Erschöpfung der IPv4-Adresse - IPv4 address exhaustion

Zeitleiste für die Erschöpfung der IPv4-Adresse

Die Erschöpfung von IPv4-Adressen ist die Erschöpfung des Pools nicht zugewiesener IPv4-Adressen . Da die ursprüngliche Internet- Architektur weniger als 4,3 Milliarden Adressen zur Verfügung hatte, wird seit Ende der 1980er Jahre, als das Internet ein dramatisches Wachstum erlebte, mit einer Erschöpfung gerechnet. Diese Verarmung ist einer der Gründe für die Entwicklung und Einführung von Nachfolgeprotokoll , IPv6 . IPv4 und IPv6 existieren im Internet nebeneinander.

Der IP-Adressraum wird weltweit von der Internet Assigned Numbers Authority (IANA) und von fünf regionalen Internet-Registrys (RIRs) verwaltet, die in ihren jeweiligen Gebieten für die Zuweisung an Endbenutzer und lokale Internet-Registrys wie Internetdienstanbieter verantwortlich sind . Zu den wichtigsten Marktkräften, die die Erschöpfung der IPv4-Adressen beschleunigten, gehörten die schnell wachsende Zahl von Internetnutzern, ständig aktiven Geräten und mobilen Geräten.

Der erwartete Mangel war der treibende Faktor bei der Entwicklung und Einführung mehrerer neuer Technologien, darunter die Network Address Translation (NAT), das Classless Inter-Domain Routing (CIDR) im Jahr 1993 und IPv6 im Jahr 1998.

Die Erschöpfung der obersten Ebene trat am 31. Januar 2011 auf. Alle RIRs haben ihre Adresspools erschöpft, mit Ausnahme derjenigen, die für die IPv6-Umstellung reserviert sind ; dies geschah am 15. April 2011 für Asien-Pazifik ( APNIC ), am 10. Juni 2014 für Lateinamerika und die Karibik ( LACNIC ), am 24. September 2015 für Nordamerika ( ARIN ), am 21. April 2017 für Afrika ( AfriNIC ), und am 25. November 2019 für Europa, den Nahen Osten und Zentralasien ( RIPE NCC ). Diese RIRs weisen immer noch wiederhergestellte Adressen oder für einen speziellen Zweck reservierte Adressen zu. Einzelne ISPs haben immer noch Pools von nicht zugewiesenen IP-Adressen und könnten Adressen recyceln, die von Abonnenten nicht mehr benötigt werden.

IP-Adressierung

Jedem Knoten eines Internet Protocol (IP)-Netzwerks, wie beispielsweise einem Computer , Router oder Netzwerkdrucker , wird für jede Netzwerkschnittstelle eine IP-Adresse zugewiesen , die verwendet wird, um den Knoten in der Kommunikation mit anderen Knoten im Netzwerk zu lokalisieren und zu identifizieren. Internet Protocol Version 4 bietet 2 32 (4.294.967.296) Adressen. Jedoch große Blöcke von IPv4 - Adressen sind für spezielle Zwecke reserviert und sind für die öffentliche Zuteilung nicht verfügbar.

Die IPv4-Adressierungsstruktur bietet eine unzureichende Anzahl öffentlich routbarer Adressen, um jedem Internetgerät oder -dienst eine eindeutige Adresse bereitzustellen. Dieses Problem wird seit einiger Zeit durch Änderungen in der Adressvergabe- und Routing-Infrastruktur des Internets gemildert. Der Übergang von der klassenweisen Netzwerkadressierung zum klassenlosen Inter-Domain-Routing hat die Erschöpfung der Adressen erheblich verzögert. Darüber hinaus ermöglicht die Network Address Translation (NAT) Internetdienstanbietern und Unternehmen, den privaten Netzwerkadressraum mit nur einer öffentlich routbaren IPv4-Adresse auf der Internetschnittstelle eines Haupt-Internetrouters zu maskieren, anstatt jedem Netzwerkgerät eine öffentliche Adresse zuzuweisen.

