APNIC文摘 — 減少IP位址浪費

本APNIC文摘原標題為Cutting down on IP address waste,由Seth Schoen撰文。

本文作者Seth Schoen在今年 APRICOT 2022 APOPS 議程 中,簡報了IPv4 單播擴充專案(IPv4 Unicast Extensions Project)。本專案希望解放約6到7%的IPv4位址空間,以回應IPv4位址稀缺的問題。

1980年代IPv4剛萌芽時,某些決定讓一批位址變得「特別」,無法做為一般用途使用。即使這過去決策基於的緣由過去幾十年來都沒有發生,這些位址至今仍享受特別待遇。對Schoen來說,這也代表一批數量難以忽略的位址資源因此浪費了。

其中一種看待位址空間的方式,是關注32位元IPv4位址的位元模式,如何對應不同的位址類別(如圖1)。

圖 1 Seth Schoen及團隊希望開放的位址類型及範圍

如上圖所示,本專案希望開放的IPv4位址類別包括:

Schoen的提案希望將這些位址定義為一般單播位址,而非過去的保留、無效或回送位址。上述目前不開放的位址當初都有各自不開放的理由,也因此,更動並開放這些位址也帶來不同的挑戰和機會。

挑戰與機會

開放最低位址,會移除所有本地網路中重複的的歷史廣播位址。此做法需要的變動最少,僅需當事人於本地網路中更改軟體設定即可。由於現行網路標準只在子網路中賦予最低位址意義,開放後可用的位址,本地網路外的外部主機也不需更改軟體設定,就可直接使用。這也表示,任何通過EC2連線測試(EC2 reachability test )可連接主機的人,都可以連接到其他網路中的.0(或其他最低號碼)。

此變動的好處極多,如每個大於/31的IPv4子網路都將因此多出一筆位址。此做法亦無需位址政策實施程序,只要允許各單位做一個步驟,就可全面提升他們使用既有分配到IPv4區段的效率。

其他做法則需要IPv4目前使用的軟體變動,但Schoen指出,許多調整都已經很常見,如大多數主機就都已支援240/4。目前Linux 和FreeBSD都已經可支援最低位址開放所需的調整,OpenBSD則多年前就已適用。

不少公司已經正在或考慮非正式地以私人位址空間擴充使用240/4,因為很多裝置已經容許此用法。將240/4、0/8和127/8作為可路由位址空間使用,無論是公開或私下,的確會出現政策問題(如這些區段分別能否、何時、如何正式作為公開或私人位址空間使用)。比起探討這些政策問題,Schoen和團隊更著重在說服更多實施相關方更新軟體,最大化這些位址的相容性,如此一來,一旦網路社群就上述政策問題達成共識,便能立即啟用這些位址。

雖然Schoen和團隊希望隨著相容性問題解決,這些位址最終能在公共網路中使用,但他們也了解,正式或非正式地以私人位址空間使用這些位址,對網路營運方仍有價值。

針對此提案的反對和顧慮很多,有些人擔心現行系統很大一部分都已經在程式上寫死了必定視這些位址無效並拒絕。也有人擔心此提案將威脅或妨礙IPv6的部署。針對前者,Schoen建議無論如何先開始動作,盡力最大化未來位址開放後,能利用的價值和空間。針對後者,他們則堅持這是偽命題——改善IPv4位址供給不應被視為對IPv6的攻擊,任何單位也不應因此就不部署IPv6。

就算是已經大量部署IPv6的單位,也可能基於多種原因仍需要IPv4空間。Schoen認為這樣的狀態還會持續很長一段時間,這也是他們積極推動開放這些IPv4位址的原因。

事實上,Schoen的提案並非首創。如APNIC首席科學家Geoff Huston在解析2021年IP位址使用發展的文章(IP addressing in 2021)中,就指出此議題在過去15年內反覆出現,不乏希望直接開放此類位址(又稱「Class E」)使用的IETF草案,也有持反對意見,主張開放Class E將導致實施問題的草案

Huston進一步指出,開放Class E的提案總會默默沈寂。一方面可能是因為缺乏時間和資源投入此議題,也可能是普遍認為開放Class E難以彌補IPv4耗竭的現實,不如推動IPv6。每過一段時間,類似提案又會出現,但在數場內容雷同的辯論後,往往又消聲匿跡。

如對Schoen的提案有興趣深入了解,可點此觀賞他在APRICOT2022的簡報影片。

*台灣網路資訊中心(TWNIC)與亞太網路資訊中心(APNIC)合作,定期精選APNIC Blog文章翻譯摘要,提供中心部落格讀者了解目前亞太地區網路發展之最新趨勢。原文標題為Cutting down on IP address waste

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