全球的 IP 地址由 IANA 管理分配，但是全部 IP 地址只由 IANA 管理，肯定是管不过来的，搞不定的就用分层的方法解决。IANA 不直接给用户分配地址，只给 RIR 分配地址，RIR 就给 LIR 或 NIR 分配地址，LIR 或 NIR 再给 ISP 分配地址，最后 ISP 直接给用户分配地址。
大家好，我是小弗。2019 年就有报道说，IPv4 地址已经使用完了，以为 IPv6 会全面替代 IPv4 。结果过去两年多，IPv4 还是主流，IPv6
也在上线一部分，但是更像个摆设，实际上没有用起来。下面，我们从头说起，一探究竟!
什么是 IP 地址?
192.168.1.123 、10.10.10.10 、121.14.77.221 等等，这些都是 IP 地址，仔细看会发现，IP 地址是由 4
个数字和中间的 “ . ” 组成。其实每个数字是由八位二进制数组成，并转换成了十进制表示，取值范围是 0 ~ 255 。
换句话说，IP 地址是由 32 位二进制数组成，为方便书写，每八位一组，用 “ . ” 隔开，每组数据转换成十进制表示。
IP 地址有什么用?
IP 地址分为公网地址和私网地址。公网 IP 地址，可以用来上网，访问互联网资源，比如微信聊天、抖音刷视频等等。私网 IP
地址，在局域网中使用，可以用手机连接家里的电视投屏、打印机打印啥的。
公网地址由 Internet NIC 负责分配。私网地址是一段保留的 IP 地址。在局域网内自由使用。
IP 地址一共有多少个?
计算 IP 地址的 32 位二进制数，得出约 43 亿个 IP 地址。地址范围是 0.0.0.0 ~ 255.255.255.255 。
IP 地址已经分完了?
初略算一下，全球 78 亿人，IPv4 地址约 43 亿，人均不到一个 IP 地址，显然地址是不够用的，但实际上是什么情况呢?
全球的 IP 地址由 IANA 管理分配，但是全部 IP 地址只由 IANA 管理，肯定是管不过来的，搞不定的就用分层的方法解决。IANA
不直接给用户分配地址，只给 RIR 分配地址，RIR 就给 LIR 或 NIR 分配地址，LIR 或 NIR 再给 ISP 分配地址，最后 ISP
直接给用户分配地址。
我们先来看下 IANA 地址的使用情况。官网查看，截止至 2022 年 2 月 4 日，有 16 个 /8 网段标注为未来使用，一个 /8 网段就有
1677 万个地址，16 个 /8 网段就是 2.68 亿个的地址，IPv4 地址真的用完了吗?
接下来看看 RIR ，IANA 把 IP 地址分配给 RIR ，世界上有五个 RIR ，分别是 AFRINIC 、APNIC 、ARIN 、LACNIC
和 RIPE NCC 。
其中，ARIN 和 RIPE NCC 分别在 2015 年和 2019 年分完了可用的 IP 地址，APNIC 、LACNIC 和 AFRINIC
还可以申请 IP 地址。APNIC 官网显示，还剩余少量地址，以及中国在今年申请 IP 地址的记录。破案了，虽然未分配的 IP
地址数量不多，但还没分配完，目前还能申请 IP 地址。
而且，我们还有 IPv6 ，由 128 位二进制数组成，地址数量巨多，号称可以给地球上的每粒沙子分配一个地址。
中国有多少个 IPv4 地址?
我们国家属于亚太地区的 APNIC 。APNIC 官网有个文档，记录了分配的 IP 地址信息，每天更新。
http://ftp.apnic.net/apnic/stats/apnic/delegated-apnic-latest
文档格式依次是：注册机构、国家/地区代码、类型、起始地址、数量、分配日期、状态。于是把文档复制到 Excel 表格，进行分列和筛选。
中国简称是 CN ，选择的类型是 IPv4 ，筛选出来 8631 个网段，IPv4 地址数量是 344110080 个，约占整个 IPv4 地址空间的
8% 。
按照相同的方法，计算出港澳台的 IP 地址数量：
- 香港( HK )：2589 个网段，共 12573440 个地址
- 澳门( MO )：36 个网段，共 336640 个地址
- 台湾( TW )：872 个网段，共 35694848 个地址
总计 392705008 个地址，约占全球总量的 9% 。
那么，中国是如何向 APNIC 申请的 IP 地址呢?答案是 CNNIC ，属于 APNIC 下面的 NIR 。CNNIC 从 APNIC 申请 IP
地址，并向国内的组织进行进一步分配。
今年 2 月份，CNNIC 发布了第49次《中国互联网络发展状况统计报告》，里面有 IPv4 地址数量统计，约 3.9249 亿个。
APNIC 和 CNNIC 统计的 IP 地址数量大体一致，约 3.92 亿个地址。其中的少量偏差，可能是统计时间和统计维度等导致，问题不大。
中国的 IPv4 地址是如何分配的?
知道了中国有多少 IP 地址，就会好奇这些地址都用到哪里去了?在淘宝的 IP 地址库找到一份数据：
https://ip.taobao.com/accurancy
从 IP 数量上看，这并不是最新的统计数据，不过也能看出大致情况，三大运营商占用了 74% 的地址，再加上铁通的话，就达到了 82% 。这说明，我国的
IP 地址主要是分配给了运营商。
有哪些保留地址?
除了需要申请的公网地址外，还有许多保留地址，有一部分保留地址是可以自由使用的。IANA 官网有最全的保留地址类型。
https://www.iana.org/assignments/iana-ipv4-special-registry/iana-ipv4-special-registry.xhtml
再加上组播地址，就是全部的保留地址了。
常见保留地址的说明如下：
- 0.0.0.0/32：用于广播信息到当前主机
- 10.0.0.0/8：用于私有网络中的本地通信，可在局域网内自由使用
- 100.64.0.0/10：用于在电信级 NAT 环境中服务提供商与其用户通信
- 127.0.0.0/8：用于到本地主机的环回地址，不仅仅只有 127.0.0.1 这一个回环地址
- 169.254.0.0/16：用于单链路的两个主机之间的链路本地地址，而没有另外指定 IP 地址
- 172.16.0.0/12：用于私有网络中的本地通信，可在局域网内自由使用
- 192.168.0.0/16：用于私有网络中的本地通信，可在局域网内自由使用
- 255.255.255.255/32：有限广播地址
为什么 IPv6 还没取代 IPv4 ?
细细梳理下来，有以下几个原因：
NAT 技术，可以把私网地址转换成公网地址，让大量私网设备使用少量公网地址访问互联网，缓解 IPv4 地址不够用的问题。
IPv4 和 IPv6 互不兼容，只能通过双协议栈、隧道技术或者 NAT64 实现协议的过渡，三种转换技术各有千秋，但是也各有缺陷，限制了 IPv6
的推广。
IPv4 的地址回收再分配，可以缓解 IPv4 地址消耗的速度。还有早期大手大脚的申请和使用 IPv4
地址，环回地址、组播地址等保留地址占用太多地址空间，未使用的 E 类地址约 2.68 亿个，都有很大的优化空间。
IPv4 升级到 IPv6 ，涉及巨大的网络改造成本，ISP 在未找到盈利模式，无利可图时，无动力推进 IPv6 。
IPv4 地址稀缺，价格较高，IPv6 地址无利可图，ISP 不想做亏本生意。
但是，我们也要明白，IPv4 地址不够用的问题，还是要上 IPv6 才能根本解决，毕竟 IPv4 地址有限，而未来地址的需求量巨大。
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