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IP地址分配现状及申请                                        中国互联网络信息中心（CNNIC） 王华胜 胡军庆    编者按：经济学家把没有联网的PC比喻为“丛林中的豪华小汽车”，正如一辆小汽车的真正魔力只能来自“与柏油路的关联”而不是与豪华的辅助设备的关联，一台电脑的真正威力来自网络。要接入互联网，就必须要有IP地址。所以，IP地址构成了整个互联网的基础，是互联网中的一个最基本也最重要的资源。    由于不熟悉申请程序而被驳回或以较高成本获得IP地址，已经成为束缚互联网产业发展的障碍。信息产业部表示要突破地址资源对互联网产业发展的障碍。在信息产业部的大力支持下，中国互联网络信息中心（CNNIC）作为国家级的IP地址分配机构，在2004年开展IP地址资源全国巡讲活动，普及有关IP地址的申请知识，使广大企业和网民不再因为规则的不清而无法得到所需要的资源，缓解我国IP地址资源匮乏问题，促进我国互联网事业的持续、快速、健康发展。    为了更广泛地普及互联网地址知识，CNNIC通讯将陆续刊登由专业人士撰写的此类专题文章，本期的刊登的是IP地址基础知识系列文章，敬请关注。     什么是IP地址？    IP地址是网络中的一个重要的概念，包括IPv4地址和IPv6地址。我们通常所说的“IP地址”指IPv4地址，它是给每个连接在Internet上的主机分配一个在全世界范围唯一的32比特地址。IPv4协议规定，每个互联网上的主机和路由器都有一个唯一的IP地址以互相区分和互相联系。只有有了IP地址后，网络中的主机才能向别的主机发送数据信息，也才能接收别的主机发送过来的数据信息。IP地址的结构使我们可以在互联网上很方便地寻找某台主机并和它进行数据交换，使互联网才能成其为互联网，充当人们之间信息交流和沟通的媒介。因此IP地址构成了整个Internet的基础，是互联网中的一个最基本也最重要的资源。    IP地址由32比特组成，通常用直观的、以圆点分隔的4个点分十进制数表示，每一个数字对应于8个二进制的比特串，如某一台主机的IP地址为：61.135.132.6。它主要由两部分组成：一部分是用于标识所属网络的网络地址；另一部分是用于标识给定网络上的某个特定主机的主机地址。    今天的互联网大多数应用的是IPv4协议，IPv4协议已经使用了20多年，在这20多年的应用中，IPv4获得了巨大的成功，同时随着应用范围的扩大，它也面临着越来越不容忽视的危机，例如地址匮乏等等。    IPv6是"Internet Protocol Version 6"的缩写，也被称作下一代互联网协议，它是由IETF设计的用来替代现行的IPv4协议的一种新的IP协议。 IPv6是为了解决IPv4所存在的一些问题和不足而提出的，同时它还在许多方面提出了改进，例如路由方面、自动配置矫妗桓鼋铣腎Pv4和IPv6共存的时期，IPv6最终会完全取代IPv4在互连网上占据统治地位。    通常我们所说的A类、B类、C类地址，是根据网络规模的大小对应地将IP地址空间所做的划分，A类地址可用作126个网络，每个网络可容纳1600万个主机节点。B类地址可用作16000个网络，可容纳65000个主机节点。C类地址可用作200万左右的网络，可容纳254个主机节点。     IP地址资源分配管理政策    IP地址分配是分级进行的。 ICANN (The Internet Corporation for Assigned Names and Numbers), 负责全球互联网上的IP地址进行编号分配的机构(原来是由IANA负责)。 根据ICANN的规定，ICANN将部分IP地址分配给地区级的互联网注册机构 (Regional Internet Registry，RIR),然后由这些RIR负责该地区的登记注册服务。 