摘要
2019 年 2 月，佐治亚理工学院的布伦登·库尔比斯（Brenden Kuerbis）教授和米尔顿·穆勒（Milton Mueller）教授发布一篇题为《标准之争：影响 IPv6 部署的经济学因素》的报告。该报告运用微观经济学和宏观社会学理论，分别对国家和网络运营商的 IPv6 部署情况进行分析，建立了 IPv4/IPv6 过渡阶段的竞争博弈模型，考察国家和运营商在部署 IPv6 过程中面临的多种变量因素，预测未来 20 年的全球互联网仍然是一个 IPv4 与 IPv6 混合的状态，企业应当据此作出商业决策。
前言
该报告指出，IPv6 受到十多年的吹捧，但全球互联网至今仍然没有进入 IPv6 时代，目前只有大约 20% 的互联网流量是彼此使用 IPv6 协议的。虽然 IPv6 一直受到技术专家、学者们的推崇，但单方面使用 IPv6 将面临兼容性难题。而网络地址转换（NAT）技术和 IPv4 号码二级市场的出现，大大延续了 IPv4 协议的生命周期。因此，当前的互联网是一个 IPv4 与 IPv6 混合标准的状态，IPv4 与 IPv6 彼此竞争。作者对此提出以下问题：IPv6 是否能流行起来？需要多久才能成为主流？ IPv6 是否可能反被淘汰？
报告从微观经济学和宏观社会学的视角来解答这些问题。在宏观分析层次，以国家为分析单位，分析与 IPv6 部署相关的社会经济学变量，如国内生产总值、市场集中度、赫芬达尔—赫希曼指数等。在微观经济学分析中，以网络运营商为分析单位，考察运营商部署 IPv6 的成本、在二级市场购买 IPv4 地址的成本、采用 IPv4 网络地址转换（NAT）的成本等。
1 经济学模型
我们首先运用经济学理论阐释上述问题，特别是聚焦于 IPv4 ／ IPv6 竞争过程中的“网络外 部 效 应”（the network externality）。 我 们 认为，现有的文献并没有正确地分析这一效应。我们也强调“网络规模增长”（network growth）在 IPv4 ／ IPv6 过渡过程中的重要影响。我们的分析涉及以下术语：外部性、兼容性、标准竞争和转换技术。
1.1 外部效应
外部效应（network externality）是指：一项产品或服务对于一个人的价值，取决于有多少其他人也使用该产品或服务。IPv4 和 IPv6 之间的竞争就受到网络的“外部效应”的影响，特别是“惰性”（inertia）的影响 ，即一旦多数行为体趋于一致地使用某个平台或协议，那么该平台或协议就成为惰性或锁定状态。整个市场上存在的兼容性要求，导致厂商在转向一个不兼容的新标准时需付出代价。让大量用户同时改用新标准所付出的代价太高了，很少有厂商愿意牺牲兼容性而追寻一个新标准。
在 20 世纪 90 年代中期，IPv4 覆盖全球。如今，IPv4 正在为全球各地数十亿的主机和应用程序提供可兼容的数据通信，实际上任何组织都不可能为了一个不兼容的新型通信协议而完全放弃 IPv4。IPv4 与 IPv6 之间不兼容性是影响 IPv6 部署的主要因素。
1.2 转换技术和网关技术
转换技术可以消除 IPv4 ／ IPv6 标准竞争中的网络外部效应。事实上，转换技术具有双重效果，它扩展了兼容性，使不同标准的用户可以体验同样的网络互通；然而，它也因此打消了用户更新标准的意愿，使其没有动力去改变旧标准 。
用户也可以同时配置 IPv4 和 IPv6 协议（即双栈模式），实现两种不兼容协议的网络之间互连 。此外，隧道技术也可以解决 IPv4 和 IPv6不兼容的问题。
2 IPv4 与 IPv6 之争