Adresserschöpfung

Während der Hauptgrund für die Erschöpfung der IPv4-Adressen die unzureichende Kapazität beim Design der ursprünglichen Internetinfrastruktur ist, haben mehrere zusätzliche treibende Faktoren die Mängel verschlimmert. Jeder von ihnen erhöhte die Nachfrage nach dem begrenzten Angebot an Adressen, oft auf eine Weise, die von den ursprünglichen Designern des Netzwerks nicht erwartet wurde.

Mobile Geräte
Da IPv4 zunehmend zum De-facto- Standard für die vernetzte digitale Kommunikation wurde und die Kosten für die Einbettung erheblicher Rechenleistung in Handheld-Geräte sanken, sind Mobiltelefone zu praktikablen Internet-Hosts geworden. Neue Spezifikationen von 4G- Geräten erfordern IPv6-Adressierung.
Always-on-Verbindungen
In den 1990er Jahren war die vorherrschende Art des Internetzugangs für Verbraucher die Telefonmodem-Einwahl . Die schnelle Zunahme der Anzahl der DFÜ-Netzwerke erhöhte die Adressverbrauchsraten, obwohl es üblich war, dass die Modempools und infolgedessen der Pool der zugewiesenen IP-Adressen von einem großen Kundenstamm geteilt wurden. Bis 2007 jedoch hatte der Breitband-Internetzugang in vielen Märkten begonnen, die Durchdringung von 50 % zu überschreiten. Breitbandverbindungen sind immer aktiv, da die Gateway-Geräte (Router, Breitbandmodems) selten abgeschaltet werden, so dass die Adressübernahme durch Internet Service Provider immer weiter voranschreitet.
Internet-Demografie
Die entwickelte Welt besteht aus Hunderten von Millionen Haushalten. 1990 verfügte nur ein kleiner Teil davon über einen Internetzugang. Nur 15 Jahre später hatte fast die Hälfte von ihnen dauerhafte Breitbandanschlüsse. Auch die vielen neuen Internetnutzer in Ländern wie China und Indien treiben die Adresserschöpfung voran.
Ineffiziente Adressnutzung
Organisationen, die in den 1980er Jahren IP-Adressen erhielten, wurden oft weit mehr Adressen zugewiesen, als sie tatsächlich benötigten, weil die anfängliche Methode der klassenweisen Netzwerkzuweisung nicht ausreichte, um eine vernünftige Nutzung widerzuspiegeln. So wurden beispielsweise großen Unternehmen oder Universitäten Klasse-A-Adressblöcke mit jeweils über 16 Millionen IPv4-Adressen zugewiesen, weil die nächst kleinere Zuordnungseinheit, ein Klasse-B-Block mit 65.536 Adressen, zu klein für den vorgesehenen Einsatz war.
Viele Unternehmen verwenden weiterhin öffentliche IP-Adressen für Geräte, auf die außerhalb ihres lokalen Netzwerks nicht zugegriffen werden kann. Aus der Sicht der globalen Adresszuweisung ist dies in vielen Fällen ineffizient, es gibt jedoch Szenarien, in denen dies in den Implementierungsstrategien des Organisationsnetzwerks bevorzugt wird.
Aufgrund von Ineffizienzen durch Subnetting ist es schwierig, alle Adressen in einem Block zu verwenden. Das Host-Density-Verhältnis, wie in RFC 3194 definiert, ist eine Metrik für die Nutzung von IP-Adressblöcken, die in Zuweisungsrichtlinien verwendet wird.

Minderungsbemühungen

Die Bemühungen, die Erschöpfung des Adressraums zu verzögern, begannen mit der Erkennung des Problems in den frühen 1990er Jahren und der Einführung einer Reihe von Überbrückungsverbesserungen, um die vorhandene Struktur effizienter zu gestalten, wie CIDR-Methoden und strikte nutzungsbasierte Zuweisungsrichtlinien.

Die Internet Engineering Task Force (IETF) rief im November 1991 die Routing and Addressing Group (ROAD) ins Leben, um auf das Skalierbarkeitsproblem zu reagieren, das durch das damals geltende klassische Netzwerkzuordnungssystem verursacht wurde .

IPv6, die Nachfolgetechnologie von IPv4, wurde entwickelt, um dieses Problem anzugehen. Es unterstützt ungefähr3,4 × 10 38 Netzwerkadressen. Obwohl sich die prognostizierte Erschöpfung 2008 bereits dem Endstadium näherte, begannen die meisten Anbieter von Internetdiensten und Softwareanbietern zu diesem Zeitpunkt gerade erst mit der IPv6-Implementierung .