现在，全球一共有5个RIR：ARIN、RIPE、APNIC、LACNIC、AfriNIC。ARIN主要负责北美地区业务， RIPE主要负责欧洲地区业务，LACNIC主要负责拉丁美洲美洲业务, AfriNIC主要负责非洲地区分配，亚太地区国家 的IP地址分配由APNIC管理。在RIR之下还可以存在一些 IR, 如 国家级IR (NIR), 普通地区级IR (LIR)。这些IR 都可以从APNIC那里得到 Internet地址及号码, 并可以向其各自的下级进行分配。如下图所示。         亚太地区国家 的IP地址分配由APNIC管理。APNIC对IP地址的分配采用会员制，直接将IP地址分配给会员单位。CNNIC以国家NIC的身份于1997年1月成为APNIC的联盟会员，是我国最高级别的IP地址分配机构。    APNIC的IP地址分配政策比较严格，有限的IPV4地址资源是制定严格分配政策的主要原因，全球路由表的增长空间有限是制定严格的分配政策的又一重要原因。    APNIC 地址分配政策要点如下： 使用提供商可聚类的地址空间进行分配n 提供商有责任保持地址聚类nn 客户的地址指定必须是不可携带的 地址分配基于已证实的需求n 要求详细的文件说明n 所有已持有的地址空间必须声明nn 地址空间从一个来源获取 实施路由考虑n 不允许囤积地址n         国际IP地址分配现状    IP地址等互联网资源的分配和使用上主要由美国控制。在互联网发展初期，美国一些大学和公司占用了大量的IP地址，例如MIT、IBM和AT&T分别占用了1600多万，1700多万和1900多万个IP地址，而分配给像中国这么大国家的地址量还不如美国一个大学。后期在ICANN的分配中，负责北美地区地址分配的ARIN分配的地址量也是所有RIR中最多的，共分配所有地址量的6%，而负责国家和人口众多的亚太地区和欧洲IP地址分配的APNIC、RIPE都只有4%。由此导致一方面大量的IP地址被浪费，另一方面在互联网快速发展的国家如欧洲、日本和中国得不到足够的IP地址。最后导致互联网地址资源的极度不平衡和紧缺，IP地址资源面临着紧缺的严峻局面。    美国现有IP地址 12亿个左右，平均每个美国人有4个IP地址。中国目前约5400万个，大约24个中国人1个IP地址（按13亿中国人计算）。美国人均IP地址是我们的100倍。    造成IPv4地址紧缺的原因还在于IPv4 地址技术上的两个弱点：地址空间的浪费和过度的路由负担。IPv4的地址空间为32位，理论上支持40亿台终端设备的互联，但实际上由于互联网早期A、B、C等地址类型的划分，浪费了上千万的地址，特别是B类地址，一般来说，整个B类地址空间的实际利用率只能达到10%多一点。为此亚太互联网信息中心（APNIC）等分配机构相应制定了严格的分配政策，规定了“谨慎、聚类、公平、一致”等分配目标，以提高地址的使用效率。上述措施也都无法阻止IPv4地址资源的耗尽，对下一代IP协议中足够大的IP地址空间的要求已迫在眉睫。    IPV4从理论来讲还有15到17年可以分配，ICANN主席、“国际互联网之父”Vinton G. Cerf博士认为可以用到2020年。由于IP地址初期管理松散，很多IP地址分配出去但是被搁置，于是近年来不断有很多IPV4的地址被找到并被释放出来了。所以会使得IPV4延续很多年，但是向IPV6的过渡是必然的。     我国IP地址分配现状    截止到今年6月，我国的网民数量已达8700万，居世界第二位，但我国所申请获得的IP地址目前仅有5400万个，仅相当美国两所大学的IP地址拥有量，如不加以重视，将影响到我国互联网的可持续发展。    我国沿用1994年我国互联网发展之初时的申请模式，即各企业根据需求自行申请、自行分配并进行管理。目前有29个单位直接向APNIC申请地址。