1992 年 IETF 便开始围绕“下一代互联网协议”（IPng）的实际价值展开争论。一名工程师曾警告，就目前来看，采用 IPng 可能还不如就采用 IPv4 再加上 NAT 技术。IBM 认为，在没有商业压力的条件下，IPv4 用户不会升级到IPng。1995 年，曾有一种 SIPP 协议可以安装在互联网设备上，与当时的 IPv4 实现互操作。然而，进一步研究表明，该协议无法实现报文中的不同地址头之间的互操作。因此，后来的IPv6 干脆取消了与 IPv4 的兼容性。
2.1 实现兼容性的技术
由 于 IPv6 取 消 了 向 下 兼 容 性， 为 实 现 与IPv4 网络的兼容，早期的策略是“双栈模式”，即要求主机和路由器同时安装 IPv4 和 IPv6 协议。IPv6 开始得到越来越多的认可，被认为能够在未来完全取代 IPv4。
2005 年提出的隧道技术，也被认为是一种保证 IPv4 与 IPv6 兼容性的技术，有助于推广IPv6 并逐步取代 IPv4。隧道是指使用协议，将一个报文封装在另一个报文的头部。例如，将IPv6 报文封装在 IPv4 报文的头部，在 IPv4 路由设施上建立点对点隧道。但当使用 NAT 时，这种技术容易导致无法成功寻址，因此也未取得预想的效果。
2.2 IPv4 地位牢固
经济学理论认为，对一项通用协议的路径依赖和趋聚效应是很难克服的，因为他们已经产生了惰性。作者指出，假如在 1994—1996 年期间 IPv6 得到快速部署，那么通过双栈模式实现彻底向 IPv6 迁移的策略就能够成功，即便没有真正的经济动机促使用户去采用 IPv6。然而，出人意料的是，在这期间像野火一样蔓延的恰恰是 IPv4 而非 IPv6。更重要的是，所谓的 IPv4地址即将耗尽的紧迫威胁，实际上被“无类域间路由”（CIDR）消除，并且被新出现的更为保守的“互联网注册初始号码块分配”政策缓解。到 1998 年时，IPv4 的地位已经无法被 IPv6 取代了。
2.3 双栈模式的缺陷
在纯粹的双栈配置中，每个主机和路由器仍然需要在全球范围寻找 IPv4 的地址。因此，无论是否部署 IPv6，全球互联网的增长仍然受到 IPv4 地址的限制。这意味着必须部署 NAT。只有当最终几乎所有人都已经使用 IPv6 时，运营商才可以关闭 IPv4，此时关闭 IPv4 才不会失去对重要事物的连接。然而，这一天远远没有到来。
此外，另一个相关的问题是：即便网络运营商和内容供应商采用了双栈模式，也不一定能与未采用 IPv6 的运营商、终端商和内容供应商兼容。同时，在双栈模式下，达成全球兼容的成本完全由那些采用了 IPv6 的商家承担，而采用旧版标准的商家则免于这些成本。因 此， 从 经 济 学 角 度 来 看， 纯 粹 的 双 栈策略存在明显的缺陷，甚至是致命缺陷：它给网络运营商带来了高昂的成本，却没有增加任何收益。无论如何，运营商仍然需要继续运行IPv4，并且由于需要设置双倍的防火墙规则及其他配置，因此实际上双栈模式给运营商带来了额外的运营成本。此外，采用双栈模式后，还将遇到难以预料的应用层、传输层或者数据链路层不兼容问题。同时，虽然 IPv6 产生了额外的成本，但它并没有产生额外的回报，也没有带来商业竞争优势。
最关键的问题是，原本 IPv4 地址耗尽是部署 IPv6 的主要动因，然而双栈模式并不能解决这一问题，它仍然需要消耗 IPv4 地址。可见，双栈模式增加了额外的成本，无法带来回报，最终还解决不了问题。
2.4 后行动者占优