Andere Minderungsmaßnahmen und Technologien umfassen:

  • Verwendung einer Netzwerkadressübersetzung (NAT), die einem privaten Netzwerk erlaubt, eine öffentliche IP-Adresse zu verwenden und private Adressen in dem privaten Netzwerk zulässt;
  • Verwendung privater Netzwerkadressierung ;
  • Namensbasiertes virtuelles Hosting von Websites;
  • stärkere Kontrolle der Vergabe von Adressen an lokale Internet-Registrierungsstellen durch regionale Internet-Registrierungsstellen;
  • Neunummerierung und Subnetting von Netzwerken , um große Blöcke von Adressraum zurückzugewinnen, die in den frühen Tagen des Internets zugewiesen wurden, als das Internet ineffiziente klassenbasierte Netzwerkadressierung verwendete .

Erschöpfungsdaten und Auswirkungen

Erschöpfung der IPv4-Adressen seit 1995
Zuweisungsrate für IPv4-Adressen pro RIR
Geoff Hustons Projektion der Entwicklung des IP-Pools für jeden RIR

Am 31. Januar 2011 wurden die letzten beiden nicht reservierten IANA/8-Adressblöcke gemäß RIR-Anforderungsverfahren an APNIC vergeben . Dadurch blieben fünf reservierte, aber nicht zugewiesene /8-Blöcke übrig. In Übereinstimmung mit den ICANN-Richtlinien teilte die IANA bei einer Zeremonie und Pressekonferenz am 3. Februar 2011 jedem RIR einen dieser fünf Achtel zu, wodurch der IANA-Pool erschöpft war.

Die verschiedenen Legacy-Adressblöcke mit historisch unter den RIRs aufgeteilter Verwaltung wurden im Februar 2011 an die RIRs verteilt.

APNIC war die erste regionale Internet-Registrierungsstelle, der am 15. April 2011 die frei zugeteilten IPv4-Adressen ausgingen. Dieses Datum markierte den Punkt, an dem nicht jedem, der eine IPv4-Adresse benötigte, eine zugeteilt werden konnte. Als Folge dieser Erschöpfung wird die von bestimmten Anwendungen benötigte Ende-zu-Ende-Konnektivität nicht überall im Internet verfügbar sein, bis IPv6 vollständig implementiert ist. IPv6-Hosts können jedoch nicht direkt mit IPv4-Hosts kommunizieren und müssen über spezielle Gateway-Dienste kommunizieren. Das bedeutet, dass Allzweck-Rechner neben der neuen IPv6-Adresse auch noch über IPv4-Zugriff, beispielsweise über NAT64, verfügen müssen, was aufwändiger ist, als nur IPv4 oder IPv6 zu unterstützen. Es wird erwartet, dass die Nachfrage nach IPv6 in drei bis vier Jahren allgegenwärtig wird.

Anfang 2011 waren nur 16–26 % der Computer IPv6-fähig, während nur 0,2 % die IPv6-Adressierung bevorzugten, von denen viele Übergangsmethoden wie Teredo-Tunneling nutzten . Ungefähr 0,15 % der Top-Millionen-Websites waren 2011 über IPv6 zugänglich. Erschwerend kommt hinzu, dass 0,027 % bis 0,12 % der Besucher Dual-Stack-Sites nicht erreichen konnten, aber ein größerer Prozentsatz (0,27%) konnte keine IPv4-only-Sites erreichen. Zu den Technologien zur Vermeidung von IPv4-Erschöpfung gehören die gemeinsame Nutzung von IPv4-Adressen für den Zugriff auf IPv4-Inhalte, die IPv6-Dual-Stack-Implementierung, die Protokollübersetzung für den Zugriff auf IPv4- und IPv6-adressierte Inhalte sowie Bridging und Tunneling zur Umgehung von Routern mit einem einzigen Protokoll. Erste Anzeichen einer beschleunigten Einführung von IPv6 nach der Erschöpfung der IANA sind offensichtlich.

