข้างของฉัน เฉพาะที่มีผลประโยชน์เชิงพาณิชย์ที่แข็งแกร่ง
เดมอน

2
@Damon แน่นอนว่า NAT ทำให้ชีวิตยากขึ้นสำหรับการบังคับใช้กฎหมาย ประเด็นก็คือว่ามันยังทำให้ชีวิตยากสำหรับคนอื่น ๆ ตัวอย่างเช่นการถ่ายโอนไฟล์แบบเพียร์ทูเพียร์ - ไกลจากการบังคับใช้กฎหมายหรือผลประโยชน์ทางการค้าเท่าที่คุณจะทำได้ - ต้องมีความซับซ้อนเป็นพิเศษในการจัดการการเชื่อมต่อ NAT และ CGNAT ฉันไม่เคยเห็นแหล่งข่าวที่มีชื่อเสียงกล่าวว่าหน่วยงานบังคับใช้กฎหมายกำลังกดดันให้ทุกคนเปลี่ยนมาใช้ IPv6 และหากสิ่งใดที่ฉันสงสัยว่าผลประโยชน์เชิงพาณิชย์มักจะแสดงให้เห็นถึงปัญหาเพราะการเผยแพร่ IPv6 นั้นมีราคาแพง
IMSoP

-4

Loreno:

1) คำถามที่เข้าใจง่ายของคุณ "ทำไมเมือง (ตัวอย่าง) ไม่สามารถมีที่อยู่ IP เดียวและบ้านทั้งหมดในเมืองนี้จะอยู่ในเครือข่ายส่วนตัวของเมืองนั้นหรือไม่จากนั้นเมืองนี้จะสามารถกำหนดที่อยู่ได้จากช่วง 0.0.0.1 ถึง 255.255.255.254 " จะใช้งานได้จริงหากที่อยู่ IP นั้นได้รับการดูแลอย่างเหมาะสม น่าเสียดายที่อินเทอร์เน็ตเริ่มต้นด้วยวิสัยทัศน์สำหรับโครงสร้างพื้นฐานการสื่อสารทั่วโลกและจากนั้นมันก็ขยายตัวอย่างรวดเร็วซึ่งการดำเนินการแก้ไขไม่สามารถแก้ไขปัญหาได้ - ดังนั้นพวกเขากล่าวว่า

2) เมื่อไม่กี่ปีที่ผ่านมาทีมงานของเราเข้ามามีส่วนร่วมในเรื่องนี้เนื่องจากความอยากรู้ตามพื้นฐานของโทรศัพท์ของเรา เรามาพร้อมกับโซลูชันที่เรียกว่า EzIP (การออกเสียงสำหรับ Easy IPv4) ที่สามารถขยายที่อยู่ IPv4 สาธารณะได้ 256M (ล้าน) เท่า (มากกว่าที่คุณคาดหวังไว้) เราส่งข้อเสนอไปยัง IETF:

https://tools.ietf.org/html/draft-chen-ati-adaptive-ipv4-address-space-03

และการนำเสนอกราฟิกอาจถ่ายทอดความคิดได้เร็วขึ้น:

https://www.avinta.com/phoenix-1/home/EzIPenhancedInternet.pdf

3) รูปแบบ EzIP ไม่เพียง แต่แก้ไขปัญหาการขาดแคลนที่อยู่ IP แต่ยังมีความเป็นไปได้สำหรับการปรับปรุงประสิทธิภาพของอินเทอร์เน็ต โปรดดูเอกสารข้างต้นแล้วเราสามารถพูดคุยเพิ่มเติม

เอ็บ (2018-10-14 22:27)


3
ขณะนี้ไม่มีซอฟต์แวร์และฮาร์ดแวร์ที่ใช้งานได้ อาจจะไม่เคยเป็นเพราะข้อบกพร่องพื้นฐานที่มองเห็นได้เช่นในการอภิปรายในฟอรั่ม OpenWTR
Josef

5
ฉันเกรงว่า "วิธีแก้ปัญหา" ของคุณจะไม่สามารถแก้ไขได้มากนัก มันต้องการการเปลี่ยนแปลงมากมายตลอดทั้งเครือข่ายและแอปพลิเคชันเช่นเดียวกับการปรับใช้ IPv6 แต่มีข้อ จำกัด มากขึ้นดังนั้นจึงไม่สามารถใช้ได้กับการปรับใช้ทั่วไป และถ้าเป็นแอพพลิเคชั่นเฉพาะคุณสามารถทำได้ในระดับแอพพลิเคชั่นโดยไม่ต้องทำการเปลี่ยนแปลงใด ๆ กับโครงสร้างพื้นฐาน
jcaron

2
EzIP ดูเหมือนยากที่จะปรับใช้เป็น IPv6 ทำไมเราจะใช้ EzIP แทนที่จะใช้แค่ IPv6 ปัญหาของ IPv6 คือซอฟต์แวร์ทั้งหมดที่มีอยู่ (และบางครั้งฮาร์ดแวร์) ต้องได้รับการอัพเกรด EzIP จะแก้ปัญหานี้ได้อย่างไร อาจจะง่ายกว่านี้เล็กน้อยเนื่องจากเราเตอร์ส่วนใหญ่ไม่จำเป็นต้องอัพเกรด แต่ยังคงทิ้งเซิร์ฟเวอร์ทั้งหมดไว้
user253751

