IP地址和AS 號(hào)碼的分配和現(xiàn)狀

1、IP地址和AS 號(hào)碼的分配和現(xiàn)狀CNNIC注冊(cè)服務(wù)部IP組羅彥一、基本概念1 IP地址 （1）概念    連在某個(gè)網(wǎng)絡(luò)上的兩臺(tái)計(jì)算機(jī)之間在相互通信時(shí)，在它們所傳送的數(shù)據(jù)包里都會(huì)含有某些附加信息，這些附加信息就是發(fā)送數(shù)據(jù)的計(jì)算機(jī)的地址和接受數(shù)據(jù)的計(jì)算機(jī)的地址。當(dāng)網(wǎng)絡(luò)中存在以IP協(xié)議為基礎(chǔ)的通信時(shí)，這些發(fā)送和接受數(shù)據(jù)的地址就是IP地址。（2）基本地址格式     現(xiàn)在的IP網(wǎng)絡(luò)使用32位地址，以點(diǎn)分十進(jìn)制表示，如172.16.0.0。地址格式為：IP地址=網(wǎng)絡(luò)地址主機(jī)地址 或 IP地址=主機(jī)地址子網(wǎng)地址主機(jī)地址。

2、60;（3）IP地址類型    最初設(shè)計(jì)互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)時(shí)，為了便于尋址和層次化的構(gòu)造網(wǎng)絡(luò)，每個(gè)IP地址包括兩個(gè)標(biāo)識(shí)碼（ID），即網(wǎng)絡(luò)ID和主機(jī)ID。同一個(gè)物理網(wǎng)絡(luò)上的所有主機(jī)都用同一個(gè)網(wǎng)絡(luò)ID，網(wǎng)絡(luò)上的一個(gè)主機(jī)（包括網(wǎng)絡(luò)上工作站，服務(wù)器和路由器等）有一個(gè)主機(jī)ID與其對(duì)應(yīng)。IP地址根據(jù)網(wǎng)絡(luò)ID的不同分為5種類型，A類地址，B類地址，C類地址，D類地址和E類地址。1）A類IP地址一個(gè)A類IP地址由1字節(jié)的網(wǎng)絡(luò)地址和3字節(jié)主機(jī)地址組成，網(wǎng)絡(luò)地址的最高位必須是"0"， 地址范圍從1.0.0.0 到126.0.0.0。可用的A類網(wǎng)絡(luò)有126個(gè)，每個(gè)網(wǎng)絡(luò)能容納1

3、億多個(gè)主機(jī)。2） B類IP地址一個(gè)B類IP地址由2個(gè)字節(jié)的網(wǎng)絡(luò)地址和2個(gè)字節(jié)的主機(jī)地址組成，網(wǎng)絡(luò)地址的最高位必須是"10"，地址范圍從128.0.0.0到191.255.255.255?？捎玫腂類網(wǎng)絡(luò)有16,382個(gè)，每個(gè)網(wǎng)絡(luò)能容納6萬(wàn)多個(gè)主機(jī) 。3）C類IP地址一個(gè)C類地址是由3字節(jié)的網(wǎng)絡(luò)地址和1字節(jié)的主機(jī)地址組成，網(wǎng)絡(luò)地址的最高位必須是"110"。范圍從192.0.0.0 - 223.255.255.255 C類網(wǎng)絡(luò)達(dá)209萬(wàn)余個(gè)，每個(gè)網(wǎng)絡(luò)能容納254個(gè)主機(jī)。4）D類地址用于多點(diǎn)廣播（Multicast）。D類地址第一個(gè)字節(jié)以"lll0&q

4、uot;開(kāi)始，它是一個(gè)專門保留的地址。它并不指向特定的網(wǎng)絡(luò)，目前這一類地址被用在多點(diǎn)廣播（Multicast）中。多點(diǎn)廣播地址用來(lái)一次尋址一組計(jì)算機(jī)，它標(biāo)識(shí)共享同一協(xié)議的一組計(jì)算機(jī)。5）E類地址以"llll0"開(kāi)始，為將來(lái)使用保留。全零（"0000"）地址對(duì)應(yīng)于當(dāng)前主機(jī)。全"1"的IP地址（"255255255255"）是當(dāng)前子網(wǎng)的廣播地址。（4）公有IP地址和私有IP地址    IP地址依照用途和安全性級(jí)別的不同分為公用IP地址和私有IP地址兩種，公有地址在Internet中使用，是