Regionale Erschöpfung

Alle RIRs haben einen kleinen Pool von IP-Adressen für den Übergang zu IPv6 (zum Beispiel Carrier-Grade-NAT ) reserviert , von denen jede LIR normalerweise insgesamt maximal 1024 erhalten kann. ARIN und LACNIC reservieren die letzten /10 für die IPv6-Umstellung. APNIC und RIPE NCC haben den letzten erhaltenen /8-Block für den IPv6-Übergang reserviert. AFRNIC reserviert hierfür einen /11-Block. Wenn nur noch dieser letzte Block übrig bleibt, wird der Vorrat an IPv4-Adressen des RIR als "erschöpft" bezeichnet.

Eine Zeitleiste für die IPv4-Erschöpfung in IANA und den RIRs.

APNIC war die erste RIR Zuweisungen zu 1024 Adressen für jedes Mitglied zu beschränken, wie der Pool kritische Werte eines / 8 - Block am 14. April 2011. Der APNIC RIR ist für die Adressenzuweisung im Bereich der schnellsten Internet Expansion verantwortlich erreicht, einschließlich den Schwellen Märkte China und Indien.

RIPE NCC , die regionale Internet-Registrierungsstelle für Europa, war das zweite RIR, das am 14. September 2012 seinen Adresspool aufgebraucht hat.

LACNIC , das regionale Internetregister für Lateinamerika und die Karibik, hat am 10. Juni 2014 als drittes RIR seinen Adresspool aufgebraucht.

ARIN war am 24. September 2015 erschöpft. ARIN kann seit Juli 2015 keine großen Anfragen mehr zuordnen, kleinere Anfragen wurden jedoch noch erfüllt. Nach der IANA-Erschöpfung wurden IPv4-Adressraumanforderungen bei ARIN zusätzlichen Beschränkungen unterworfen und wurden nach Erreichen des letzten /8 im April 2014 noch restriktiver.

Am 21. April 2017 wurde AFRINIC als letzte regionale Internet-Registrierungsstelle auf den letzten /8-Block von IPv4-Adressen (102/8) heruntergefahren und damit die letzte Phase seiner IPv4-Erschöpfungspolitik eingeleitet. Geoff Huston hatte prognostiziert, dass AFRINIC den verbleibenden Block von /11 erreichen wird, was eine Erschöpfung im ersten Halbjahr 2018 bedeutet, aber 2019 prognostiziert, dass dieses Ereignis im Jahr 2020 erwartet wird.

Am 25. November 2019 gab RIPE NCC bekannt, dass es seine "endgültige /22 IPv4-Zuweisung aus den letzten verbleibenden Adressen in unserem verfügbaren Pool vorgenommen hat. Wir haben jetzt keine IPv4-Adressen mehr." RIPE NCC wird weiterhin IPv4-Adressen vergeben, aber nur „von Organisationen, die ihre Geschäftstätigkeit eingestellt oder geschlossen haben, oder von Netzwerken, die Adressen zurücksenden, die sie nicht mehr benötigen. Diese Adressen werden unseren Mitgliedern (LIRs) entsprechend ihrer Position zugewiesen auf einer neuen Warteliste ..." In der Ankündigung wurde auch die Unterstützung bei der Umsetzung des IPv6- Rollouts gefordert .

Auswirkungen der APNIC RIR-Erschöpfung und der LIR-Erschöpfung

Systeme, die interkontinentale Konnektivität erfordern, müssen sich bereits aufgrund der APNIC-Erschöpfung mit der Minderung der Erschöpfung befassen. Bei APNIC konnten bestehende LIRs einen Bestand von zwölf Monaten vor Erschöpfung beantragen, wenn sie mehr als 80 % des ihnen zugewiesenen Platzes nutzten. Seit dem 15. April 2011, dem Datum, an dem APNIC seinen letzten /8-Block erreicht hat, kann jedes (aktuelle oder zukünftige) Mitglied nur einmal eine Zuteilung von 1024 Adressen (ein /22-Block) erhalten. Wie die Steigung der APNIC-Pool-Linie auf dem Diagramm "Geoff Hustons Projektion der Entwicklung des IP-Pools für jeden RIR" rechts zeigt, wäre der letzte /8-Block ohne diese Richtlinie innerhalb eines Monats geleert worden. Gemäß der APNIC-Richtlinie kann jedes aktuelle oder zukünftige Mitglied nur einen /22-Block von diesem letzten /8 erhalten (es gibt 16384 /22-Blöcke im letzten /8-Block). Da es rund 3000 aktuelle APNIC-Mitglieder und jährlich rund 300 neue APNIC-Mitglieder gibt, rechnet APNIC damit, dass dieser letzte /8-Block noch viele Jahre andauern wird. Seit der Neuverteilung des wiederhergestellten Speicherplatzes verteilt APNIC auf Anfrage ein zusätzliches /22 an jedes Mitglied.