综合来看，IPv4-IPv6 的过渡是一个“后行动者占优”的过程，即对于网络运营商而言，最明智的做法是等待其他网络运营商都转换成IPv6 之后，自己再开始部署 IPv6。庆幸的是，这种想法并不完全有效。事实上，部署 IPv6 的先行动者和后行动者都同时存在。那么，是什么因素在激励这些率先行动的运营商部署IPv6呢？我们将在后文中探讨这些因素。
2.5 标准之争的特点
根据上述分析，可以发现，当前的 IPv4-IPv6 之争具有以下特点：
（1）任何运营商和个人都无法仅凭 IPv6 接入互联网。为了接入互联网，网络运营商有 3 种办法：①只使用 IPv4；②同时采用 IPv4 和 IPv6（双栈模式或 NAT）；③在私人网络中使用 IPv6 地址，而通过 NAT 设备实现在公网中使用 IPv4 地址。
（2）运营商的最终目标是保证接入互联网。
（3）由 IPv6 的部署者承担 IPv4/IPv6 兼容所需的全部成本。
（4）互联网的增长是驱动 IPv6 部署的关键因素。
（5）是否部署 IPv6，取决于运营商自身。
（6）部署了 IPv6 的网络可以提高效率。
（7）随着 IPv4 持续增长，更多 IPv4 的号码段将被使用，IPv4 号码空间更加紧张，这促使 IPv6 的部署成本减少。
3 IPv6 的部署现状
3.1 总体概况
2012 年 6 月 6 日是“世界 IPv6 启动日”，国际上各大网站、ISP、设备商联合启用了 IPv6协议，标志着 IPv6 在全球范围正式启动。亚太地区互联网注册局（APNIC）大约每天收集600 ～ 1000 万个样本，自 2011 年起，该机构对超过 200 个国家进行测量。根据 APNIC 观测到的数据，全球 IPv6 部署率变化如图 1 所示。
图 1 全球范围内使用 IPv6 的用户比例
由图 1 可见，自 2012 年 6 月以来，IPv6 使用率开始上升，从 2012 年不到 2% 增长至 2018年 18%。其中，2016 年起，IPv6 使用率陡增，但在 2017 年下半年开始放缓。
3.2 IPv6 部署率增长的类型
按 IPv6 地区来看，各地区 IPv6 的部署率为：
在 2018 年，美洲占 28.77%，非洲占 1.23%。然而，经济发达地区之间存在本质上的区别。例如，2018 年，欧洲占 15%，几乎是北美洲的一半。亚洲占 17.03%，大洋洲占 14.49%。根据数据统计，发现只有 46 个经济体连续3 年尚未达到 5% 的 IPv6 使用率。169 个国家（占79%）并没有明显地部署 IPv6，即它们在 3 年内曾停留在 5% 或低于 5% 的部署率。这些国家分布在各个地区，如非洲的莫桑比克、亚洲的中国等。有 26 个国家正在增加 IPv6 的使用率，这些国家如巴西、芬兰、阿根廷、韩国等。此外，有 26 个国家（占 12%）的 IPv6 部署率不断增长，包括巴西、芬兰、阿根廷、印度、韩国、墨西哥等。最后，还有 18 个国家（占 8%）的 IPv6 部署停滞不前，如部署率停留在 8% 的奥地利、部署率停留在 58% 的比利时等。
3.3 按国家比较
图 2-6 显示了 8 个国家的 IPv6 部署率变化。数据显示了 2015—2017 年期不同的增长率，包括无明显增长型、增长型、稳定型、间歇型。
图 2 无明显增长型——中国和保加利亚
图 3 增长型——美国和新西兰
图 4 稳定型——澳大利亚和比利时
图 5 稳定或下降型——捷克和厄瓜多尔
图 6: 间歇型——利比里亚和新加坡
有一些国家的 IPv6 部署率呈现下降趋势。但根据现有的数据，很难归结出明确的原因。特别是无法确定捷克、新加坡、澳大利亚运营商的 IPv6 部署率下降的原因到底是什么。这可能是因为 APNIC 的测量误差，也可能是设备组合的变化等等原因的综合作用。
