Вычарпанне IPv4-адрасоў — сканчэнне запасу неразмеркаваных адрасоў пратаколу IPv4. Адрасная прастора глабальна кіруецца амерыканскай некамерцыйнай арганізацыяй IANA, а таксама пяццю рэгіянальнымі інтэрнэт-рэгістратарамі, адказнымі за прызначэнне IP-адрасоў канчатковым карыстальнікам на пэўных тэрыторыях, і лакальным інтэрнэт-рэгістратарам, такім як інтэрнэт-правайдары.
IPv4 дазваляе ўжываць каля 4,23 мільярды адрасоў, і частка з іх была размеркавана IANA рэгіянальным інтэрнэт-рэгістратарам блокамі прыкладна па 16,8 мільёнаў адрасоў (з улікам выкарыстання CIDR). У лютым 2011 года IANA выдаткавала рэгіянальным інтэрнэт-рэгістратарам апошнія пяць блокаў /8 са сваёй адраснай прасторы. APNIC з’яўляецца першым рэгіянальным інтэрнэт-рэгістратарам, чые выдаткаваныя IP-адрасы скончылісяДакладней, 15 красавіка 2011 года APNIC дасягнула апошняга блока /8 і перайшла да механізму размеркавання «стадыі 3».. Гэта адбылося 15 красавіка 2011 года. У некаторых кутках свету ўжо скончыліся размеркаваныя IPv4-адрасы, і вычарпанне адрасоў застаўшыхся рэгіянальных інтэрнэт-регістратараў чакаецца на працягу пяці год.
Наступным рэгіянальным рэгістратарам, які спыніў раздачу IPv4-адрасоў па патрэбе запытальніка, стаў RIPE NCC. Гэта адбылося 14 верасня 2012 года.
Вычарпанне адраснай прасторы IPv4 лічыцца праблемай, пачынаючы з 1980-х, калі Інтэрнэт пачаў зведваць рэзкі рост. У лістападзе 1991 года IETF стварыў ROAD () для вырашэння праблемы маштабавання, выкліканай выкарыстаннем метаду класавай адрасацыі, які ўжываўся ў той часRFC 4632. Чаканае вычарпанне стала прычынай, з-за якой быў створаны і прыняты шэраг новых тэхналогій, уключаючы бяскласаваю адрасацыю (CIDR) у 1993 годзе, NAT і новую версію Internet Protocol, IPv6, у 1998 годзе.
Пераход Інтэрнэту на Internet Protocol версіі 6 з’яўляецца адзіным даступным доўгачасовым рашэннем праблемы вычарпання IPv4-адрасоў. Нягледзячы на тое, што прадказанае вычарпанне адраснай прасторы IPv4 уступіла ў завяршальную стадыю ў 2008 годзе, большасць правайдараў інтэрнэт-паслуг і распрацоўшчыкаў праграмнага забеспячэння толькі пачынаюць укараненне IPv6.
Адрасацыя IPv4 Кожнаму вузлу IPv4-сеткі, напрыклад, камп'ютару, маршрутызатару ці інтэрнэт-прынтару, надаецца IPv4-адрас, які ўжываецца для ідэнтыфікацыі гэтага вузла дзеля ўзаемадзеяння з іншымі вузламі ў той жа сетцы. У прынцыпе, любы камп’ютар з публічным IPv4-адрасам можа адпраўляць даныя любому іншаму камп’ютару з IPv4-адрасам. Аднак IPv6 не мае зваротнай сумяшчальнасці з IPv4, таму адправіць даныя ад камп’ютара толькі з IPv4-адрасам да камп’ютара толькі з IPv6-адрасам немагчыма без ужывання спецыяльных тэхналогій. Стандартным рашэннем з’яўляецца тунэляванне. IPv4-адрас мае даўжыню 4 байты (32 біты), і таму пратакол Інтэрнэту версіі 4 дазваляе ўжываць 232 (прыкладна 4,3 мільярды) адрасоў. Аднак некаторыя вялікія блокі IPv4-адрасоў зарэзерваваны для спецыяльных патрэб і недаступныя для публічнага выкарыстання, напрыклад, адрас «зваротнай пятлі» 127/8Запіс /8 у бяскласавай адрасацыі вызначае блок з 16777216(=2(32-8)) адрасоў; аналагічна, запіс /12 значыць 1048576(=2(32-12)) адрасоў. Блок пачынаецца ад адраса, які ўказваецца перад дробам, і далей адрасы ідуць няспынна., «шэрыя» сеткі 10/8, 172.16/12, 192.168/16 (гэта спецыяльна зарэзерваваныя адрасы).