Die 1.024 Adressen im /22-Block können von APNIC-Mitgliedern verwendet werden, um NAT44 oder NAT64 als Dienst in einem IPv6-Netzwerk bereitzustellen . Bei einem neuen großen ISP reichen 1.024 IPv4-Adressen jedoch möglicherweise nicht aus, um allen Kunden IPv4-Konnektivität bereitzustellen, da pro IPv4-Adresse nur eine begrenzte Anzahl von Ports verfügbar ist.

Die regionalen Internet-Registrys (RIRs) für Asien (APNIC) und Nordamerika verfügen über eine Richtlinie namens Inter-RIR IPv4-Adressübertragungsrichtlinie, die die Übertragung von IPv4-Adressen von Nordamerika nach Asien ermöglicht. Die ARIN-Richtlinie wurde am 31. Juli 2012 umgesetzt.

Um diese Übertragungen zu erleichtern, wurden IPv4-Broker-Unternehmen gegründet.

Bemerkenswerte Erschöpfungshinweise

Schätzungen über den Zeitpunkt der vollständigen Erschöpfung der IPv4-Adressen waren Anfang der 2000er Jahre sehr unterschiedlich. Im Jahr 2003 erklärte Paul Wilson (Direktor von APNIC ), dass der verfügbare Platz auf der Grundlage der damals aktuellen Bereitstellungsraten für ein oder zwei Jahrzehnte reichen würde. Im September 2005 deutete ein Bericht von Cisco Systems an , dass der Pool verfügbarer Adressen in nur 4 bis 5 Jahren erschöpft sein würde. Im letzten Jahr vor der Erschöpfung beschleunigten sich die IPv4-Zuweisungen, was dazu führte, dass die Erschöpfung zu früheren Zeitpunkten tendierte.

