自 2011 年互联网号码分配局(IANA)通告 IPv4 地址依然全部分配完毕以来,
东说念主们便了了 IPv6 取代 IPv4 已是势在必行。
关联词许多东说念主可能不知说念的是,从 IPv6 的第一个公约步调问世于今依然 25 年之久。而为何直到本日,咱们仍未王人备过渡到 IPv6?
对此,来自亚太地区互联网信息中心(APNIC)的首席科学家 Geoff Huston 在其个东说念主博客最新发表了一篇《The IPv6 Transition》的著作,从时刻、应用、以及外皮成分等多个角度深度分析了 IPv6 的近况。Huston 暗示,数据展望直到 2045 年傍边,IPv4 向 IPv6 的
过渡智力绝对完成,也即是说,还需苟简 20 年的时候,但是他个东说念主以为,IPv4+IPv6 的双栈模样将会是永久的。
作家 | Geoff Huston 责编 | 苏宓
以下为译文:
还牢记,我在 2022 年 5 月时曾写过一篇著作,主题为《咱们都用上 IPv6 了吗?》(IPv6 是 IPv4 的下一代互联网公约)。那时,我乐不雅地记忆说念:尽管还莫得王人备完成过渡,但依然快了。我以为咱们不会在转向 IPv6 的经过中雷厉风行,而是会偷偷进行并完成过渡。关联词,几年后,我想对这些论断进行一些修正,谈谈咱们现时向 IPv6 迁徙的近况以及进一步解释其中的原因。
时下,环球互联网向 IPv6 的过渡景色仍然让咱们感到困惑。要知说念,第一份无缺的 IPv6 公约步调 RFC 2460(即互联网工程任务组发布的 IPv6 公约步调)于 1998 年 12 月发布,距今已有 25 年了。IPv6 的宗旨是为了替代 IPv4,因为 IPv4 的地址资源行将耗尽。关联词,尽管 IPv4 地址在十多年前依然用完,但互联网如故主要依赖 IPv4 运行。这场向 IPv6 的过渡依然进行了 25 年,如果 IPv4 地址耗尽也曾让众人感到进犯感的话,那么咱们依然稳妥了这种“地址耗尽”的景色。也许当今是时候再次提议这个问题了:这场向 IPv6 的过渡还需要多久智力完成?
在 APNIC Labs(亚太蚁集信息中心实验室),咱们依然监测 IPv6 普及情况越过十年了。咱们采纳的方法是从互联网用户的角度来不雅察蚁集,测量能够通过 IPv6 探听特定做事的用户比例。数据是通过一个镶嵌在线告白的剧本蚁集的,这些告白投放到不同的用户群体中,持续采样。
图1 展示了从 2014 年到当今,全球互联网用户中使用 IPv6 的比例,图源:APNIC 实验室数据
一方面,图 1 深刻出经典的“持续增长弧线”,意味着 IPv6 的采纳率在延续飞腾。但问题在于 Y 轴上的数值。到了 2024 年,惟有略多于三分之一的互联网用户能够探听仅维持 IPv6 的做事。其他用户仍然只可使用 IPv4 的蚁集。
这似乎是一个很是反常的情况。十多年前,IPv4 地址就依然分配已矣,关联词互联网不仅在“无新地址”的情况下连接运行,还能移交越来越多的联网开拓。到 2024 年底,算计全球有苟简 200 亿台开拓使用互联网,但互联网的 IPv4 路由表只包含苟简 30.3 亿个唯一的 IPv4 地址。互联网的原始设计假定每个开拓都有我方寥寂的 IP 地址,但如今每个 IPv4 地址平均要被 7 台开拓分享,关联词似乎一切运作正常!如果“端到端”(每台开拓都有独随即址)是互联网架构的中枢原则,那么对于仍使用 IPv4 探听和做事的用户来说,这个原则依然不再适用了。