Структура адраса IPv4 дазваляе ўжываць публічна даступныя адрасы ў колькасці, недастатковай для таго, каб забяспечыць адрас для кожнай звязанай з Інтэрнэтам прылады ці паслугі. Гэтая праблема была часткова вырашана на нейкі час з дапамогай змен у сістэме размеркавання адрасоў. Пераход ад класавай адрасацыі да бяскласавай дазволіў істотна адцягнуць вычарпанне адраснай прасторы IPv4.
Таксама тэхналогія NAT () дазваляе інтэрнэт-правайдарам маскіраваць уласныя прыватныя сеткі за адным публічна даступным IPv4-адрасам маршрутызатара замест таго, каб выдзяляць адрасы кожнай прыладзе ў сетцы.
Фактары вычарпання адрасоў Хоць асноўнай прычынай вычарпання адраснай прасторы IPv4 з’яўляецца недастатковая праектная моц інфраструктуры Інтэрнэту, у якую не закладаўся настолькі хуткі рост, шэраг дадатковых фактараў пагаршаюць гэту праблему. Кожны з іх звязаны з попытам на IP-адрасы, які не быў прадугледжаны аўтарамі арыгінальнай інфраструктуры сеткі.
Мабільныя прылады IPv4 стаў стандартам дэ-факта ў лічбавай сувязі, а кошт укладання дадатковай вылічальнай моцы ў партатыўныя прылады зменшыўся. Таму мабільныя тэлефоны сталі паўнавартаснымі інтэрнэт-хостамі. Новыя спецыфікацыі прылад 4G патрабуюць выкарыстання адрасацыі IPv6.
Сталыя злучэнні На працягу 1990-х дамінуючым спосабам інтэрнэт-злучэння з’яўляўся камутаваны аддалены доступ з дапамогай тэлефоннага мадэма. Хуткі рост заснаваных на dial-up сетак павялічыў колькасць ужывальных адрасоў, і пул надаваных IP-адрасоў быў размеркаваны паміж вялікай колькасцю карыстальнікаў. У 2007 годзе працэнт ужывання шырокапалоснага інтэрнэт-доступу пачаў перавышаць 50 % на шматлікіх рынках. У адрозненне ад камутаванага доступу, шырокапалосныя злучэнні часцей стала актыўныя, і сеткавыя прылады (маршрутызатары, шырокапалосныя мадэмы) рэдка выключаюцца. Гэта прыводзіць да таго, што колькасць задзейнічаных IP-адрасоў павялічваецца.
Пашырэнне Інтэрнэту Існуюць сотні мільёнаў хатніх гаспадарак у развітых краінах свету. У 1990 годзе інтэрнэт-злучэнне мела толькі нязначная колькасць гаспадарак. Усяго праз 15 год амаль палова з іх мае сталае шырокапалоснае злучэнне. Вялікая колькасць новых карыстальнікаў інтэрнэту жыве ў шчыльнанаселеных Кітаі і Індыі, што яшчэ больш паскарае вычарпанне адраснай прасторы.