  • Am 21. Mai 2007 teilte das American Registry for Internet Numbers (ARIN), das RIR für die USA, Kanada und eine Reihe von Inselstaaten (meist in der Karibik) der Internet-Community mit, dass aufgrund der erwarteten Erschöpfung im Jahr 2010 " Die Migration zu IPv6-Nummerierungsressourcen ist für alle Anwendungen erforderlich, die eine ständige Verfügbarkeit zusammenhängender IP-Nummerierungsressourcen von ARIN erfordern". "Anwendungen" umfassen die allgemeine Konnektivität zwischen Geräten im Internet , da einigen Geräten nur eine IPv6-Adresse zugewiesen ist.
  • Am 20. Juni 2007 empfahl das Latin American and Caribbean Internet Addresses Registry (LACNIC), "seine regionalen Netze bis zum 1. Januar 2011 auf IPv6 vorzubereiten", damit die IPv4-Adressen "in drei Jahren" erschöpft sein werden.
  • Am 26. Juni 2007 billigte das Asia-Pacific Network Information Center (APNIC), das RIR für den Pazifik und Asien, eine Erklärung des Japan Network Information Center (JPNIC), dass die weitere Expansion und Entwicklung des Internets ein Schritt in Richtung einer IPv6-basiertes Internet wird empfohlen. Dies würde mit Blick auf die zu erwartende Erschöpfung um 2010 eine starke Einschränkung des Internets schaffen.
  • Am 26. Oktober 2007 unterstützten das Réseaux IP Européens Network Coordination Centre (RIPE NCC), das RIR für Europa, den Nahen Osten und Teile Zentralasiens, eine Erklärung der RIPE-Gemeinschaft, in der gefordert wurde, dass "die weit verbreitete Einführung von IPv6 zu einem hohen Priorität aller Beteiligten".
  • Am 15. April 2009 schickte ARIN einen Brief an alle CEOs/Führungskräfte von Unternehmen, denen IPv4-Adressen zugewiesen wurden, und teilte ihnen mit, dass ARIN erwartet, dass der IPv4-Speicherplatz innerhalb der nächsten zwei Jahre erschöpft sein wird.
  • Im Mai 2009 startete das RIPE NCC IPv6ActNow.org, um "IPv6 in einer für jeden verständlichen Form zu erklären und eine Vielzahl nützlicher Informationen zur Förderung der globalen Einführung von IPv6 bereitzustellen".
  • Am 25. August 2009 kündigte ARIN eine gemeinsame Veranstaltungsreihe in der Karibik an, um die Einführung von IPv6 voranzutreiben. ARIN berichtete zu diesem Zeitpunkt, dass weniger als 10,9 % des IPv4-Adressraums verbleiben.
  • Der World IPv6 Day war eine von der Internet Society und mehreren großen Inhaltsanbietern gesponserte und organisierte Veranstaltung, um den öffentlichen IPv6-Einsatz zu testen. Es begann am 8. Juni 2011 um 00:00 UTC und endete am selben Tag um 23:59 Uhr. Der Test bestand hauptsächlich aus Websites, die AAAA-Einträge veröffentlichten , die es IPv6-fähigen Hosts ermöglichten, sich über IPv6 mit diesen Websites zu verbinden und falsch konfigurierte Netzwerke zu korrigieren.
  • Der World IPv6 Launch Day fand am 6. Juni 2012 statt, nach dem Erfolg des World IPv6 Day ein Jahr zuvor. Es umfasste viel mehr Teilnehmer und hatte ein ehrgeizigeres Ziel, IPv6 dauerhaft in den Netzwerken der teilnehmenden Organisationen zu aktivieren.
  • Am 24. September 2015 erklärte ARIN die Erschöpfung des ARIN IPv4-Adressenpools.
  • Am 25. November 2019 gab RIPE NCC bekannt, dass es seine "endgültige /22 IPv4-Zuweisung aus den letzten verbleibenden Adressen in unserem verfügbaren Pool" vorgenommen hat.
  • Am 21. August 2020 gab LACNIC bekannt, dass es seine endgültige IPv4-Zuteilung vorgenommen hat.

Minderung nach Erschöpfung

Bis 2008 waren die politischen Planungen für die Endspiel- und Post-Erschöpfungs-Ära im Gange. Es wurden mehrere Vorschläge diskutiert, um Engpässe bei IPv4-Adressen zu verzögern:

Rückgewinnung von ungenutztem IPv4-Speicherplatz

Vor und während der Zeit, in der klassisches Netzwerkdesign noch als Zuweisungsmodell verwendet wurde, wurden einigen Organisationen große Blöcke von IP-Adressen zugewiesen . Seit der Verwendung von CIDR könnte die Internet Assigned Numbers Authority (IANA) diese Bereiche möglicherweise zurückfordern und die Adressen in kleineren Blöcken neu vergeben. ARIN, RIPE NCC und APNIC haben eine Übertragungsrichtlinie, so dass Adressen zurückgegeben werden können, um einem bestimmten Empfänger zugewiesen zu werden. Es kann jedoch kosten- und zeitaufwendig sein, ein großes Netzwerk neu zu nummerieren, sodass diese Organisationen wahrscheinlich Einwände erheben und rechtliche Konflikte möglich sind. Aber selbst wenn all diese zurückgefordert würden, würde dies nur zu einer Verschiebung des Datums der Adresserschöpfung führen.

In ähnlicher Weise wurden IP-Adressblöcke nicht mehr existierenden Einheiten zugewiesen, und einige zugewiesene IP-Adressblöcke oder große Teile davon wurden nie verwendet. Es wurde keine strikte Abrechnung der IP-Adresszuweisungen vorgenommen, und es würde einen erheblichen Aufwand erfordern, herauszufinden, welche Adressen wirklich ungenutzt sind, da viele nur in Intranets verwendet werden .