3.3 按运营商比较
单个运营商部署 IPv6 的收益应当是一个阶跃函数，因为其网络的不同部分将先后在一两年内更新换代。理论上，公司可以一次替换所有的网络，但大型 ISP 不可能一次获得 IPv6 部署所需的全部资金，它们将按照市场需求分阶段 逐 渐 进 行 部 署。 作 者 发 现， 根 据 APNIC 的测量数据表明，当同一个市场中的其他运营商尚未部署 IPv6 时，若一个网络运营商部署了75% ～ 85% 的 IPv6，那么该运营商就可能获得回报。
图 7 美国和新西兰国内运营商的 IPv6 部署率
在美国和新西兰，早期部署 IPv6 的运营商在全国范围内逐渐提高部署率，最终趋于稳定。后期也有一些新的运营商加入，部署 IPv6 网络。值得注意的是，新西兰最大的运营商之一AS4771 目前还没有部署 IPv6，而最早、最大的IPv6 部署者 AS23655 是一家移动运营商，IPv5部署率达到 50%。另外还有两家运营商在后来
才加入部署 IPv6 的行列，其中有一家 AS9790 呈现间歇式的曲线。
图 8 澳大利亚和比利时国内运营商的 IPv6 部署率
在 澳 大 利 亚， 只 有 两 家 运 营 商 部 署 了IPv6，并且在首次部署后出现缓慢下降，随着第二家（AS4739）运营商部署 IPv6 后，其 IPv6部署率又缓慢上升。在比利时，有一家运营商没有部署 IPv6，两家运营商引领着 IPv6 的部署并且达到 75% 的部署率。比利时的三家部署了IPv6 的运营商进行了与监管机构之间的对话协商，从而实现了行动协调。
图 9 捷克和厄瓜多尔国内运营商的 IPv6 部署率
在捷克共和国，只有一家运营商承诺部署IPv6，曾经达到 50% 的部署率，但后来开始下降。在国家层面上，这种部署率下降的趋势有所缓解，因为有其他运营商也开始部署 IPv6。在厄瓜多尔，两所大学网络运营商（AS52343 和AS28027） 在 2014 年 就 实 现 了 25% 的 IPv6 部署，但随后并没有再增长。另有两家运营商在
2017、2018 年才部署 IPv6。
图 10 利比里亚和新加坡国内运营商的 IPv6 部署率
利比里亚呈现间歇性的曲线，很明显是由该国的一家运营商所决定的。AS37560 多次跳跃式地决定部署 IPv6，部署率在 0 和 50% 甚至75% 之间剧烈变动。该国另外 3 家运营商则没有任何部署 IPv6 的措施。在新加坡，只有两家运营商部署 IPv6。这两家运营商呈现特别的 U型曲线，其 IPv6 部署率在 2014—2017 年期间缓慢下降，随后又缓慢上升。
4 IPv6 部署与宏观社会因素
许多研究都讨论了 IPv6 部署的技术方面的问题，然而，却缺少关于 IPv6 部署与宏观社会学因素如国家经济和市场条件之间关系的研究。为研究这些关系，我们收集了 2015—2017 年的经济数据，这些数据的来源包括 APNIC 测量的IPv6 部署率、世界银行的发展指数、《经济学人》提出的包容性互联网指数等。
通过统计分析发现，固定或移动网络订户的增长率与 IPv6 部署率之间没有任何联系。然而，IPv6 的部署增长，对移动蜂窝用户数量有积极作用。这证明了作者的观点，即“IPv6 部署决策发生在单个网络运营商层次上”。而每100 人中的固定宽带订户数与 IPv6 的部署之间有着强关联关系。
这些都证明了第一章的所有经济学假设，即：① IPv6 部署的程度越高，人均 GDP 越高。这是因为 IPv6 的部署是需要付出成本的。②高福利国家的网络运营商更愿意冒着风险投资于 IPv6 部署，如西欧、日本、美国和加拿大。③ IPv6 部署程度越高，市场集中度越低。但这无法解释，然而凭直觉似乎也可以理解。有更多商家的市场，更可能有某家公司先决定部署IPv6；一个不集中的市场也更可能允许部署 IPv6的新公司进入。