IPv6 是为了移交 IPv4 面对的问题设计的。IPv6 公约中的 128 位地址字段提供了饱胀的地址空间,能够让每个联网开拓都领有我方唯一无二的地址。IPv6 的设计很是保守,简而言之,它即是“领有更地面址空间的 IPv4”。天然 IPv6 在一些方位作念了调节,比如数据包分片限制(数据包分片是为了让大的数据包不错在蚁集上传输时被拆分)、地址获取公约(IPv4 中的地址领路公约 ARP 在 IPv6 中被邻居发现公约替代)以及 IP 选项字段的变化,但表层的传输公约(如 TCP 和 UDP)保持不变。IPv6 的设计筹商是让这个变化在蚁集公约栈中的一层基本是“隐形”的,而不是带来一个王人备新的蚁集模样。
从这个兴致上说,IPv6 是对 IPv4 的一个小幅度更正,它照实达到了这一筹商。但由于这个变化相对蔼然,IPv6 在公约的使用和性能方面并莫得带来彰着的擢升。IPv6 并莫得比 IPv4 更快、更无邪或更安全。它的主要平允是防止 IPv4 地址用尽这一改日风险。从市集的角度看,许多市集(包括互联网在内)常常对改日风险的预期给出较低的优先级。因此,推动这场过渡的能源是多种各样的,因为部署 IPv6 并不可立即带来成本裁减、收入增多或市集份额扩大的彰着平允。在蚁集领域,市集步履是合作各方行动的关键,这种对 IPv6 价值的不同看法导致了个体参与者的慌里慌张,进而使得通盘过渡进展安宁,众人并莫得感受到共同的进犯感。
为了证明这少许,咱们不错望望图 1 中的时候序列,问这样一个问题:“如果 IPv6 的普及率连接以现时的速率增长,还要多久通盘开拓都能维持 IPv6?”这是指在图 1 的数据上加一条线性趋势线,并找到趋势线达到 100% 的日历。字据从 2020 年 1 月到当今的数据,使用最小二乘法拟合出一条线性趋势线,咱们不错得到图 2。
这个展望标明,到 2045 年傍边,这场过渡智力完成,距离当今还有苟简 20 年。需要留意的是,这个展望并莫得深度辩论各样做事提供商、消费者和蚁集实体的步履。唯一的假定是,改日的阵势将会与近期曩昔的情况保持一致。换句话说,这个展望假定“未来会和今天差未几”。
图 2 IPv6 采纳率展望,APNIC 实验室数据
图2 中展望的日历并不是最大的担忧,令东说念主随和的是这个模子展望 IPv6 的过渡还要持续 20 年。如果 IPv6 的设计初志是为了让通盘贯串互联网的开拓都能领有一致的、唯一的地址,那么这个“唯一开拓地址”的办法从 2015 年到 2045 年总姜被摈弃了约 30 年,这就让东说念主质疑这种唯一开拓地址框架的作用和价值了!如果咱们不错在莫得这种一致的开拓地址架构下,仍然运行一个功能完善的互联网长达三十年,那么改日为什么还需要归附这种地址一致性呢?如果 IPv6 的兴致不是为了完结地址一致性,那它的作用是什么?
IPv6 的过渡似乎出了很大的问题,这恰是我在这篇著作中想要探讨的。
少许历史配景
到 1990 年,东说念主们就依然发现 IP 公约(互联网公约)存在问题。那时互联网领域还很小,但增长模样呈指数级,每 12 个月就会翻一番。咱们那时正面对 IPv4 中的 B 类地址池行将用尽的问题,如果不采用措施,这个地址池将在 1994 年绝对穷乏(见图 3)。
图 3 IPv4 耗尽展望,Frank Solensky,第 18 届 IETF 会议纪录,1990 年 8 月