Ein Teil des zuvor von IANA reservierten Adressraums wurde dem verfügbaren Pool hinzugefügt. Es gab Vorschläge, den Klasse-E-Netzwerkbereich von IPv4-Adressen zu verwenden (was dem verfügbaren Pool 268,4 Millionen IP-Adressen hinzufügen würde), aber viele Computer- und Router- Betriebssysteme und -Firmware erlauben die Verwendung dieser Adressen nicht. Aus diesem Grund wurde in den Vorschlägen versucht, den Klasse-E-Raum nicht für die öffentliche Zuweisung zu bestimmen, sondern stattdessen seine private Nutzung für Netzwerke zuzulassen, die mehr Adressraum benötigen, als derzeit durch RFC 1918 verfügbar ist.

Mehrere Organisationen haben große Blöcke von IP-Adressen zurückgegeben. Bemerkenswert ist, dass die Stanford University im Jahr 2000 ihren Klasse-A- IP-Adressblock aufgab und 16 Millionen IP-Adressen verfügbar machte. Andere Organisationen, die dies getan haben, sind das US-Verteidigungsministerium , BBN Technologies und Interop .

Märkte für IP-Adressen

Die Schaffung von Märkten für den Kauf und Verkauf von IPv4-Adressen wurde als Lösung für das Problem der IPv4-Knappheit und als Mittel zur Umverteilung angesehen. Die Hauptvorteile eines IPv4-Adressmarktes bestehen darin, dass Käufer eine unterbrechungsfreie lokale Netzwerkfunktionalität beibehalten können. Die Einführung von IPv6 befindet sich derzeit noch im Anfangsstadium. Es erfordert einen erheblichen Aufwand an Ressourcen und wirft Inkompatibilitätsprobleme mit IPv4 sowie bestimmte Sicherheits- und Stabilitätsrisiken auf.

  • Die Schaffung eines Marktes für IPv4-Adressen würde die praktische Erschöpfung des IPv4-Adressraums nur für relativ kurze Zeit verzögern, da das öffentliche Internet noch wächst.
  • Das Konzept des rechtlichen Eigentums an IP-Adressen als Eigentum wird in den Richtliniendokumenten von ARIN und RIPE NCC sowie im ARIN Registration Services Agreement ausdrücklich abgelehnt, obwohl Eigentumsrechte basierend auf einem Schreiben des General Counsel der National Science Foundation postuliert wurden . NSF gab später an, dass die Ansicht nicht offiziell war, und anschließend wurde eine Erklärung des Handelsministeriums herausgegeben, in der darauf hingewiesen wurde, dass „Die USG an der Entwicklung der Richtlinien, Prozesse und Verfahren beteiligt ist, die von der technischen Internet-Community vereinbart wurden, durch ARIN."
  • Der Ad-hoc-Handel mit Adressen könnte zu fragmentierten Routing-Mustern führen, die die Größe der globalen Routing-Tabelle erhöhen könnten , was möglicherweise zu Problemen bei Routern mit unzureichenden Routing-Speicherressourcen führt.
  • Microsoft kaufte 666.624 IPv4-Adressen aus dem Liquidationsverkauf von Nortel für 7,5 Millionen Dollar in einem von Addrex vermittelten Deal. Vor der Erschöpfung hätte Microsoft Adressen von ARIN kostenlos erhalten können, vorausgesetzt, dass Microsoft gemäß den ARIN-Richtlinien ARIN einen Bedarf dafür vorlegen konnte. Der Erfolg dieser Übertragung war davon abhängig, dass Microsoft ARIN erfolgreich eine solche Begründung vorlegte. Durch den Kauf erhielt Microsoft eine Versorgung, die für den behaupteten Wachstumsbedarf der nächsten 12 Monate ausreichte, anstatt für einen Zeitraum von 3 Monaten, wie es normalerweise von ARIN verlangt wird.

Übergangsmechanismen

Da der IPv4-Adresspool erschöpft ist, können einige ISPs ihren Kunden keine global routbaren IPv4-Adressen bereitstellen. Dennoch werden Kunden wahrscheinlich Zugang zu Diensten im IPv4-Internet benötigen. Mehrere Technologien wurden entwickelt, um einen IPv4-Dienst über ein IPv6-Zugangsnetz bereitzustellen.