Неэфектыўнае выкарыстанне адрасоў Арганізацыі, якія атрымалі IP-адрасы ў 1980-х, часта маюць болей IP-адрасоў, чым ім сапраўды патрабуецца, паколькі ўжывальны першапачаткова метад класавай адрасацыі прадвызначае недастаткова эфектыўнае ўжыванне адраснай прасторы. Напрыклад, буйным кампаніям ці ўніверсітэтам былі нададзены адрасныя блокі класа A, якія ўтрымліваюць больш за 16 мільёнаў IPv4-адрасоў, бо папярэдняя па памеру адзінка, блок класа B з 65 536 адрасамі, з’яўляўся занадта малым для меркаванай колькасці ўжывальных адрасоў.
Шматлікія арганізацыі працягваюць выкарыстоўваць публічныя IP-адрасы для прылад, не даступных па-за межамі лакальнай сеткі. З пункту гледжання глабальнага размеркавання адраснай прасторы гэта неэфектыўна ў большасці выпадкаў.
Для лакальных інтэрнэт-рэгістратараў (LIR) у RFC 3194 прапаноўваўся да ўжывання параметр HD-ratio, які паказвае, наколькі эфектыўна задзейнічана выдаткаваная IP-прастора. Яго рэалізацыя зацягнулася, і зараз ужыванне гэтага параметра амаль бессэнсоўна.
Віртуалізацыя З пашырэннем тэхнічных магчымасцей, магутнасцей працэсараў сервераў і паляпшэннем абсталявання стала магчымым адначасовае выкарыстанне некалькіх аперацыйных сістэм на адным камп’ютары. Кожная з такіх сістэм патрабуе публічнага IP-адраса.
Тэхналогіі, якія запаволілі хуткасць вычарпання Шэраг тэхналогій памяншаюць патрэбу ў IP-адрасах:
NAT, проксі-серверы і ўнутрысеткавая адрасацыя Тэхналогія NAT () дазваляе некалькім камп’ютарам мець адзін вонкавы IP-адрас. Камп’ютары, якія знаходзяцца за NAT, могуць далучацца адзін да аднаго, выкарыстоўваючы унутрысеткавыя IP-адрасы, але па-за NAT з такімі камп’ютарамі без спецыяльнай настройкі злучыцца немагчыма.
Віртуальны хостынг вэб-сайтаў з доступам па даменнаму імені Некалькі сайтаў маюць агульны IP-адрас, сервер адрознівае адзін ад другога па даменнаму імені (поле Host HTTP/1.1).
Пільны кантроль рэгіянальных інтэрнэт-рэгістратараў Кантралюецца наданне IP-адрасоў лакальным інтэрнэт-рэгістратарам.
Пераразмеркаванне адраснай прасторы У першыя гады існавання Інтэрнэту выкарыстоўвалася неэфектыўная сістэма класавай адрасацыі. Вялікія блокі IP-адрасоў, размеркаваныя ў тыя часы, вяртаюцца ў абарот.
Храналогія вычарпання
31 студзеня 2011 года апошнія два незарэзерваваныя IANA блокі адрасоў былі выдаткаваны APNIC у адпаведнасці са стандартнымі працэдурамі выдаткавання адрасоў рэгіянальным інтэрнэт-рэгістратарам. Засталося пяць зарэзерваваных і таму неразмеркаваных блокаў /8. У адпаведнасці з правіламі ICANN, IANA прыступіла да выдаткавання кожнага з гэтых блокаў кожнаму з рэгіянальных інтэрнэт-рэгістратараў пасля прэс-канферэнцыі 3 лютага 2011 года, што прывяло да сканчэння запасу адрасоў IANA.
Разнастайныя самастойныя адрасныя блокі, гістарычна ўжывальныя асобна ад рэгіянальных інтэрнэт-рэгістратараў, былі размеркаваны паміж рэгіянальнымі інтэрнэт-рэгістратарамі ў лютым 2011 года.