5、由Internet權(quán)力機(jī)構(gòu)（亞太區(qū)為APNIC、中國(guó)為CNNIC）統(tǒng)一分配的，目的是為了保證網(wǎng)絡(luò)地址的全球唯一性。私有地址不可以在公網(wǎng)上使用，因?yàn)楸揪W(wǎng)絡(luò)中的保留地址同樣也可能被其他網(wǎng)絡(luò)使用，如果進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)互連，那么尋找路由時(shí)就會(huì)因?yàn)榈刂返牟晃ㄒ欢霈F(xiàn)問(wèn)題。但是這些使用保留地址的網(wǎng)絡(luò)可以通過(guò)將本網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的保留地址翻譯轉(zhuǎn)換成公共地址的方式實(shí)現(xiàn)與外部網(wǎng)絡(luò)的互連。這也是保證網(wǎng)絡(luò)安全的重要方法之一。在IP地址的主要三種類型里，各保留了三個(gè)區(qū)域作為私有地址，其地址范圍如下： A類地址：10.0.0.010.255.255.255 B類地址：172.16.0.0172.31.255.255&

6、#160;C類地址：192.168.0.0192.168.255.255 2 AS號(hào)碼    Internet是一個(gè)非常大的網(wǎng)絡(luò),為了使Internet保持連通性，需要?jiǎng)討B(tài)路由協(xié)議保證路由信息的正確交換。RIP、OSPF、IGRP、EIGRP以及ISIS等內(nèi)部網(wǎng)關(guān)協(xié)議（IGP）在技術(shù)上無(wú)法將整個(gè)Internet劃分為獨(dú)立的、不同的管理區(qū)域。外部網(wǎng)關(guān)協(xié)議（EGP）的創(chuàng)建是為了控制路由表的擴(kuò)展以及通過(guò)把Internet劃分成獨(dú)立的管理區(qū)以便為Internet提供更加結(jié)構(gòu)化的模式，這些具有自己獨(dú)立的選路策略的管理區(qū)稱為自治系統(tǒng)（AS）。  

7、  通過(guò)把世界劃分成管理機(jī)構(gòu)，我們就能夠擁有一個(gè)被分成小的、更易管理的網(wǎng)絡(luò)的大型網(wǎng)絡(luò)Internet。這些小網(wǎng)絡(luò)就稱為AS（自治系統(tǒng)），一個(gè)AS有它自己的一套規(guī)則和策略，能夠把自己和其他AS唯一地區(qū)別開(kāi)來(lái)。每個(gè)AS運(yùn)行自己的一套IGP（內(nèi)部網(wǎng)關(guān)協(xié)議），與其他AS中的IGP無(wú)關(guān)。各AS之間通過(guò)EGP（外部網(wǎng)關(guān)協(xié)議）來(lái)交換選路信息，從而確保整個(gè)Internet的互通。    BGP是外部網(wǎng)關(guān)協(xié)議的一種，用來(lái)在AS之間傳遞選路信息?；谠贐GP相鄰體之間交換的信息，BGP構(gòu)造出一個(gè)自治系統(tǒng)圖。在BGP看來(lái)，整個(gè)Internet就是一個(gè)AS圖，每個(gè)AS用AS號(hào)碼

8、來(lái)區(qū)別。    AS號(hào)碼，即自治系統(tǒng)號(hào)碼，是用來(lái)標(biāo)識(shí)在BGP協(xié)議（邊界網(wǎng)關(guān)協(xié)議）中使用的獨(dú)立的自治系統(tǒng)的號(hào)碼，這個(gè)號(hào)碼是全球唯一的，同樣需要互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)權(quán)力機(jī)構(gòu)分配，APNIC和CNNIC都可以分配AS號(hào)碼。CNNIC目前可以為已有或者計(jì)劃在三個(gè)月內(nèi)與兩家以上的ISP運(yùn)行BGP協(xié)議的單位分配AS號(hào)碼。二、 分配與管理1 IP地址和AS號(hào)碼的分配及意義    全球唯一的IP地址和AS號(hào)碼的分配由互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)權(quán)利機(jī)構(gòu)執(zhí)行，是逐級(jí)進(jìn)行的，目前ICANN (The Internet Corporation for Assigned Names and

