有没有觉得前两天的网慢了?“512k”事件惹的祸

jopen 6年前

        北京时间 2014 年 8 月 12 日下午 4 点钟开始,全世界的网络突然都变慢了一点点。

        不幸的是,接下来还可能又会慢下去。并且,这一回错的真的不是你,是世界。

        错在哪呢?路由规则太多,溢出了。

        不够用的地址

        你很可能见过譬如 192.168.1.1 这样的数字串,这样的数字就是所谓的“IP 地址”。这是你平常访问的那些网站的“真实地址”,当你输入 www.guokr.com(这叫“域名”)的时候,网络会把它转换成真正的地址 111.13.57.142,然后才能找到这个网站在哪里。如果这个转换系统(也就是所谓的“DNS”)出了问题,那网络就要出问题——不过不是这次这种 问题,打住。

        常见的 IP 地址里的数字是有规定的:四个数字,每个可以从 0 到 255,这被称为“IPv4”(互联网协议第四版)。那么一共就会有2^32 次方个不同的地址,也就是将近 43 亿。

        ……好像不是很多的样子。都不够一人分一个呢。

        而且这 43 亿地址还有不少是保留的,比如所有以 9 开头的原则上都是 IBM 的,12 开头的都是 AT&T的,17 开头的则是苹果的,18 开头的归麻省理工……没办法,谁叫人家抢得早。有些厚道的组织,比如斯坦福,本来占据了所有 36 开头的,现在正把多余的地址拿出来回馈社会,但人并不都这么好心啊。

有没有觉得前两天的网慢了?“512k”事件惹的祸
2012 年 4 月一次 IPv4 地址普查显示的使用情况,黑色代表没有数据,其他颜色代表使用率。由于调查方法问题,实际占用率肯定会比图中看起来更高。图片来源:Internet Census 2012 

        所以那帮技术人员实在太目光短浅了?这还真不是,IPv4 协议诞生于 1981 年,早在 80 年代末他们就预料到了这个不够用的问题,可是新一代协议 IPv6——可以提供 3.4×10^38 个地址——直到 1998 年才出台。

        技术人员终于克服了拖延症,接下来?当然是剩下所有人开始犯拖延症。IPv6 到现在整整十六年过去了,互联网上使用 IPv6 的人数嘛——大概4% 吧。(该数值基于访问 google 的人统计,考虑到中国这个神奇国度的存在,真实数字绝对更低。)

有没有觉得前两天的网慢了?“512k”事件惹的祸
The ISP Column 发布的 IPv6 使用用户占各国用户的比例图(2013 年 6 月)。别被颜色骗了,像法国那么绿,其实不过 5.46%。好玩的是,用户比例最高的竟然是罗马尼亚,10.84%。

        耍花招的后果

        为了推迟 IPv4 挤爆的同时又不去辛辛苦苦换新协议,我们在抓紧时间利用每一点残存的 IP 空间碎片。以前大手大脚一整块几万地址分给一个组织的好日子一去不复返了,就连一小撮 256 个地址都要寸土必争。

        但是这对路由器来说就辛苦了。路由器依靠一个名为“路由表”的东西来快速找到方向,每一个机构拿到一段 IP 之后都会希望在路由表里加一句规则来加快自己的访问速度。但是每一条规则都要占据同样大小的空间,所以网上的地址越碎,需要的路由表就越大。

        路由表是个很重要的东西,所以路由器会专门留出一块高速存储器来存它。譬如某款路由器足够存一百万个条目,想来应该是足够了吧!而且眼看 IPv6 必将征服市场,我留一半(512k)给 v4,另一半给 v6,怎么说都没问题吧!事实上大部分路由器生产商都想当然认为 512k 足够用了,都给 v4 留了这么多,算是行业标准。

        不幸的是,对于互联网碎片化的程度,他们显然(又)低估了。

        多年的增长已经让路由表突破了 50 万大关,而在 8 月 12 日,美国通信公司 Verizon 又一口气往 v4 路由表里加了 15000 个条目,使总数抵达了约 515000 个,超过了上限(相比之下,v6 还只有可怜的 2 万个条目)。这些多出来的信息必须存在更慢的普通存储器里,导致了速度变慢甚至局部网络不稳定。Verizon 很快发现了这个问题并把多出来的条目削了回去,但是余波至少持续了数小时。这个事件就是所谓的“512k”事件,也许就是你那天觉得网络慢了的元凶。

        但这不是问题的结束,只是开始。怎么说路由表都是肯定要自然增长的,没有这些公司乱搞也早晚会自己超过这个数字。而这些问题都出在路由器这个实打实的东西上,换路由器可是要花钱的。

        诚然,我们可以继续拆东墙补西墙,来一次广泛的固件升级,把更多的快速存储器留给 v4;而代价可想而知,就是进一步削减了留给 v6 的空间。要是早用 v6 取代 v4,IP 地址够用的话,现在就不会出现地址碎片化、路由表过大的问题了嘛!不过考虑到 ie6 顽强生存了 13 年到现在没有消失,连百利无一害的纯软件更新都做不到,好像也不应该对人类抱太大希望才对。

        事实上,想想之前人们还以为内存 640k 就足够,两位数字存储年份就足够,32 位储存秒数就足够,现在又一个想当然的上限被突破带来了麻烦,简直就是理所应当的事情嘛。(编辑:Ent)

有没有觉得前两天的网慢了?“512k”事件惹的祸
当然,早晚有一天 IPv6 也会用光,那时候嘛……

        本文写作过程中得到了 Philip_Tzou 的大力帮助,特此致谢。

来自: 果壳网