那时咱们还给路由系统领来了压力。1992 年部署的路由器惟有饱胀的内存来维持 12 到 18 个月的路由增长。这种路由和地址分配的压力在那时通过 IETF(互联网工程任务组)发起的 ROAD 名目(RFC 1380)一齐贬责。
IETF 提议了一系列短期、中期和长久的贬责有筹商来移交这个问题。
短期内,IETF 烧毁了基于固定类的 IPv4 地址计议,转而采纳可变大小的地址前缀模子。路由公约(如 BGP,领域网关公约)也赶紧修改,以维持这种无类别地址前缀。
可变大小的地址前缀给地址分配经过带来了额外的包袱,因此中期的贬责有筹商是互联网社区采纳了区域互联网注册机构(RIR)的架构,每个地区的组织来崇拜各自区域的详实地址分配和注册功能。通过这些措施,地址分配的成果大幅提高,资源分配也变得愈加精确。这使得愈加保守的地址分配策略得以实施,擢升了地址愚弄成果。此外,蚁集地址转机(NAT)时刻的办法在互联网做事提供商(ISP)中也逐步流行。NAT 不仅简化了 ISP 的地址管理,还在减少全体地址破钞压力方面起到了重要作用。
这些措施的实施把本来两年内就会爆发的危险推迟到了更容易管理的十年时候内。关联词,这些措施并莫得被以为是长久之计。那时的不雅点是,简直灵验的长久贬责有筹商需要膨大 IPv4 中 32 位的地址字段。那时诡计机领域正在从大型机向条记本过渡,改日开拓体积进一步缩小并镶嵌式开拓无数部署的趋势依然可想而知。而 40 亿个 IPv4 地址空间远不及以移交接下来诡计机寰宇可能出现的情况。
关联词,设计一个领有更地面址空间的新蚁集公约,并不可能与现存的 IPv4 系统向后兼容。因此,对于怎样贬责这个问题,有几种不同的想路。一种方法是王人备转向使用 OSI 公约栈中的无贯串传输模样,采纳 OSI 的 NSAP 地址。另一种方法是尽可能少地修改 IP 公约,只改变地址字段的大小。还有一些建议提议对 IP 模子进行紧要修改。
到 1994 年,IETF 最终决定采纳最小修改的方法,这即是 IPv6。IPv6 将地址字段膨大到 128 位,增多了一个流 ID 字段,改变了分片的步履,并将其推入了可选头部,替换了 ARP(地址领路公约),改用组播神气。
最终,IPv6 并莫得提供 IPv4 莫得的任何新功能。它也莫得对 IP 的操作神气进行任何紧要转变。它只是 IP 公约,但地址空间更大。
过渡
天然那时 IPv6 的设计引起了许多关注,但对于蚁集从 IPv4 向 IPv6 的过渡问题,却莫得引起一样的心疼。
那时有一种天真的想法,以为既然 IPv4 被闲居采纳,IPv6 也会自关联词然地流行起来,因此不需要过多辩论过渡经过。来源的设想是,蚁集、开拓和应用方法将同期维持 IPv4 和 IPv6,酿成“双栈”(dual stack)环境,然后渐渐淘汰 IPv4 的维持。
关联词,这个计议中出现了许多问题,最严重的可能是资源分配问题。互联网那时发展很是赶紧,众人大部分元气心灵都花在移交日益增长的需求上。更多的用户、更大的容量、更强的做事器、更多的内容和做事、更快的响应、更好的安全性和提防——这些都与一个共同的主题磋议:领域化。咱们要么聚拢资源知足领域化的需求,要么致力于部署 IPv6。之前采用的短期和中期措施依然缓解了地址穷乏的进犯性,是以在优先级上,膨大互联网的领域比 IPv6 过渡更重要。在 1995 年到 2005 年这十年间,IPv6 险些被业界惨酷了。IPv4 地址仍然可用,而无类别域间路由(CIDR)的采纳以及更为保守的地址分配策略将 IPv4 地址耗尽的预期推迟了几十年。那时有更多进犯的操作和计策问题需要行业关注。