APNIC з’яўляецца першым рэгіянальным інтэрнэт-рэгістратарам, які спыніў вольна выдаткоўваць IPv4 адрасы. Гэта адбылося 15 красавіка 2011 года. З гэтай даты пачаўся перыяд, калі ўжо не кожны лакальны інтэрнэт-рэгістратар (LIR) можа атрымаць IPv4-адрасы ў патрэбнай яму колькасці. Як следства гэтага вычарпання, запатрабаваныя шматлікімі праграмамі злучэнні кропка-кропка не заўсёды будуць даступныя ў IPv4-Інтэрнэце да той пары, пакуль IPv6 будзе цалкам распаўсюджаны. IPv6-хосты не могуць напрамую злучацца з IPv4-хостамі і павінны ўжываць для ўзаемадзеяння спецыяльныя сэрвісы. Гэта значыць, што большасць камп’ютараў таксама павінны мець IPv4-доступ, напрыклад, з дапамогай NAT64, у дадатак да новых IPv6-адрасоў, што патрабуе больш намаганняў, чым простая падтрымка IPv4. У 2010 годзе чакалася, што попыт на IPv6-адрасы ўзнікне праз тры ці пяць год.
На пачатку 2011 года толькі 5 % камп’ютараў мелі IPv6-злучэннеIPv6 Measurement, пры гэтым большасць з іх выкарыстоўвалі такія механізмы пераходу, як NAT64 і тунэляванне Teredo. У снежні 2009 года каля 0,15 % з двух мільёнаў найбольш папулярных вэб-сайтаў былі даступныя па пратаколу IPv6. Праблему ўскладняе тое, што ад 0,027 % да 0,12 % наведвальнікаў не могуць карыстацца сайтамі, які ўжываюць адначасова IPv4 і IPv6, але значная доля з іх (0,27 %) не можа ўзаемадзейнічаць з карыстальнікамі толькі IPv4. Згодна з даследаваннем Arbor Networks, на лета 2010 года доля IPv6-трафіку складала менш за 0,1 %.
Тэхналогія запавольвання вычарпання IPv4-адрасоў уключае ў сябе сумеснае ўжыванне IPv4-адрасоў для доступу да IPv4-кантэнту, увядзенне IPv6 паралельна з выкарыстаннем IPv4, трансляцыю пратаколаў для доступу да прызначанага для IPv4 і IPv6 кантэнту і тунэляванне для работы з маршрутызатарам, які падтрымлівае толькі адзін пратакол. Наабходнасць ранняга пачатку ўжывання IPv6 пасля вычарпання адраснай прасторы IANA з’яўляецца відавочнай.
Рэгіянальнае вычарпанне
APNIC стаў першым рэгіянальным інтэрнэт-рэгістратарам, які абмежаваў выдаткаванне IP-адрасоў колькасцю 1024 кожнаму члену ў сувязі з тым, што 14 красавіка 2011 года запас адрасоў зменшыўся да крытычнай пазнакі — 1 блок /8. APNIC з’яўляецца рэгіянальным інтэрнэт-рэгістратарам і выдаткоўвае IP-адрасы для абласцей, дзе Інтэрнэт развіваецца вельмі хутка, такіх як Кітай і Індыя.
Вычарпанне запасаў IPv4-адрасоў RIPE NCC, рэгіянальнага інтэрнэт-рэгістратара Еўропы, надышло следам за APNIC. Гэта адбылося 14 верасня 2012 г. Пасля гэтага чакалася, што запас адрасоў іншых рэгіянальных інтэрнэт-рэгістратараў скончыцца ў тэрмін ад паўгода да некалькіх год.
У розных рэгіянальных рэгістратараў стратэгія выдаткавання адрасоў розная. Пасля вычарпання адраснай прасторы IANA ARIN увялі дадатковыя абмежаванні на запыты адраснай прасторы IPv4.
Інтэрнэт-правайдары маюць, як правіла, запас IP-адрасоў для выкарыстання іх кліентамі на працягу тэрміна ад 6 месяцаў да 2 год, пасля чаго новыя кліенты, якія пажадаюць далучыцца да Інтэрнэту, не змогуць атрымаць IP-адрасы і павінны будуць карыстацца NAT ці атрымліваць толькі IPv6-адрасы.
Правіла апошняга блока /8 у APNIC і RIPE NCC