我国现行的这种IP地址模式不利于我国互联网的长远发展，表现在：1、获得的IP地址数量少，时效性差。目前各企业自行向APNIC申请地址，一方面由于对IP地址申请的认识差异较大，一次的申请数量很少，一般只能满足一时之需，难以满足长期发展需要。另一方面，由于APNIC的IP地址申请程序较复杂，要求比较严格，许多国内企业不熟悉申请程序、不善于和国外打交道，常因IP地址申请时间太长而延误网络的发展。2、IP地址申请的成本高。我国企业每年向APNIC缴纳的会员费最高，但获得的IP资源不多。据统计，截止2003年底，我国申请到的IP地址总量只占亚太地区已分配IP地址数的25%，居于日本29%和韩国21%之间，而我国各成员支付APNIC的年费总计高达31万美元，远高于日本的20万和韩国的7万。    针对这种情况，信息产业部电信管理局苏金生局长在9月1日的互联网大会上提出我国在IP地址资源申请使用方面的思路：要从国家利益的高度，政府部门要引导和鼓励广大中小企业通过几家大的单位如CNNIC归口，集中向APNIC申请IP地址，以便最终达到提高我国IP地址资源数量，降低IP地址资源申请和使用成本的目的。     CNNIC分配联盟IP地址一站式申请    CNNIC以国家NIC的身份于1997年1月成为APNIC的联盟会员，成立了以CNNIC为召集单位的分配联盟，我们称为CNNIC分配联盟。按照APNIC的有关规定(APNIC-051)，CNNIC分配联盟成员单位可以通过CNNIC获得IP地址和AS号码；CNNIC必须将CNNIC分配联盟单位的名单及IP地址和AS号码分配情况报告APNIC。 CNNIC召集成立的IP地址分配联盟，采用与APNIC相同的模式，通过向联盟成员收取会员费和IP地址使用费，代众多中小企业向APNIC申请IP地址，是面向整个社会的IP分配机构。    向CNNIC地址分配联盟申请IP地址比直接向APNIC申请有众多优势：CNNIC向APNIC申请IP地址的时间早、数量大、熟悉APNIC的IP地址分配规则，并且已经在APNIC形成了IP地址的规模化、专业化申请；CNNIC是中国的国家级互联网络信息中心，走的是国家级申请渠道；为了普及有关IP地址申请知识，CNNIC自2004年5月开始，在全国10多个主要省市开展了有关巡讲工作。CNNIC定期开展会员的培训活动，使会员更加科学有效地管理和使用自己申请的地址资源。因此，CNNIC分配联盟受到了国内众多地址申请单位的欢迎。 CNNIC还加强和国外分配机构的交流和沟通，以争取更好的IP地址申请的外部环境：CNNIC每年都派员参加ICANN和APNIC的年会和其他重要会议，参与各种IP地址资源分配政策的制定，为国内的申请单位争取利益，同时积极邀请APNIC在国内开展培训和推广活动，与APNIC保持良好的工作关系，争取其对中国IP地址申请工作的支持。     中国的ISP，获得IP地址和AS号码最有效的方法为申请加入CNNIC分配联盟， 由CNNIC分配联盟代其申请IP地址和AS号码。    CNNIC分配联盟提供的各项服务是在联盟的基础上进行的。因此如果您想得到CNNIC的 各种服务您首先需要加入CNNIC分配联盟，具体步骤如图所示。                  国际IPv6研发现状    IPv6是为了从根本上解决现存IPv4网络的IP地址枯竭和路由表急剧膨胀等潜在危机而制订的。IPv6继承了IPv4的优点，并根据IPv4多年来运行的经验进行了大幅度的修改和功能扩充，在地址容量、安全性、网络管理、移动性以及服务质量等方面有明显的改进，IPv6与IPv4是不兼容的，但它同所有其他的TCP/IP协议族中的协议兼容，即IPv6完全可以取代IPv4。    虽然IPv6取代IPv4是互联网的必然发展趋势，从IPv4过渡到IPv6并不是一件容易的事情，因为从IPv4升级到IPv6涉及到很多技术问题和商业问题，甚至还有政治问题。