关联词,这只是暂时的喘气。到 2000 年代中期,跟着 iPhone 等智能开拓的推出,领域化问题以全新的神气加快。倏得间,这不单是是数千万或数亿家庭和企业的问题,而是更动为数十亿个东说念主过头开拓的领域化挑战,同期还加入了“挪动性”的成分。智能开拓的坐蓐领域赶紧攀升,每年的出货量达到数亿台。这恰是 IPv6 被视为必要的原因,但此时咱们并莫得作念好部署 IPv6 的准备。相悖,咱们加快破钞剩余的 IPv4 地址,并用 IPv4 维持了首批大领域挪动做事。那时在挪动领域,“双栈”以至都不是一个可行的遴荐。由于 3G 基础设施的经济放胆,在 3G 平台上部署双栈是不现实的,因此首批挪动办当事人要依赖 IPv4 和蚁集地址转机(NAT)。
与此同期,互联网的去中心化特色阻挠了 IPv6 的过渡。如果莫得主机维持 IPv6,开发维持 IPv6 的应用方法又有何兴致?如果莫得互联网做事提供商(ISP)提供 IPv6 维持,主机添加 IPv6 功能又有何用?如果莫得主机和应用方法维持 IPv6,ISP 又为何要部署 IPv6?因此,在 IPv6 的过渡经过中,什么也没发生。
冲突这种彼此依赖僵局的最早尝试来自操作系统开发者,他们将全功能的 IPv6 蚁集栈集成到不同版块的 Linux、Windows 和 Mac OS 中,iOS 和 Android 的挪动蚁集栈也加入了 IPv6 维持。
关联词,即使这样,也不及以推动 IPv6 过渡参加关键阶段。有东说念主以为,这种情况以至使 IPv6 的过渡愈加穷苦,减速了数年。问题在于,维持 IPv6 的主机启动但愿使用 IPv6,但这些主机就像“IPv6 孤岛”,沉寂在 IPv4的“海洋”中。于是,过渡的要点转向了通过 IPv4 蚁集圣洁传输 IPv6 数据包(如图 4 所示)。天然当你在限制圣洁两头时不错手动进行圣洁操作,但这种方法并子虚用。咱们简直需要的是一种自动的圣洁机制,能够处理通盘这些细节。
图 4 IPv6 过渡的第一阶段
IPv6 过渡最早受到关注的一种方法叫作念“6to4”。6to4 的问题之一是它需要使用公开的 IPv4 地址,这意味着它不可为通过 NAT(蚁集地址转机)开拓贯串到蚁集的 IPv6 主机提供做事。更晦气的是,防火墙常常不知说念若那处理这些 6to4 数据包,出于安全辩论,默许会拒却这些贯串。因此,6to4 贯串在环球互联网上的失败率达到了 20% 到 30%,这让它险些无法当作一种可靠的主流做事使用。
此外,为了让开拓在 NAT 背面还能贯串到外部蚁集,东说念主们开发了另一种自动圣洁机制叫 Teredo,它不错检测并穿透 NAT。关联词,Teredo 的贯串失败率更高,达到了苟简 40%。
这些早期的 IPv6 过渡用具进展很是差,极其不可靠。即使它们能责任,贯串也很不矜重,速率也比 IPv4 慢。收尾不错意料,尽管有些不公说念,这些过渡机制不仅被以为不好,就连 IPv6 自己也因此受到了负面评价。
一直到 2011 年傍边,IPv6 在环球互联网上基本上被惨酷了。尽管有少数做事提供商尝试部署 IPv6,但他们面对着各样各样的挑战,需要我方和供应商共同竭力来贬责。而且,由于 IPv6 上勤苦内容和做事,过渡的价值显得十分有限。因此,险些莫得本质性的进展。
终于有了进展!