5 IPv6 部署与微观经济学变量
5.1 IPv6 部署率增长：以 T-Mobile 为例本文首先对美国 T-Mobile 运营商（AS21928）的 IPv6 部署率增长情况进行研究，该公司部署率变化如图 11 所示：
图 11 T-Mobile 公司的 IPv6 部署率变化情况
T-Mobile 的 IPv6 部 署 率 在 IPv6 标 准 启 动后的第三年（即 2014 年）才开始实质性增长。这是因为，一些主要的内容商在 2012 年启动IPv6，为 T-Mobile 提供了 60% ～ 70% 的流量。一些主流内容提供商启用 IPv6，促进了 T-Mobile作出 IPv6 基础设施部署的决定，但网络增长造成的相关运营成本也是更具影响力的因素。在2012—2018 年 期 间，T-Mobile 增 加 了 4200 万订户，平均每年增加 13%。对 T-Mobile 而言，IPv6 业务的增长，部分是由于对 IPv4 资源依赖性的减少；但更主要的原因是转向 IPv6 的订户增多，以及本地 IPv6 通信的增加，减少了运营商部署 IPv4 网络地址转换（NAT）的必要性。在所有的商业化移动通信网络中，NAT 十分普遍。根据我们的调查，运营商部署 NAT 需要大量成本。T-Mobile 案例表明，当 50% 以上的订户转用 IPv6 时，可以减少部署 IPv4 NAT 所需的成本。
为提供 IPv4 和 IPv6 之间的兼容性，T-Mobile采用了 464XLAT 方案。在 464XLAT 的核心部分，是 一 个 纯 IPv6 网 络。 因 此， 在 T-Mobile 运 营的网络上，流量分为 3 种类型：①支持 IPv6 的移动设备和应用程序，直接与互联网的 IPv6 服务器通信，无需转换接口。② IPv6 设备和应用程序通过转换接口，将 IPv6 转换为 IPv4，再与IPv4 服务接口进行通信。③ IPv4 设备和应用程序，直接与 IPv4 服务接口进行通信。
464XLAT 具有成本优势。通过再利用 IPv4 NAT 设备，T-Mobile 无需新的开支就可以实现转换。T-Mobile 通过建设和运营自己的 IPv6 核心网，可以避免双栈或封装的多重复杂性；在网络层，这个核心的纯 IPv6 网络更便宜、更具伸缩性，减少了成本。该方法使用转换技术，而不是单纯地使用 IPv4 NAT。该方案还大大减少了 T-Mobile 对 IPv4 地址的需求。
464XLAT 优化了 T-Mobile 公司在 IPv4-IPv6转换过程中付出的成本管理，减少了部署 IPv6的成本顾虑。因此，2014—2018 年 T-Mobile 的IPv6 部署持续增长。该公司首先在 2013—2014年为支持 IPv6 的安卓设备启动 IPv6 计划。2014年中期，T-Mobile 宣布，在 IPv6 设备中，超过50% 的通信属于 IPv6 端到端传输，而无需转换。2015 年末部署率下降，是由于 IPv6 安卓设备的用户开始转向一款 iPhone 设备，但该设备仅支持 IPv4。这种趋势得以反转，因为后来出现的新一代 iPhone 也支持 IPv6，这使 IPv6 部署率在2016 年末达到巅峰。2017 年，T-Mobile 实现将近 75% 的 IPv6 部署率。如今，T-Mobile 的 IPv6部署率接近 90%，试图为 iPhone 提供纯 IPv6 网络。但其间出现两次回落，因为有用户投诉无法连接到网站。2017 年春，T-Mobile 为 iPhone仅提供 IPv6 网络，为漫游用户或者 IPv4 设备使用 IPv6+464XLAT 方案。