最明显的当然是技术更换的策略，以及基础设施的升级和建设。IPv4的可靠性和普遍应用是IPv6发展中主要的减速因素。    作为互联网的发源地，全世界大部分的网络资源和核心技术都掌握在美国手里，而且全世界大部分IP地址为美国所拥有，在地址资源的分配与管理上美国也拥有一套更为完善的制度，因此美国很少感受到地址容量紧张的压力。由于互联网原有的架构并不影响其发展战略和盈利空间，因此美国对IPv6并不十分重视。    亚洲对待IPv6的态度最积极，并已走在世界的前列。目前亚洲国家中，对IPv6报以极大热情的是日本，日本政府制定了“e-Japan”的战略：1999年-2000年开始分配IPv6的地址，2001年-2005年开始全日本的IPv6商用化服务。目前全世界只有日本的设备厂商提供IPv6的硬件支持，如NEC、日立、富士通，而且日本已经有10多家ISP提供IPv6业务，如WIDE的NSPIXP6等。    CNNIC积极参与国际互联网组织ICANN、IETF的互联网地址资源研究，比如多语种域名、ENUM的应用，目的就是希望地址资源不要成为影响互联网发展的瓶颈，为互联网的健康持续发展提供地址资源保障和支撑服务。     我国IPv6的发展现状和网络规划     根据CNGI的规划，我国将在2005年底建成一个覆盖全国的IPv6网络，成为世界上最大的IPv6网络之一。2004年3月19日，CNGI核心主干网CERNET2(第二代中国教育和科研计算机网)试验网开通，绵延6000公里，以2.5G-10G比特秒的传输速率连接了全国200余所高校。此网络采用IPv6，是目前世界上所知规模最大的采用纯IPv6技术的下一代互联网主干网络。通过以上大规模IPv6网络建设的部署实施及商用探索，在未来的几年内，我国将成为以IPv6为基础的下一代网络领域的领先国家。    1999年7月APNIC、ARIN和RIPE等开始分配商用IPv6地址，CNNIC陆续免费为中国联通、中国铁通、中国科技网等申请了一定数量的IPv6地址进行相关应用和研究。CNNIC承担的中科院知识创新工程重要课题“基于IPv6域名根服务器研究”的项目已顺利通过专家组鉴定和验收。此项成果标志着我国已经掌握了自主建立、运行、维护和保障下一代互联网域名根服务器的关键技术，这将为我国在下一步规模化部署IPv6网络提供基础名字服务提供有力的技术支撑。    以中国工程院副院长邬贺铨院士为主任的鉴定委员会认为，该成果整体上达到国际先进水平，在多语种域名（中文域名）、关键词网址（通用网址）方面具有国际领先水平；并建议中国互联网络信息中心（CNNIC）抓住IPv6网络的发展机遇，完善IPv6域名根服务器的成果，扩大国际影响，争取我国在IPv6网络方面的国际地位。    2004年9月3日中国CNGI正式进入到了实施阶段，标志着大规模地促进IPv6进行应用，使IPv6商用具体化将成为可能。而无论NGN，还是NGI都是基于IP。互联网之父Vinton G. Cerf认为，IPv6使得我们在互联网上加载大量的东西，开拓更多的应用机会。机会一方面存在于小的电子设备上，另一方面是通过互联网管理和控制这种设备。Vinton G. Cerf认为，中国绝对有机会成为领先者，领跑者。开新路是对IPv6应用的最好描述，比如小的设备，手机、PDA等。在这一点上，中国、日本、美国是站在同一起跑线上，而且中国的新用户非常多，规模化不会成为问题。Vinton G. Cerf提醒中国，在真正进行市场推广过程中，IPv6也会遇到好多的问题，各个运营商之间的路由器是不同的，便会存在的对于路由器的标准化测试问题。    加强IPv6的商业应用，是我们必须面对的挑战。当然现阶段并不是无事可为，中国ISP完全可以申请大段的IPv6的IP地址，规划整个网络。这样一看IP号就知道是某个ISP的服务，对于品牌和运营都有很大的好处。