9、 Numbers)是負(fù)責(zé)對(duì)全球Internet上的IP地址進(jìn)行統(tǒng)一編號(hào)分配的機(jī)構(gòu)。ICANN將部分IP地址分配給地區(qū)級(jí)的Internet注冊(cè)機(jī)構(gòu) (Regional Internet Registry)，然后由這些RIR負(fù)責(zé)該地區(qū)的登記注冊(cè)服務(wù)?，F(xiàn)在全球一共有3個(gè)RIR即ARIN，RIPE和APNIC。 ARIN主要負(fù)責(zé)北美地區(qū)業(yè)務(wù)，RIPE主要負(fù)責(zé)歐洲地區(qū)業(yè)務(wù)，亞太地區(qū)國(guó)家的IP地址和AS號(hào)碼分配則由APNIC管理。在RIR之下還可以存在一些 IR, 如 國(guó)家級(jí)IR (NIR), 普通地區(qū)級(jí)IR (LIR)。這些IR 都可以從APNIC那里得到 Internet地址及號(hào)碼, 并可以向其各自的

10、下級(jí)進(jìn)行分配，CNNIC就是中國(guó)的國(guó)家級(jí)IR，可以對(duì)中國(guó)大陸的IP地址和AS號(hào)碼進(jìn)行分配和管理。    IP地址，AS號(hào)碼等互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)的基本資源，是構(gòu)成互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)并使網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)成為可能的基礎(chǔ)，在網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)中有著重要的作用，同時(shí)從這些資源的分布情況上，也可以看出一個(gè)ISP乃至一個(gè)國(guó)家互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)發(fā)展的概況。2 IP地址使用的問(wèn)題及解決的方式     在網(wǎng)絡(luò)發(fā)展的初期，Internet設(shè)計(jì)者們這樣劃分IP地址的類型并沒(méi)有充分預(yù)料到今天互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)日新月異的發(fā)展和日益龐大的規(guī)模，根據(jù)地址的三種主要類型來(lái)分配地址已經(jīng)造成了互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)地址資源的嚴(yán)重浪

11、費(fèi)，A類地址已經(jīng)被分配完了，接下來(lái)B類地址也很快就會(huì)耗盡，現(xiàn)在正在進(jìn)行C類網(wǎng)絡(luò)地址的分配，但是由此也帶來(lái)了一個(gè)問(wèn)題，路由表在IP地址分配基本單位逐漸減小的情況下，正在變的越來(lái)越大。    為了更高效的利用沒(méi)有使用的Ipv4地址，首先引入了子網(wǎng)掩碼，在IP地址上使用一個(gè)子網(wǎng)掩碼（subnet mask）就可以定義一個(gè)子網(wǎng)。如果掩碼位是1，那么對(duì)應(yīng)此掩碼位的IP地址位就屬于網(wǎng)絡(luò)地址部分，反之，如果掩碼位是0，那么對(duì)應(yīng)此掩碼位的IP地址位就屬于主機(jī)地址部分，VLSM（Variable Length Subnet Mask, 可變長(zhǎng)子網(wǎng)掩碼）的引入，使網(wǎng)絡(luò)位由固定的三種變

12、成了可以任意改變，從而部分地解決了原來(lái)必須使用固定的子網(wǎng)掩碼所造成的地址空間的浪費(fèi)。    1992年CIDR的引入意味著在路由表層次的網(wǎng)絡(luò)"類"的概念已經(jīng)被取消，代之以"網(wǎng)絡(luò)前綴"的概念。CIDR是Classless Inter Domain Routing 的縮寫, 意為無(wú)類別的域間路由。"無(wú)類"的意思是現(xiàn)在的路由策略是基于整個(gè)32位IP地址的掩碼操作。而不管其IP地址是A類、B類或是C類，都沒(méi)有什么區(qū)別，這樣使多個(gè)連續(xù)的C類地址或者B類地址可以組合使用，比如多個(gè)C類地址可以組合成一個(gè)B類地址，這樣就

13、突破了地址必須按照有類地址的三種基本單位劃分的局限，事實(shí)證明CIDR的使用已經(jīng)在一定程度上減慢了地址的使用速度。    目前CNNIC的地址分配的最小單位是/20，其大小等于傳統(tǒng)意義上的16個(gè)C類地址，這樣的最小分配范圍的決定是綜合考慮到即要滿足ISP網(wǎng)絡(luò)規(guī)模的需求，又要節(jié)約不多的IPv4地址資源，還要考慮盡量減輕路由器負(fù)擔(dān)的結(jié)果。    任何解決目前IPv4地址緊張的努力都不過(guò)是盡量節(jié)約剩下的為數(shù)不多的Ipv4地址，而解決問(wèn)題的根本出路還是盡快的推廣下一代互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)IP協(xié)議：IPv6協(xié)議，IPv6協(xié)議提供巨大的地址空間（128比特），