不同类型的网络运营商（如固定、移动、企业、内容、云等）可能实施不同的过渡方案，从这些案例中，我们可以提取 5 个基本因素，以便进一步分析：①订户增长量；②订户设备中 IPv4 与 IPv6 的比例；③转换技术；④ IPv4 地址价格；⑤流经网关的 IPv4 和 IPv6 流量比例。
5.2 IPv4 价格和资源转移
IPv4 号码供应，在 IPv4-IPv6 竞争中也发挥着重要作用。某些工程师所谓的 IPv4 耗尽理论，是开发 IPv6 资源的主要原因。但从经济学角度看，资源不仅仅只是“耗尽”，更重要的是，随着供应减少，它们的价格越来越贵。然 而， 网 络 运 营 商 已 经 习 惯 了 IPv4 地址 紧 缺 的 环 境。 为 此， 他 们 有 两 种 解 决 方式。 一 是 使 用 NAT， 将 非 全 局 IPv4 地 址 空 间（ 如 192.168.0.0-192.168.255.255、10.0.0.0-10.255.255.255 等）用于连接本地主机，并且将这些非全局的 IPv4 地址通过 NAT 转换为少量全局 IPv4 地址（全球唯一地址）从而实现将流量传输至互联网。NAT 是当前 20 亿 IPv4 地址空间得以满足 200 亿互联设备的主要原因。二是 IPv4 号码段的二级市场，允许需要更多 IPv4号码的网络商从该二级市场中购买他人多余的 IPv4 地址。二级市场盘活了数百万个空闲的IPv4 号 码。 图 12 数 据 显 示 了 Hilco Streambank二级市场上的 IPv4 地址价格和转让数量。
图 12 Hilco 市场上的 IPv4 地址转让情况
另一个重要指标是 IPv4 地址段交易的数目和 IPv4 转让的总数，如图 13、图 14 所示。从地区互联网注册局（RIR）获得的 IPv4 交易数据显示，在 2014—2015 年期间，IPv4 交易数出现显著增长；在 2016、2017、2018 年，IPv4 交易数又出现小规模增长。交易数仍然在增长。交易数趋于平稳，与 IPv4 价格趋于稳定相一致。这意味着空闲 IPv4 号码段的供应量不再增长。从 2015 到 2018 年，平均每年有 5400 万 IPv4 号码发生转让。
图 13 IPv4 地址段转让总数（RIR 数据）
图 14 IPv4 地址号码转让的总数（RIR 数据）
谁在购买 IPv4 地址资源呢？如图 15 所示，它们主要是云服务商：AWS、Azure、Google、阿里云等。云服务快速增长，它们其实是目前互联网中最大的网络。其他购买 IPv4 的是一些新兴的 ISP，如印度 Charter 公司虽然使用 IPv6，
但仍然对 IPv4 有极大的需求。
图 15 ARIN 地区地址受让数最多的 10 大组织
此外，越来越多部署 IPv6 的网络商，其实仍然需要扩大其 IPv4 号码持有量。因此，作者仍然预计未来IPv4号码将会紧张并且价格增长。
5.3 IPv4 地址需求模型
作者建立了一个模型，用于分析在双栈模式和 464XLAT 条件下，一个运营商对 IPv4 地址的需求在 15 年内会受到什么因素的影响。该模型可以显示，不同的订户增长率以及运营商 IPv6 流量增长可以影响运营商的 IPv4 需求，IPv4 的供应不足可能激励运营商采用 IPv6。在 双 栈 模 式 下： 运 营 商 建 立 一 个 单 独 的IPv6 网络，并且在边缘路由器上使用 NAT44 建立 IPv4 网络，在网关路由器上建立 IPv4 的运营商级 NAT（CGN）。
