1.2 IPv4地址分配现状

我们目前所使用的互联网都是基于IPv4协议的，采用IPv4地址，可以理解为第一代互联网络。理论上IPv4地址约有43亿，足以应对互联网初期的应用和需求，但是随着互联网逐渐深入到社会生活的每个角落，地址问题逐渐凸显。

1.2.1 全球IPv4地址枯竭问题日益紧迫

目前的IP地址分配采用分级模式进行。国际互联网域名管理机构ICANN（IANA）将地址分配给地区级互联网地址注册机构RIR，由RIR负责该地区的地址分配注册服务。目前全球共有5个RIR：ARIN、RIPE、APNIC、LACNIC、AfriNIC。亚太地区国家的IP地址分配由APNIC管理。在RIR之下还可以存在国家级IR（NIR）和普通地区级IR（LIR）的地址分配注册机构。IP地址和AS号码分配的分级示意图如图1-1所示。

图1-1 IP地址和AS号码分配的分级示意图

目前全球IPv4地址资源枯竭问题日益紧迫。截至2010年12月，全球84.3%的IPv4地址已被分配，另外13.3%被IETF保留，如果再除去一些被非法使用的地址，则IANA只剩下2%的IPv4地址尚未分配，如图1-2所示[1]。

图1-2 截至2010年12月IPv4地址分配情况

与此同时，全球IPv4地址的分配速度还在加快。随着地址资源耗尽时间的临近，世界各国都在抓紧申请IPv4地址，而这将在短期内加快IPv4地址的消耗速度，使得问题更加急迫。2011年2月，IANA已经正式宣布，全球的IPv4地址已经耗尽，到2011年12月，RIR所预留的地址池也将枯竭，如图1-3所示[1]。

图1-3 IANA/RIR IPv4地址耗尽分析

1.2.2 我国的IPv4使用形势更加严峻

由于互联网发展起源于美国，美国的IPv4地址拥有量居世界首位。图1-4为全球IPv4地址总量统计图。从图中可以看出，截止到2010年12月，所有的RIR所分配的IPv4地址中，将近一半为美国所有，其次为中国、日本和欧盟等国家和经济共同体[2]。

与此同时，全球互联网用户规模不断扩大，截至2010年7月，全球互联网用户已经突破了19.6亿[3]。其中中国在2008年后，一跃成为全球互联网用户规模最大的国家，截至2010年7月，互联网用户数达4.2亿[4]，如图1-5所示。

图1-4 2010年8月全球IPv4地址分配情况

图1-5 全球互联网用户数发展情况

地址资源分布和用户规模的严重不平衡，造成了IP地址短缺问题的不均衡性。截至2010年9月，在美国平均每个互联网用户拥有IPv4地址4.865个，韩国为2.047个，日本为1.454个，而中国仅为0.197个。随着互联网的进一步发展和普及，尤其是移动互联网、物联网、家庭网络、IPTV、手机电视等应用的发展，我国未来5年IP地址需求量将达到345亿（图1-6），是现在整个IPv4地址空间的8倍。地址资源枯竭的问题严重地制约了我国及其他国家互联网的应用和发展，已经到了不得不解决的地步。

图1-6 我国未来IP地址缺口巨大