2
ข้อเสนอนี้ใช้เวลาประมาณ 25 ปีสายเกินไป: ใครก็ตามที่ลงทุนเพื่อสนับสนุนการกำหนดที่อยู่และโครงร่างการผลิตสามารถแทนการลงทุนในหนึ่งในหลาย ๆ แห่งของอุโมงค์และการเปลี่ยนผ่าน IPv6 ที่ผ่านการทดลองและทดสอบแล้ว
IMSoP

2
รูปแบบที่เสนอโดยคนที่เพิ่งเพิ่งจะสามารถติดตั้ง OpenWRT เป็นครั้งแรกนั้นเป็นที่น่าสงสัย
Josef

-5

เราไม่ได้ใช้ที่อยู่ IPv4 หมด

วันนี้ที่อยู่ IPv4 มีค่าใช้จ่ายเท่าไร ดูเหมือนว่าจะประมาณ $ 18: http://ipv4marketgroup.com/ipv4-pricing/

IPv4 เดียวราคาถูกกว่าน้ำมันหนึ่งถังมาก ฉันต้องการน้ำมันใหม่ 8 บาร์เรลต่อปีสำหรับรถยนต์ของฉัน ฉันไม่ต้องการที่อยู่ IPv4 ใหม่ 8 แห่งทุกปี - จริง ๆ แล้วที่อยู่ IPv4 เดียวนั้นเพียงพอสำหรับฉันและในปัจจุบันฉันไม่ได้ใช้เซิร์ฟเวอร์ใด ๆ ดังนั้นฉันจึงสามารถแบ่งปันที่อยู่อย่างสมบูรณ์ผ่าน NAT ระดับผู้ให้บริการ

ในความเป็นจริงแม้ว่าน้ำมัน (ในปริมาณปกติที่บริโภค) มีราคาแพงกว่า IPv4 address มาก (ในปริมาณทั่วไปที่ต้องการ) แต่เราไม่ได้ใช้น้ำมันหมด

หากคุณซื้อที่อยู่ IPv4 คุณจะมีที่อยู่นี้ตลอดไป (หรือจนกว่าผู้เชื่อ IPv6 จะเปลี่ยนที่อยู่ IPv4 เป็นโปรโตคอลที่เลือก) ด้วยอัตราคิดลด 5% เป็น $ 0.9 ต่อปี ฉันจ่ายเงินประมาณ $ 300 ต่อปีสำหรับการเชื่อมต่อมือถือของฉัน (ซึ่งอยู่หลัง NAT เกรดของผู้ให้บริการ) และประมาณ $ 300 ต่อปีสำหรับการเชื่อมต่อคงที่ของฉัน (ที่ไม่ได้อยู่หลัง NAT เกรดของผู้ให้บริการ) ค่าใช้จ่ายรายปีของที่อยู่ IPv4 คือ 0.3% ของค่าใช้จ่ายการเชื่อมต่ออินเทอร์เน็ตทุกปีผ่านบริการโทรศัพท์พื้นฐานหรือโทรศัพท์มือถือ

มีเทคโนโลยีต่าง ๆ เช่น TLS และพร็อกซี HTTP ที่อนุญาตให้เรียกใช้เซิร์ฟเวอร์จำนวนมากที่อยู่หลัง IPv4 เดียวที่ระบุโดยชื่อโดเมนของพวกเขา ดังนั้นตัวอย่างเช่น Internet of Things (IoT) สามารถส่งผลให้การใช้งานเซิร์ฟเวอร์นับพันล้านดีกว่าที่เรามีที่อยู่ IPv4 โปรโตคอลที่ไม่ได้เข้ารหัสใหม่ส่วนใหญ่ในวันนี้ถูกสร้างขึ้นบน HTTP; โปรโตคอลการเข้ารหัสใหม่ส่วนใหญ่ในวันนี้ถูกสร้างขึ้นบน TLS ทั้งสองมีวิธีการระบุชื่อ DNS ของเซิร์ฟเวอร์ดังนั้นพร็อกซีสามารถทำงานและซ่อนเซิร์ฟเวอร์หลายเครื่องที่อยู่ IPv4 เดียว โปรโตคอลเช่น SSH สามารถเรียกใช้เซิร์ฟเวอร์ที่อยู่ด้านหลังพอร์ตที่ไม่ได้มาตรฐานและ OpenSSH มี "คำสั่งพร็อกซี" ดังนั้นพร็อกซี SOCKS / HTTP CONNECT ยังสามารถรองรับหลาย ๆ เครื่องที่คุณสามารถ SSH ไปยังที่อยู่ IPv4 เดียว ฉันจะจ่ายเพิ่ม $ 18 เพื่อความสะดวกโดยไม่ต้องระบุพอร์ตที่ไม่ได้มาตรฐานหรือคำสั่งพร็อกซีในการกำหนดค่า OpenSSH ของฉันหรือไม่ ฉันจะไม่