2011 年头,崇拜管理全球 IPv4 地址池的 IANA(互联网号码分配局)耗尽了中央 IPv4 地址池,亚太地区的互联网注册机构 APNIC 也在当年 4 月用尽了其通用地址分配池。直到这时,ISP 行业才启动愈加专注于IPv6的过渡。
与此同期,挪动通讯行业启动向 4G 做事过渡。3G 和 4G 之间的一个重要区别是,4G 移除了从网关到开拓的无线接入彀络中的 PPP 圣洁,拔旗易帜的是 IP 环境。这使得 4G 挪动运营商不错在莫得额外成本的情况下维持双栈(即同期维持 IPv4 和 IPv6),这极地面促进了 IPv6 的扩充。与使用 NAT 将 IPv4 映射到 IPv6 或反过来比拟,双栈原生维持愈加矜重和高效。
从 2012 年到 2018 年头,IPv6 的部署水平从 0.5% 飞腾到了 17.4%。此时,许多蚁集依然启动维持原生 IPv6,而不再依赖圣洁机制。
图 5 IPv6 过渡的第 2 阶段
问题在于,咱们在这个过渡阶段行动得太晚。原来的筹商是要在 IPv4 地址耗尽之前,让每个蚁集和主机都具备 IPv6 维持。
图 6 IPv6 过渡计议
关联词,到 2012 年,咱们面终末一个更具挑战性的场所。IPv4 地址池赶紧穷乏,各个区域的地址计策社区采用了很是保守的分配策略,以尽量从简剩余的地址资源。同期,IPv6 的采纳率仍然很低,IPv6 的过渡计议险些依然滋扰。
图 7 2012 年 IPv6 过渡计议
NAT 与地址稀缺带来的压力
在这个阶段,互联网别无遴荐。
为了在 IPv6 普及之前保管 IPv4 蚁集的增长,咱们转向了蚁集地址转机(NAT)。NAT 对互联网工程任务组(IETF)来说是个辣手的问题。互联网的中枢扉念是完结端到端的通讯,而中间不进行骚扰。关联词,NAT 在这个模子中冲突了这种圣洁的端到端通讯,增多了蚁集对特定开拓的依赖。NAT 还松开了蚁集的无邪性,并放胆了只可使用 TCP 和 UDP 这两种传输公约。
IETF 一直收敛将 NAT 步履圭臬化的尝试,可能是因为他们惦念一朝 NAT 的步履被圭臬化,会赋予 NAT 正当性,而这是许多 IETF 成员不肯看到的。但这种收敛并莫得阻挠 NAT 的闲居部署。IPv4 地址依然耗尽,而 IPv6 还莫得普及,因此 NAT 成了最便捷的贬责有筹商。关联词,不同厂商完结的 NAT 步履互异很大,极端是在处理 UDP(用户数据报公约)时。这给软件增多了复杂性。如果某个应用方法要作念复杂的事情,比如贯串多个用户,它就需要动态检测蚁集旅途中使用的 NAT 类型。
尽管存在这些问题,NAT 依然是移交 IPv4 地址穷乏的低摩擦贬责有筹商,因为它们不错寥寂部署,不需要依赖其他外部蚁集。关联词,IPv6 的部署则需要其他蚁集和做事器也维持 IPv6。NAT 对地址的愚弄成果很是高,因为它不仅愚弄了 16 位的源端口字段,还不错通逾期候分享的神气进一步擢升地址使用成果。事实上,咱们能够在今天撑持数十亿台开拓同期贯串互联网,很猛进程上归功于 NAT 的闲居使用。
做事器架构也在发生变化。传输层安全公约(TLS)被引入到网页做事器中,允许客户端在修复 TLS 会话时告诉做事器它想要贯串的做事称呼。这不仅让 TLS 能够考据做事的简直性,还允许做事器在一个平台上托管无数做事(仅使用一个 IP 地址),并通过这个 TLS 做事器称呼指令(SNI)来鉴识不同的做事。因此,做事器平台不错通过名字(即 DNS 称呼)来遴荐做事,这使得一个做事器平台不错为无数不同的做事器提供做事。NAT 的闲居使用和做事器资源分享的作念法缓解了通盘 IPv4 地址环境的压力。
展示 IPv4 地址稀缺压力变化的一个好办法即是不雅察曩昔十年间地址转让的市集价钱。稀缺性常常会反应在市集价钱中。图 8 展示了 IPv4 地址交游价钱的时候序列。
图 8 IPv4 地址转让的市集价钱(数据来自 Hilco Streambank)
在 COVID 疫情爆发期间(2021 年),IPv4 地址的价钱急剧飞腾,但之后价钱回落,咫尺每个 IPv4 地址的价钱在 30 到 40 好意思元之间,天然价钱区间从 26 到 42 好意思元不等,但在 2024 年总体比较矜重。这些价钱数据标明,2024 年 IPv4 地址仍有需求,但供需之间依然趋于均衡,市集上莫得进展出“稀缺溢价”,也即是说,地址市集上莫得因稀缺而大幅加价。这标明 NAT(蚁集地址转机)在擢升 IPv4 地址愚弄成果上起到了很大作用,因为它通过使用端标语的 16 位空间和分享地址池,大大延长了 IPv4 的使用寿命。
不外,不单是 NAT 匡助缓解了 IPv4 地址的稀缺。数据深刻,曩昔十年间, IPv6 的采纳率飞腾,依然遮掩了苟简 40% 的互联网用户。大多数应用方法(包括浏览器)维持“Happy Eyeballs”时刻,这意味着如果 IPv6 和 IPv4 同期可用,应用方法会优先使用 IPv6。跟着越来越多的蚁集提供商推出 IPv6 做事,IPv6 的使用优先级减轻了对 IPv4 地址池的压力,NAT 的使用需求也相应减少。
过渡期还要持续多久?
