12日下午4點起全球網路慢了一點點

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陳誠誼2014-8-15 11:09

本文章最後由( 陳誠誼 )於 2014-8-15 11:21 編輯

台灣時間2014年8月12日下午4點鐘開始，全世界的網路突然都變慢了一點點。

不幸的是，接下來還可能又會慢下去。並且，這一回錯的真的不是你，是世界。錯在哪呢？路由規則太多，溢出了。

不夠用的地址你很可能見過譬如192.168.1.1這樣的數位串，這樣的數位就是所謂的“IP地址”。這是你平常訪問的那些網站的“真真實位址”，當你輸入www.guokr.com（這叫“功能變數名稱”）的時候，網路會把它轉換成真正的位址111.13.57.142，然後才能找到這個網站在哪裡。如果這個轉換系統（也就是所謂的“DNS”）出了問題，那網路就要出問題——不過不是這次這種問題，打住。

常見的IP位址裡的數位是有規定的：四個數位，每個可以從0到255，這被稱為“IPv4”（互聯網協議第四版）。那麼一共就會有2^32次方個不同的位址，也就是將近43億。

……好像不是很多的樣子。都不夠一人分一個呢。

而且這43億位址還有不少是保留的，比如所有以9開頭的原則上都是IBM的，12開頭的都是AT&T的，17開頭的則是蘋果的，18開頭的歸麻省理工……沒辦法，誰叫人家搶得早。有些厚道的組織，比如斯坦福，本來佔據了所有36開頭的，現在正把多餘的地址拿出來回饋社會，但人並不都這麼好心啊。

2012年4月一次IPv4位址普查顯示的使用情況，黑色代表沒有資料，其他顏色代表使用率。由於調查方法問題，實際佔用率肯定會比圖中看起來更高。圖片來源：Internet Census 2012

所以那幫技術人員實在太目光短淺了？這還真不是，IPv4協議誕生於1981年，早在80年代末他們就預料到了這個不夠用的問題，可是新一代協議IPv6——可以提供3.4×10^38個位址——直到1998年才出臺。

技術人員終於克服了拖延症，接下來？當然是剩下所有人開始犯拖延症。IPv6到現在整整十六年過去了，互聯網上使用IPv6的人數嘛——大概4%吧。（該數值基於訪問google的人統計，考慮到中國這個神奇國度的存在，真實數字絕對更低。）

The ISP Column發佈的IPv6使用用戶占各國用戶的比例圖（2013年6月）。別被顏色騙了，像法國那麼綠，其實不過5.46%。好玩的是，用戶比例最高的竟然是羅馬尼亞，10.84%。

耍花招的後果為了推遲IPv4擠爆的同時又不去辛辛苦苦換新協議，我們在抓緊時間利用每一點殘存的IP空間碎片。以前大手大腳一整塊幾萬位址分給一個組織的好日子一去不復返了，就連一小撮256個地址都要寸土必爭。

但是這對路由器來說就辛苦了。路由器依靠一個名為“路由表”的東西來快速找到方向，每一個機構拿到一段IP之後都會希望在路由表裡加一句規則來加快自己的存取速度。但是每一條規則都要佔據同樣大小的空間，所以網上的位址越碎，需要的路由表就越大。

路由表是個很重要的東西，所以路由器會專門留出一塊高速記憶體來存它。譬如某款路由器足夠存一百萬個條目，想來應該是足夠了吧！而且眼看IPv6必將征服市場，我留一半（512k）給v4，另一半給v6，怎麼說都沒問題吧！事實上大部分路由器生產商都想當然認為512k足夠用了，都給v4留了這麼多，算是行業標準。
不幸的是，對於互聯網碎片化的程度，他們顯然（又）低估了。

多年的增長已經讓路由表突破了50萬大關，而在8月12日，美國通信公司Verizon又一口氣往v4路由表裡加了15000個條目，使總數抵達了約515000個，超過了上限（相比之下，v6還只有可憐的2萬個條目）。這些多出來的資訊必須存在更慢的普通記憶體裡，導致了速度變慢甚至局部網路不穩定。Verizon很快發現了這個問題並把多出來的條目削了回去，但是餘波至少持續了數小時。這個事件就是所謂的“512k”事件，也許就是你那天覺得網路慢了的元兇。

但這不是問題的結束，只是開始。怎麼說路由表都是肯定要自然增長的，沒有這些公司亂搞也早晚會自己超過這個數字。而這些問題都出在路由器這個實打實的東西上，換路由器可是要花錢的。

誠然，我們可以繼續拆東牆補西牆，來一次廣泛的固件升級，把更多的快速記憶體留給v4；而代價可想而知，就是進一步削減了留給v6的空間。要是早用v6取代v4，IP位址夠用的話，現在就不會出現地址碎片化、路由表過大的問題了嘛！不過考慮到ie6頑強生存了13年到現在沒有消失，連百利無一害的純軟體更新都做不到，好像也不應該對人類抱太大希望才對。

事實上，想想之前人們還以為記憶體640k就足夠，兩位元數位存儲年份就足夠，32位元儲存秒數就足夠，現在又一個想當然的上限被突破帶來了麻煩，簡直就是理所應當的事情嘛。