เทคนิคเช่นการแมปอิสระของจุดปลายอนุญาตให้เจาะ UDP และ TCP ที่สามารถตั้งค่าการเชื่อมต่อแบบจุดต่อจุดระหว่างสองโฮสต์ที่อยู่ด้านหลัง NAT เพียงแค่ต้องการเซิร์ฟเวอร์ภายนอกสำหรับกำหนดพอร์ต TCP / UDP ที่ NAT กำหนดสำหรับแต่ละปลายทาง NAT ไม่ได้หยุดการเชื่อมต่อแบบ end-to-end เพียงแค่ต้องการเซิร์ฟเวอร์ตัวช่วยแยกต่างหากเพื่อพิจารณาหมายเลขพอร์ตที่ NAT กำหนด โลกจะต้องการเซิร์ฟเวอร์ตัวช่วย 4 พันล้านเครื่องหรือไม่ ไม่มันไม่

IPv6 เป็นศาสนา หลายคนพบว่ามันยากที่จะเชื่อว่าอินเทอร์เน็ตในวันพรุ่งนี้สามารถทำงานได้โดยไม่ต้องใช้ IPv6 เหมือนกับที่พวกเขาพบว่ามันยากที่จะเชื่อว่าสังคมสามารถทำงานได้โดยปราศจากศาสนา


6
ประชากรส่วนใหญ่ของโลกยังไม่ได้เชื่อมต่อกับอินเทอร์เน็ตและแอพพลิเคชั่นใหม่ที่ต้องใช้ที่อยู่สาธารณะยังคงได้รับการพัฒนา
Teun Vink

11
ทุกสิ่งที่คุณอธิบายเป็นวิธีการแก้ไขข้อเท็จจริงที่ว่าเราใช้ที่อยู่ IPv4 หมดแล้ว ไม่ว่าการแก้ปัญหาเหล่านั้นจะดีกว่าหรือแย่กว่าการเปลี่ยนไปใช้ IPv6 เป็นการถกเถียงที่แตกต่างกัน แต่ถ้าเราไม่มีที่อยู่เหลือเราก็ไม่ต้องการสิ่งเหล่านั้น
IMSoP

12
พระเจ้าที่รักนี่เป็นสิ่งที่ผู้คนคิดกันจริงหรือ คุณพยายามทำให้สิ่งต่าง ๆ ทำงานได้อย่างถูกต้องกับ NAT หรือ CGNAT โดยเฉพาะหรือไม่ CGNAT โดยเฉพาะหมายความว่าคุณไม่สามารถเรียกใช้เซิร์ฟเวอร์เป็นระยะเวลา คุณดูเหมือนจะพูดว่า "มันไม่ได้ส่งผลกระทบต่อฉันเป็นการส่วนตัวดังนั้นปัญหาจะไม่มีอยู่" และ "มาใช้วิธีแก้ปัญหาที่เจ็บปวดสุด ๆ เหล่านี้เพื่อแชร์ที่อยู่แทนที่จะใช้ที่อยู่เพิ่มเติมเพื่อเริ่มต้นด้วย (โดยที่พวกเขาไม่ได้เจ็บปวดเพราะฉันไม่เคยใช้มัน)"
user253751

7
ตัวอย่างเช่น NAT เป็นเหตุผลที่คนส่วนใหญ่ไม่สามารถใช้ SCTP ฉันแน่ใจว่าต้องการลองใช้ SCTP แต่ฉันทำไม่ได้เพราะเราเตอร์ที่บ้านของฉันไม่เข้าใจ SCTP หากฉันไม่จำเป็นต้องใช้ NAT เพื่อป้องกันวิกฤติ IPv4 เราเตอร์ของฉันไม่จำเป็นต้องเข้าใจและฉันก็สามารถใช้มันได้!
user253751

8
โอ้และโดยวิธีการประมูลที่มากขึ้นหรือน้อยลง - ผู้ที่ยินดีจ่ายมากขึ้นจะได้รับที่อยู่ของพวกเขาและผู้ที่ไม่ได้เป็นเช่นนั้น คนที่อาศัยอยู่ในแอฟริกาที่มีรายได้ $ 10 ต่อเดือน? ใช่ด้วยทัศนคตินี้เขาไม่เคยเชื่อมต่อกับอินเทอร์เน็ต - ไม่ได้เพราะเขาไม่สามารถเดินสายได้ แต่เพราะคุณโหวตให้เขามีที่อยู่ การจ่ายเงิน $ 18 สำหรับหมายเลขประจำตัวประชาชนนั้นไร้สาระ (เว้นแต่จะมีเอกสารที่เกี่ยวข้องกับเอกสารมูลค่า 18 เหรียญซึ่งไม่มี
อยู่จริง
โดยการใช้ไซต์ของเรา หมายความว่าคุณได้อ่านและทำความเข้าใจนโยบายคุกกี้และนโยบายความเป็นส่วนตัวของเราแล้ว
Licensed under cc by-sa 3.0 with attribution required.