当今咱们处于 IPv6 过渡的中期阶段,那么问题是:此次过渡还会持续多久?
这个问题看似落拓,但推行上需要进一步解释。什么时候咱们智力通告 IPv6 过渡完成呢?是比及互联网不再有任何基于 IPv4 的流量吗?如故比及环球互联网做事不再需要 IPv4?又或者是当 IPv6 唯一的做事就能凯旋运行的时候?如故比及 IPv4 地址价钱王人备崩溃时?
粗略,咱们不错采用一种更求实的作风,把“完成”界说为不再需要 IPv4 的时刻。这意味着当一个做事提供商能够只用 IPv6 来运行互联网做事,况兼不再提供任何维持 IPv4 的探听神气时,就不错以为过渡完成了。
这意味着 ISP 必须提供 IPv6 做事。同期,通盘与互联网贯串的旯旮蚁集和开拓(如家庭蚁集和用户的电脑、手机)也都需要维持 IPv6。因为到了过渡完成的时刻,ISP 将不再提供 IPv4 做事。此外,通盘用户探听的做事也必须维持 IPv6,包括主流的云做事平台、流媒体做事、内容分发平台,以及像 Slack、Xero、Atlassian 等有益的平台。据 Internet Society 的 Pulse 数据深刻,咫尺全球前 1000 个网站中,惟有约 47% 的网站不错通过 IPv6 探听,明显还有许多做事平台需要作念出更正,而这将需要更多时候。
当咱们不雅察好意思国的 IPv6 普及数据时,还有一些真理的满足(如图 9 所示)。
图 9 2014 年于今好意思国 IPv6 采纳情况,APNIC 实验室数据
数据深刻,自 2019 年中期以来,好意思国的 IPv6 使用率保持不变。为什么在这部分互联网中,IPv6 的过渡莫得进一步推动呢?我以为,根底原因是互联网架构发生了紧要变化。
互联网架构的变化
互联网架构的一个主要变化是它不再王人备依赖于 IP 地址。当今,用户不再需要一个长久灵验的、唯一的环球 IP 地址就能与做事器和做事进行通讯。一样,做事器也不需要依赖唯一的环球 IP 地址来向用户提供做事或内容。当每个用户和每个做事都不需要唯一的环球 IP 地址时,地址短缺的问题就变得不那么严重了。
有些迹象标明这种架构变化带来的影响,举例,互联网里面的经济模样也在发生变化。来源,IP 公约是为了让贯串开拓之间彼此通讯。ISP(蚁集做事提供商)为用户提供贯串内容和做事所需的资源。那时,蚁集做事的成本占据了互联网运营成本的大部分,而且距离是蚁蚁集最主要的成本成分。那些提供远距离通讯做事的 ISP(所谓的“传输供应商”)占据主导地位。因此,咱们花了无数时候处理蚁集做事提供商之间的互联、客户/供应商干系以及各样平等贯串和交换公约。ISP 推行上充任了调配稀缺远距离通讯智商的中介脚色,这是经典的蚁集经济模样。
图 10 经典蚁集经济
多年间,通讯做事的需求远超可用资源,价钱成为均衡供需的转机用具。但跟着摩尔定律的持续影响,诡计和通讯成本延续着落,一切都发生了变化。
最彰着的变化是单个集成电路中晶体管的数目大幅增多。图 11 深刻了自 1970 年以来晶体管数目的变化。
图 11 晶体管数目随时候的变化,图源:https://assets.ourworldindata.org/uploads/2020/11/Transistor-Count-over-time.png
2024 年最新的芯片是苹果的 M3 芯片,采纳 3nm 工艺,领有高达 920 亿个晶体管。除了为 AI 基础设施提供能源除外,当代的处明智商依然成为低价且充足的资源。