在 464XLAT 模 式 下： 运 营 商 要 求 其 90%的设备预配置 IPv6 能力。在边缘路由器上使用NAT64 将 任 何 IPv4 转 换 为 IPv6； 建 立 一 个 核心 IPv6 网络；在网关部署运营商级 NAT64，将IPv6 的通信转换为 IPv4。
作者假设，运营商根据典型活跃订户、保留的端口、压缩率等参数，配置 CGN 路由器。为了维持 IPv4 和 IPv6 的兼容性，部署 IPv6 的网络必须支持 IPv4 地址。同时，作者提出了 4 种场景，根据上述假设和理论，描绘了 IP 地址需求的变化曲线，如图 16 至图 19 所示。
（1）移动运营商、快速增长型。
图 16: 场景 1——移动运营商、快速增长型
在 图 16 中，IPv6 的 起 始 部 署 率 被 设 定 为44%，当 IPv6 流量比例由 44% 增长至 90% 时，移动网络订户数每年增长 15%，转向 IPv6 的流量比例每年增长 5%。在这种模型下，大约 10年后，该网络对 IPv4 地址的需求开始下降。特别是当 IPv6 比例接近 74% 而 IPv4 比例接近26% 时，这种变化开始出现。当订户数量更低时，这个转折点来得更早。但如果用户增长率与流量比例转换率相当，那么该网络的 IPv4 需求立即下降。
（2）移动运营商、其他增长模式。
图 17 场景 2——移动运营商、不同增长模式
该模型对特定的增长模式很敏感。每一种关键变量的增长或变化都可能是线性的、累加的、平稳的或者 S 型变化的。例如，如果订户增长率减缓并在 7 ～ 8 年后稳定下来，IPv6 流量比例出现一个快速的 S 型变化，运营商对 IPv4的需求在 4 年内开始下降，在 15 年内达到减为 0，如图 17 所示。
（3）小规模增长型企业。
图 18 场景 3——小规模增长型企业网络
另一种假设是，在不同的网络上可能出现不同的结果。如图 18 所示，一家小型企业的网络可能只有 1 万个用户，每年只增长 2%。转向IPv6 的流量比例以每年 4% 线性增长，但由于企业网络建立在传统的软件和设备环境下，IPv6流量比例的起点被设为 22% 而非 45%。在这种情况下，实施 IPv6 对该企业没有任何意义。其IPv4 号码需求平稳增长，无论是否部署 IPv6。虽然其 IPv4 号码需求仍然增长，但该企业的小型网络意味着其部署 IPv6 的成本并不高。因此，该企业可能继续扩大 IPv4 网络，直到 IPv4 的价格超出该企业转型 IPv6 的成本。并非所有的企业都持有 IPv4 地址，因此，转型的压力来自于上游服务商。
（4）云服务商。
图 19: 场景 4——云服务商
但也有可能出现大型企业想继续持有其IPv4 号码的情况。如图 19 所示，假设一家云服务商开始时拥有 6000 万个用户，且在 15 年内呈现 S 型增长。那么其转换为 IPv6 的流量在开始时缓慢增长，并稳定在 70% ～ 73%。同样假设云服务商的 IPv6 部署率起始于很低的值，如20%，因为云服务商与企业网络互联时只需要较低的 IPv6 部署率。该模型显示，云服务商的IPv4 需求在 5 年内平稳下降，而流量变化率超过了订户增长率；随着流量比例持续下降，IPv4的需求却随着订户数量增长而开始上升。因此，一些运营商可能经历 IPv6 流量增长和 IPv4 需求下降，但仍然持续持有 IPv4 资源，以应对未来IPv6 流量比例和 IPv4 价格的不确定风险。