Bei IPv4 NAT auf ISP-Ebene können ISPs die IPv4- Netzwerkadressübersetzung in ihren Netzwerken implementieren und Kunden private IPv4-Adressen zuweisen. Dieser Ansatz kann es Kunden ermöglichen, vorhandene Hardware weiterhin zu verwenden. Einige Schätzungen für NAT argumentieren, dass US-ISPs über das 5- bis 10-fache der Anzahl von IPs verfügen, die sie benötigen, um ihre bestehenden Kunden zu bedienen.

Die Zuweisung privater IPv4-Adressen an Kunden kann jedoch in Konflikt mit privaten IP-Zuweisungen in den Kundennetzwerken stehen. Darüber hinaus müssen einige ISPs ihr Netzwerk möglicherweise in Subnetze aufteilen, damit sie private IPv4-Adressen wiederverwenden können, was die Netzwerkadministration erschwert. Es gibt auch Bedenken, dass Funktionen von NAT für Verbraucher wie DMZs , STUN , UPnP und Gateways auf Anwendungsebene möglicherweise nicht auf ISP-Ebene verfügbar sind. ISP-Ebene NAT führen kann in mehreren Ebenen Adressübersetzung , die die Verwendung von Technologien wie wahrscheinlich weiter komplizieren ist Port - Forwarding verwendet Internet laufen Servern innerhalb privaten Netzwerken.

NAT64 übersetzt IPv6-Anfragen von Clients in IPv4-Anfragen. Dadurch wird vermieden, dass Clients IPv4-Adressen bereitgestellt werden müssen, und Clients, die nur IPv6 unterstützen, können auf IPv4-Ressourcen zugreifen. Dieser Ansatz erfordert jedoch einen DNS-Server mit DNS64- Fähigkeit und kann keine reinen IPv4- Clientgeräte unterstützen.

DS-Lite (Dual-Stack Light) verwendet Tunnel von den Geräten vor Ort des Kunden zu einem Netzwerkadressübersetzer beim ISP. Das Endgerät des Verbrauchers kapselt die IPv4-Pakete in einen IPv6-Wrapper und sendet sie an einen Host, der als AFTR-Element bekannt ist . Das AFTR-Element entkapselt die Pakete und führt eine Netzwerkadressübersetzung durch, bevor es sie an das öffentliche Internet sendet. Das NAT im AFTR verwendet die IPv6-Adresse des Clients in seiner NAT-Zuordnungstabelle. Dies bedeutet, dass verschiedene Clients dieselben privaten IPv4-Adressen verwenden können, wodurch die Notwendigkeit vermieden wird, Kunden private IPv4-IP-Adressen zuzuweisen oder mehrere NATs zu verwenden.

Adresse plus Port ermöglicht die zustandslose gemeinsame Nutzung öffentlicher IP-Adressen basierend auf TCP/UDP-Portnummern. Jedem Knoten wird sowohl eine IPv4-Adresse als auch ein zu verwendender Bereich von Portnummern zugewiesen . Anderen Knoten kann dieselbe IPv4-Adresse, aber ein anderer Portbereich zugewiesen werden. Die Technik vermeidet die Notwendigkeit von zustandsbehafteten Adressübersetzungsmechanismen im Kern des Netzwerks, wodurch Endbenutzer die Kontrolle über ihre eigene Adressübersetzung behalten.

Langfristige Lösung

Die Bereitstellung von IPv6 ist die standardbasierte Lösung für den IPv4-Adressmangel. IPv6 wird von allen technischen Internet-Standardisierungsgremien und Anbietern von Netzwerkgeräten unterstützt und implementiert. Es umfasst viele Designverbesserungen, einschließlich der Ersetzung des 32-Bit-IPv4-Adressformats durch eine 128-Bit-Adresse, die auf absehbare Zeit einen Adressraum ohne Einschränkungen bietet. IPv6 ist seit Juni 2006 im aktiven Produktionseinsatz, nachdem die organisierten weltweiten Tests und Evaluierungen im 6bone- Projekt eingestellt wurden. Die Interoperabilität für Hosts, die nur IPv4-Protokolle verwenden, wird mit einer Vielzahl von IPv6-Übergangsmechanismen implementiert .

Siehe auch

Verweise

Externe Links