Kdy dojdou IPv4 adresy?

Jistě, podobných prognóz už jsme viděli celou řadu. Leckteré termíny definitivního vyčerpání IPv4 adres už máme šťastně za sebou (původně se psalo o horizontu 2002–2003). Trochu to připomíná předpovědi konce světa, z nichž naštěstí zatím také žádná nevyšla. Tohle je ale přece jen předvídatelnější – dostupných adres je konečné množství, z nějž se stále ukusuje a zásoba se tenčí.

Stručný popis adresního „potravního řetězce“ vypadá takto: Centrálním správcem adresního prostoru je IANA, která z něj postupně přiděluje velké bloky (reprezentované osmibitovými prefixy, tedy hodnotou prvního bytu adresy) regionálním registrátorům. Těch je v současnosti pět, Evropu má na starosti RIPE NCC. Regionální registrátor přiděluje ze svého prostoru menší bloky adres lokálním registrátorům, což jsou nejčastěji poskytovatelé Internetu. Ti pak přidělují adresy koncovým zákazníkům. Celý proces má pochopitelně definována pravidla, která se postupem času vyvíjejí.

Při úvahách o vyčerpání adresního prostoru se často uvažuje o dvou událostech, které vyplývají z postupu přidělování. Tou první bude, až IANA přidělí poslední prefix. Tím bude veškerý dostupný adresní prostor alokován, ale nějakou dobu ještě potrvá, než regionální registrátoři vyčerpají své prefixy. Tento okamžik je druhou klíčovou událostí a je považován za definitivní konec přidělování IPv4 adres. Budou sice ještě zbývat nějaké drobky u lokálních registrátorů, ale získat tou dobou IPv4 adresy bude něco jako výhra v loterii.

Výše zmíněná predikce vychází ze zprávy o stavu IPv4 adres, kterou na svém webu publikuje Geoff Huston. Najdete v ní celou řadu statistik a grafů historického vývoje různých veličin. Postupné čerpání adresního prostoru pěkně ilustruje graf přidělování osmibitových prefixů ze strany IANA. V době vzniku článku vypadal takto:

Je v něm pěkně vidět, jak radikální vliv na spotřebu adres měla opatření z poloviny devadesátých let – zavedení beztřídního adresování (Classless Inter-Domain Routing, CIDR) a výše popsané organizace přidělování adres zahrnující regionální a lokální registrátory. V souvislosti s tím došlo ke zpřísnění podmínek pro získání adres a v jeho důsledku k používání lokálních adres a jejich překládání pomocí NATů. Důsledkem bylo jasně patrné zpomalení tempa konzumace adresního prostoru.

Druhý jasně patrný trend je výrazně méně optimistický: růst spotřeby opět zrychluje, křivka se ohýbá vzhůru a začíná znovu nepěkně připomínat exponenciálu. Když se tento trend promítne do předpokladu budoucího vývoje, vychází, že IANA přidělí poslední z 211 dostupných prefixů někdy v polovině roku 2011 a prostor regionálních registrátorů se vyčerpá přibližně o rok později.

Tentýž Geoff Huston přitom před čtyřmi lety prognózoval o deset let delší životnost adresního prostoru. Křivka spotřeby byla tehdy výrazně mírnější a k vyčerpání mělo proto dojít kolem roku 2020. Tento vývoj je novinkou, zatím se původní pesimistické odhady spíše prodlužovaly. A to je Geoff Huston ještě poměrně konzervativní. Tony Hain předpovídá, že máme o rok méně [PDF, 98 kB].

Samozřejmě existují určité rezervy. První po ruce je 16 osmibitových prefixů z úplného konce adresního prostoru, rezervovaných IETF. Jejich použití ale nebude úplně jednoduché – například MS Windows (od verze 95 až po Server 2003) si adresu z tohoto rozsahu nenechají přiřadit a považují ji za konfigurační chybu (píše Tony Hain). Navíc oněch šestnáct prefixů vydrží s bídou na rok.

Administrativně složitější, ale prakticky snadněji použitelné bude odebrat přidělené, leč nepoužívané adresy a přidělit je jiným zájemcům. Určité procento z prefixů přidělených zákazníkům se totiž nikdy neobjeví v globálních směrovacích tabulkách. Takové sítě jsou z Internetu nedosažitelné, jako kdyby vůbec neexistovaly. Nabízí se přijmout pravidlo, podle nějž prefix, který se do určité doby od přidělení nezačne používat, bude odebrán a přidělen někomu jinému. Toto opatření by podle Geoffa Hustona mohlo oddálit vyčerpání adresního prostoru zhruba o pět let.

Všechny uvedené prognózy vycházejí z předpokladu, že tendence přidělování IPv4 adres zůstanou přibližně neměnné. Ten ale pravděpodobně nebude naplněn. Dá se očekávat, že s krátícím se zbytkem dostupných adres dojde k dalšímu zpřísňování podmínek jejich přidělování. Podle některých názorů tak IPv4 adresy vlastně nedojdou nikdy, jen bude stále těžší je získat. Na druhé straně se dají očekávat různé spekulativní alokace a všelijaké triky směřující k tomu opatřit si dostatek adres jako konkurenční výhodu. Výsledkem samozřejmě může být i příklon k IPv6 a pokles zájmu o IPv4 adresy jako takové.

Předvídat budoucnost je vždy ošidné. Prakticky s jistotou se ale dá říci, že ve světě IPv4 adres máme na dohled opravdu velké problémy. Zajímavá bude především reakce, kterou vyvolají. Bude mít zásadní dopad na budoucí podobu Internetu.