5.4 进一步讨论
IPv4 过 渡 到 IPv6 的 过 程 不 会 一 帆 风 顺。IPv6 部署者可能摆脱 IPv4 的约束，通过建立单独的 IPv6 网络，并且使用双栈／ NAT 或者464XLAT 等，保证与 IPv4 的兼容性。但这些策略仅对大规模网络有效。而即便是大型网络运营商，也只能摆脱部分 IPv4 需求，完全实现过渡需要很多年，因为他们必须等待外部网络流量都大规模转向 IPv6。
5.5 模型所得推论
（1） 所 有 的 IPv6 部 署 方 案 都 需 要 IPv4地址。
（2）运营商订户数量 / 增长率及其网关IPv4/IPv6 流量矩阵之间的互动，决定了 IPv4 地址的需求量。
（3）运营商的 IPv6 流量比例变化越快，运营商就越能够减少其 IPv4 地址需求。
（4）订户增长率越高，IPv4 地址需求保持下降的持续时间越长。
（5）然而，随着运营商对 IPv4 地址的需求下降，运营商可能开始将其多余的 IPv4 地址出售给其他运营商。这样可能导致更难以对 IPv4/IPv6 的过渡进行分析；而未来的不确定性，又可能促使运营商增加持有 IPv4 资产。总之，互联网规模的增长、IPv4 价格上涨、可转让 IP 号码资源增加、转向本地 IPv6 的网络流量规模，都是我们理解 IPv4/IPv6 过渡的关键。
6 总结
6.1 观点结论
（1）运营商对 IPv6 部署模式的决策是独立的。
（2）一两个主要的运营商将 90% 的网络转换成 IPv6，而市场中其他主要的运营商没有部署的迹象。
（3）IPv6 部署停滞不前是很正常的。如果需要进一步的扩展，就需要进一步的投资。甚至有证据显示，IPv6 部署在下降。我们不确定该怎么解释这一现象。也许只是统计错误，也可能是运营商关闭了 IPv6。
（4）考虑到 IPv6 部署的成本，国家福利（如GDP）与该国的 IPv6 部署程度之间有着“强积极关联”关系。
（5）没有证据显示 IPv6 的部署能给企业带来竞争优势。
6.2 IPv6 现状
好消息是：IPv6 不可能被遗弃。理由是，网络运营商需要增长，特别是在移动网络中，IPv6 能带来经济收益。IPv4 地址价格的上涨也刺激了 IPv6 的部署。
坏消息是：部署 IPv6 的商家不得不付出代价，保证与未部署 IPv6 的商家之间的兼容性。更坏的消息是，其他许多企业在建设其网络时，根本没有需求和动机去增加其现有的IPv4地址。然而，一旦 IPv6 网络流量比例达到一定的值，那么 IPv4 的需求将会下降。
6.3 IPv6 的未来
在未来，IPv6 部署的成本将会减少，传统基础设施贬值并淘汰，软件不兼容性消失或者被解决，所有的网络设备、应用程序最终都会变为 IPv6。未来某一天，IPv4 网络将被关闭，并且全部失效。但预计在 20 年内，这种情况还不会出现。在未来 20 年，还有太多的变量和未知因素，无法预测 IPv4-IPv6 演变的未来。因此，明智的做法是，在未来 20 年，全球互联网技术仍然是 IPv4 和 IPv6 混合的，企业应当据此作出商业决策。
作者
布伦登·库尔比斯，佐治亚理工学院公共政策学院博士后，互联网治理项目（IGP）研究员。
米尔顿·穆勒，佐治亚理工学院公共政策学 院 教 授， 互 联 网 治 理 项 目（IGP） 创 始 人之一。
译者简介：
黄紫斐，博士研究生，就读于上海外国语大学国际关系与公共事务学院，研究方向为信息安全、公共安全。
（本文选自《信息安全与通信保密》2019年第六期）
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