14、地址總數(shù)達(dá)到2128個(gè)，理論上這一規(guī)模能夠?qū)Φ厍虮砻娴拿恳黄椒矫滋峁?.651023個(gè)網(wǎng)絡(luò)地址。由于IPV6的地址也需要分層運(yùn)用，因此實(shí)際可用的總數(shù)要小得多，但保守的估計(jì)每平方米也有1600 個(gè)IP地址。    目前CNNIC正在進(jìn)行有關(guān)IPv6方面的實(shí)驗(yàn)工作，我們搭建的IPv6局域網(wǎng)和世界上6個(gè)國(guó)家運(yùn)行IPv6的網(wǎng)絡(luò)組織配置建立了多條隧道，并已經(jīng)得到了/28的PTLA的IPv6地址：3FFE:8330:/28，需要進(jìn)行IPV6實(shí)驗(yàn)的單位可以和我們聯(lián)系 合作。3中國(guó)IP地址管理問(wèn)題    中國(guó)大陸的各家ISP可以自由選擇從CNNIC或

15、者APNIC申請(qǐng)可攜帶IP地址，目前大部分的ISP都是從CNNIC申請(qǐng)IP地址的，但是由于歷史的原因（國(guó)內(nèi)互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)發(fā)展早期，中國(guó)沒(méi)有成立統(tǒng)一的IP地址及AS號(hào)碼資源管理單位，ISP都從APNIC申請(qǐng)地址），有一些ISP，例如中國(guó)電信，中國(guó)教育網(wǎng)等是直接從APNIC申請(qǐng)到的IPV4地址，他們的地址與CNNIC分配的地址相互獨(dú)立。這種情況造成了現(xiàn)在中國(guó)的IP地址分布零散，統(tǒng)計(jì)也比較困難的局面，目前還沒(méi)有一個(gè)全面的針對(duì)中國(guó)IP地址分布狀況的統(tǒng)計(jì)，這也給有關(guān)領(lǐng)導(dǎo)部門也造成了統(tǒng)一管理的難度。    同時(shí)，由于IPv4地址的日益缺乏，很多國(guó)內(nèi)的ISP和其他單位雖然需要大量的I

16、P地址以滿足自身發(fā)展的需要，但是無(wú)法得到足夠多的地址，在一定程度上不利于我國(guó)網(wǎng)絡(luò)事業(yè)的發(fā)展，目前IPV6技術(shù)日益成熟，由于這種新的IP協(xié)議可以在目前提供足夠大的地址空間，因此大力推動(dòng)IPV6在中國(guó)的科研開(kāi)發(fā)以及普及IPV6在ISP中的應(yīng)用也是解決問(wèn)題的一個(gè)切實(shí)可行的方法。4 其它亞洲國(guó)家（地區(qū)）IPV4地址管理辦法1）日本：    JPNIC（日本互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)信息中心）是日本的互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)資源管理機(jī)構(gòu)，也是APNIC的NIR之一，日本ISP的地址申請(qǐng)基本都是通過(guò)JPNIC來(lái)進(jìn)行的。2）韓國(guó)：    KRNIC（韓國(guó)互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)信息中心）是韓國(guó)的互

17、聯(lián)網(wǎng)絡(luò)資源管理機(jī)構(gòu)，APNIC的NIR之一，韓國(guó)ISP的地址申請(qǐng)都是通過(guò)KRNIC來(lái)進(jìn)行的。3）中國(guó)臺(tái)灣：    TWNIC（財(cái)團(tuán)法人臺(tái)灣網(wǎng)路資訊中心）是臺(tái)灣地區(qū)的互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)資源管理機(jī)構(gòu)，APNIC的NIR之一，臺(tái)灣的ISP可以從TWNIC直接申請(qǐng)地址，目前也有部分臺(tái)灣ISP直接從APNIC申請(qǐng)地址資源。4）中國(guó)香港：    在2002年4月之前香港沒(méi)有獨(dú)立的NIC，各個(gè)ISP都從APNIC直接申請(qǐng)地址，所以在APNIC的中小型成員中，香港的ISP為數(shù)眾多，（截止2002年3月有小型成員82家，中型成員27家）。三、 發(fā)展現(xiàn)狀1 中國(guó)大

