1. ARPANET 起源与 IPv4 的诞生(1973–1981)
20 世纪 70 年代初,ARPANET 采用 NCP 协议。面对异构网络互联的挑战,DARPA 科学家 Vinton Cerf 与 Robert Kahn 提出了 TCP/IP 体系。1981 年 9 月,Jon Postel 主编制定了 RFC 791,标志着 IPv4 正式确立。1983 年 1 月 1 日(Flag Day),ARPANET 永久关停 NCP,全球互联网正式转入 TCP/IP 纪元。
2. 为何 IPv4 选择 32 位地址?
RFC 791 规定了 32 位地址长度,提供 4,294,967,296 个地址。在 1981 年仅有几百台大学主机联网的时代,43 亿地址看起来取之不尽。
3. 分类编址时代与消耗危机(1981–1993)
固定的 A/B/C 类划分导致 B 类网段极速告罄,路由表呈指数级爆炸。
4. 延续寿命的救急发明:CIDR、NAT 与 RFC 1918(1993–1996)
- CIDR(RFC 1519 - 1993):废除分类机制,引入超网路由聚合。
- 私有地址空间(RFC 1918 - 1996):指定内网非路由段(
10.0.0.0/8、172.16.0.0/12、192.168.0.0/16)。 - NAT(RFC 1631 - 1994):借助端口复用实现万千设备共用单个公网 IP。
5. IPv5 去了哪里?版本 5 的历史谜团
Version Bit Nibble:
0100 (Binary 4) = IPv4 (RFC 791)
0101 (Binary 5) = ST / ST-II (Internet Stream Protocol - RFC 1190 & RFC 1819)
0110 (Binary 6) = IPv6 (RFC 2460 & RFC 8200)
版本号 5 被分配给实验性的互联网流协议(ST / ST-II, RFC 1190)用于实时音视频。为避免协议栈解析碰撞,下一代协议直接被命名为 IPv6。
6. IPv6 的国际标准化历程(1994–1998)
基于 Steve Deering 与 Robert Hinden 的 SIPP 提案,IETF 于 1998 年发布 RFC 2460,并在 2017 年正式确立为 RFC 8200 互联网正式标准,带来了固定 40 字节报头、SLAAC 与彻底根除广播风暴等创新。
7. IPv4 地址耗尽历史时间线
Timeline of IPv4 Exhaustion Milestones:
• Feb 3, 2011: IANA distributes the final five /8 blocks to the 5 RIRs.
• Apr 15, 2011: APNIC (Asia-Pacific) exhausts standard free pool.
• Sep 14, 2012: RIPE NCC (Europe & Middle East) exhausts free pool.
• Jun 10, 2014: LACNIC (Latin America & Caribbean) exhausts free pool.
• Sep 24, 2015: ARIN (North America) exhausts free pool.
• Nov 25, 2019: RIPE NCC allocates its very last remaining IPv4 block.
8. 现状与未来:纯 IPv6(IPv6-Only)架构
主流移动蜂窝网络(如中国电信、中国移动、T-Mobile)全面拥抱纯 IPv6 核心网,通过 464XLAT(RFC 6877) 兼容旧版应用。全球顶尖互联网企业(Google、Cloudflare)超过一半流量原生跑在 IPv6 上。