集成电路坐蓐时刻的持续跨越也影响了存储的大小和单元成本。天然存储器的速率在曩昔十多年中基本保持不变,但单元存储成本则一直呈指数级着落。存储资源变得很是充足。
图 12 诡计机内存和存储单元成本随时候的变化,图源:http://aiimpacts.org/wp-content/uploads/2015/07/storage_memory_prices_large-_hblok.net_.png
这种处明智商的擢升一样深刻影响了通讯成本和容量。光纤通讯系统的放胆成分是数字信号处理器和调制器的智商,跟着硅芯顷刻间刻的跨越,放射器和经受器的信号处明智商得到擢升,光纤电路上的单波长容量也得以增多。
图 13 光纤容量随时候变化,图源:https://www.ncbi.nlm.nih.gov/
处理、存储和传输容量从资源稀缺到资源充裕的变化,极大改变了互联网的做事模样。如今,咱们事前在集结用户的蚁集旯旮位置部署内容和做事的副本,并尽可能从这些旯旮节点向隔邻的探听蚁集提供内容和做事。这一作念法推动了内容分发蚁集(CDN)的膨大,使其险些涵盖了互联网上的通盘内容和做事。在这样作念的经过中,距离成分从蚁集交游中被排斥,大多数蚁集交游都是在较短的距离内完成的。
收尾是,排斥了向用户推送内容和做事的距离。咱们能够愚弄 5G 挪动蚁集的开阔后劲,幸免了在高蔓延贯串上传输公约成果低下的问题。如今的接入彀络领有更大的总容量,且做事平台与用户的物理距离较近,使得传输公约不错更好地愚弄这种容量,而低蔓延贯串的传输会愈加高效。通过更短距离的高容量电路进行做事交互,互联网速率大幅擢升。
不单是是“更大”、“更快”,当今的通讯、处理和存储资源充裕,使得互联网运营成本大幅着落。这种环境中的许多业务都依赖于告白市集这个集体钞票,而个东说念主险些无法单独成本化这少许。这一切的收尾是,也曾惟有少数东说念主智力享用的糜费做事,如今依然成为各人可包袱的普及化做事。
除了更大、速率更快和成本更低,数字环境中基础资源的充裕还改变了互联网的经济模样。蚁集当作稀缺通讯智商仲裁者的脚色依然淡化,互联网经济的焦点也从基础蚁集层滚动到了应用和做事层。
图 14 蚁集经济的转型
当今让咱们回到向 IPv6 过渡的情况。这需要蚁集运营商进行投资,来源切换到双栈平台(即同期维持 IPv4 和 IPv6),最终则王人备移除 IPv4 的维持。但是,如果 IPv4 加上蚁集地址转机(NATs)能够充分知足传输功能的话,那么就莫得能源让内容和做事提供商支付额外用度来使用双栈平台。
曩昔,是域名充任做事符号符,况兼域名撑持了用户对于在线做事简直性的测试,而域名系统(DNS)越来越多地被用来指引用户到“最好”的内快活做事委用点。落拓来看,从做事提供和用户体验的角度来看,无论是使用 IPv4 地址如故 IPv6 地址,都不再是决定做事质料或者用户能否探听做事的关键成分。相悖,在当代的内容分发蚁集(CDN)中,简直重要的是域名或者说做事的名字。就像咱们平时上网时输入彀站的网址(比如 www.example.com),这个网址即是所谓的“名字”,它指向了推行的做事或内容所在的位置。用户常常随和的是这个“名字”,而不是背后的具体 IP 地址。因此,在 CDN 这样的蚁集环境中,域名成为了贯串用户和做事的关键“货币”。
那么,到了 2024 年,咱们处于什么景色呢?