18、陸IP地址，AS號(hào)碼資源情況 圖1 中國(guó)大陸IP地址，AS號(hào)碼資源情況     根據(jù)APNIC最新的數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，截止2002年4月4日，中國(guó)大陸地區(qū)擁有IP地址23846144個(gè)，合大約1.4個(gè)A類地址，111個(gè)AS號(hào)碼，從1993年到2001年每年中國(guó)大陸得到的IP地址分配和從1996年到2001年中國(guó)大陸每年得到的AS號(hào)碼分配情況如圖1。    從圖1可以看出在最近的兩三年里，中國(guó)大陸的IP地址資源擁有量出現(xiàn)了較快的增長(zhǎng)，尤其是2000年，得到分配的IP地址數(shù)是1999年的兩倍還多，這反映了我國(guó)互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)在這期間有了一個(gè)突飛猛進(jìn)的發(fā)展

19、，各大網(wǎng)絡(luò)以及中小型ISP都在加快基礎(chǔ)設(shè)施的建設(shè)，從而需要大量的IP地址滿足這樣的需要，而2001年的地址增長(zhǎng)速度有所下降，也是國(guó)內(nèi)互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)行業(yè)開(kāi)始動(dòng)蕩，網(wǎng)絡(luò)市場(chǎng)發(fā)生萎縮的直接反映。    從AS號(hào)碼資源的情況來(lái)看，我國(guó)大陸的AS號(hào)碼增長(zhǎng)速度并沒(méi)有和IP地址增長(zhǎng)速度成正比，并且隨著年份有較大的波動(dòng)，這種現(xiàn)象與我國(guó)ISP單位的增加情況，以及各大互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營(yíng)商與其他ISP互聯(lián)的政策的變化有著一定的聯(lián)系，因?yàn)锳S號(hào)碼只是在一家ISP與至少兩家ISP做對(duì)等互聯(lián)，交換路由信息的時(shí)候才需要使用，所以AS號(hào)碼使用的多少與大中型ISP出現(xiàn)的數(shù)量有關(guān)系；同時(shí)根據(jù)我國(guó)網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營(yíng)單位的特

20、點(diǎn)，即中小型ISP為數(shù)不多，而主要的業(yè)務(wù)都集中在少數(shù)幾個(gè)大型的運(yùn)營(yíng)商那里，因此新出現(xiàn)的中小型ISP想要取得與大型ISP對(duì)等互聯(lián)的權(quán)利與大型運(yùn)營(yíng)商的政策也有著很大的關(guān)系，根據(jù)我國(guó)目前的情況，大多數(shù)大型ISP并沒(méi)有完全開(kāi)放他們的這項(xiàng)業(yè)務(wù)，這是我國(guó)中小型ISP發(fā)展的阻礙之一，同時(shí)也是影響到AS號(hào)碼使用數(shù)量變化的重要原因。2 亞洲國(guó)家和地區(qū)IP地址和AS號(hào)碼資源情況圖2為目前亞洲其他國(guó)家（地區(qū)）和中國(guó)大陸的網(wǎng)絡(luò)資源（IPv4地址，AS號(hào)碼）的情況。 圖2 亞洲國(guó)家（地區(qū)）IPv4地址資源情況 圖3 亞洲國(guó)家（地區(qū)）AS號(hào)碼資源情況     從圖2和圖3中可以看出我國(guó)大陸和其他亞洲國(guó)家（地區(qū)）的網(wǎng)絡(luò)發(fā)展的對(duì)比情況，在IPv4地址方面，日本的地址總數(shù)為378B，我國(guó)大陸為363B，韓國(guó)為250B，目前我國(guó)大陸已經(jīng)僅次于日本，排到亞洲第二，可以看出在短短的幾年里，我國(guó)互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展的規(guī)模已經(jīng)達(dá)到一定的規(guī)模，但是IP地址只是反映網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ)建設(shè)，僅僅憑借IP地址還不能夠全面反映的網(wǎng)絡(luò)發(fā)展，需要結(jié)合其他的數(shù)據(jù)綜合分析。    雖然地址總