今天的环球互联网主如果通过 CDN 来尽可能接近用户来推送内容和做事。多个做事分享归拢个底层平台,这主要依靠 TLS(传输层安全公约)来完结,并通过 TLS 抓手经过中的 SNI 字段来遴荐具体的做事。咱们用 DNS 来找到离用户最近的做事点。CDN 的筹商是顺利贯串到用户所在的蚁集,这样在 CDN 里面就会酿成一个简化的路由表,使得数据传输更高效。从这个角度看,DNS 依然承担了原来由路由完成的责任!天然咱们当今并莫得顺利路由“名字”,但互联网的推行责任神气却很像一个基于名字的数据蚁集。
这一架构变化对互联网产生了一些额外的影响。天然 TLS(传输层安全公约)存在不少争议,但它照实是咫尺互联网上考据简直性的主要技能。DNSSEC(域名系统安全膨大)到当今也莫得得到闲居的应用,因为它太复杂、不够矜重,而且对于许多做事和用户来说太慢了。尽管有东说念主以为 DNSSEC 的优点足以容忍它的流弊,但大多数域名持有者和用户并不这样以为,再多的扩充也无法改变这一现实。这标明,重要的是做事能够证明我方是由称呼通盘者运营的,而不单是称呼映射到 IP 地址。另外,RPKI(资源公钥基础设施)天然用于保护 BGP 路由公约中的信息传递,但在不需要路由的做事蚁蚁集,其实用处不大。
这些不雅察收尾标明,IPv6 过渡进展安宁并不是因为行业愚蠢或短视,而是另有原因。事实上,IPv6 自己并不是许多最终用户做事所必需的。咱们依然成功地将基于 1980 年代的地址架构膨大了越过十亿倍,通过将中枢依赖从地址转向称呼。尝试切换到另一个只是略有不同的 1980 年代地址架构(除了地址更长除外)并莫得带来简直的长久平允。
从永远来看,这一切将怎样发展?咱们将越来越多地把内容和做事从蚁集推向应用方法。传输基础设施正变得越来越普及和低价。蚁集分享时刻(如复用)变得越来越不重要。由于咱们领有无数的蚁集和诡计资源,不再需要把用户带到做事所在地。相悖,咱们将做事送到用户身边,并愚弄内容框架来复制做事器和做事。跟着诡计和存储智商的增强,应用方法自己依然成为做事的一部分,而不单是是良友做事的一个窗口。
如果是这样,蚁集自己还会那么重要吗?在曩昔几十年里,咱们逐步减少了对蚁蚁集心化功能的依赖,拔旗易帜的是落拓且低价的数据传输通说念。天然这种通说念速率快、成本低,但应用方法需要在其上添加我方的功能。当咱们将这些功能推向蚁集旯旮,并最终脱离蚁集时,剩下的就只是落拓的“傻管说念”。
这时候,有必要问一下:到底是什么界说了互联网?传统的谜底是:“一个分享的传输结构、一套通用的公约和一个通用的地址池。”但当今这仍然适用吗?或者今天的蚁集更像是“一组通过共同定名空间来分享的不同做事”?
当咱们辩论当今的互联网时,端点公约地址的遴荐真的重要吗?精深唯一的端点寻址可能是 1980 年代的办法,它当今是否依然逾期了?如果蚁集行为都是腹地化的,那么还需要全球唯一的端点地址吗?如果咱们找不到全球唯一地址的兴致,为什么还要宝石使用它们?谁来决定何时烧毁这一办法?这是否是一个市集步履,即使用腹地地址的蚁集不错通过裁减成本赢得上风?如故说,传输做事依然饱胀低廉,以至于烧毁全球唯一地址带来的平允沧海一粟,不值得辩论?
而在咱们想考这些问题的同期,咱们不妨问问我方:参考框架在蚁蚁集的作用是什么呢?如果莫得一个共同的参考圭臬,咱们怎样灵验地疏导?当咱们猜度参考框架时,“共同”意味着什么?咱们怎样将‘微辞’的东说念主类言语空间与严格不竭的细目性诡计机记号空间链接起来?
天然,这里有许多值得想考的问题!
那么,这将 IPv6 的过渡置于那处?我以为咱们将会永劫候停留在双栈寰宇里。似乎莫得东说念主怡悦去完成过渡九游会J9,也莫得东说念主想了债到仅使用 IPv4 的期间。这即是咱们当今的情况,部分过渡到 IPv6 的景色似乎变得越来越像是永久的了!