ipv9地址(草案)(编辑修改稿)

ipv9地址(草案)(编辑修改稿)内容摘要：

地址 16 IPV6 映射地址格式 96 比特 32 比特 96 比特 32 比特 2[0[0 0 0 IPV4 地址 特殊兼容地址的映射地址格式 在 IPV4兼容地址情况下， 96比特的 IPV6专用地址置为 0；在 IPV6兼容地址情况下，使用 96 位 IPV6 专用地址加上 32 位 IPV4 地址，共128 比特，作为 IPV6 的原地址。 在特殊兼容地址中，也是使用 IPV6专用地址加上 32 位 IPV4 地址，作为存放兼容 IPV4 的 IPV6 地址。 这些兼容地址的映射地址的地址格式只需要把 32 比特的作用域置为 4294967295 就可以了。 IPX地址 IPX（ Interwork Packet Exchange）地址可以映射到 IPV9 的地址空间中。 在地址的映射过程中使用的 IPV9 地址格式前缀为“ 0000 010”，其格式如图所示。 对地址映射的过程、方法和目的都还在研究之中。 9 比特 247 比特 0000 0001 0 待定 IPX 地址格式 可聚合全局单目地址 因特网具有树状的拓扑层次结构。 为了能更好的表达这种层次结 17 构， IPV9 引入了具有多层次结构可聚合地址。 因特网各个层次的机构在地址中都分配有属于自己 的标识（地址前缀），并且每个机构标识的分配都是基于它所直接从属的上一级机构标识。 因特网中不同层次的路由系统只能分辨出地址中位于它所在层次以上的子网标识，亦即，低层次的网络结构在高层次的节点中是透明的。 这样，低层次子网在高层次上被聚合到一块，共同拥有高层次的子网号，它们由高层次路由器路由表中的一项来表示。 可聚合全局单目地址是在一个节点连入因特网时使用最为广泛的单目地址。 这种地址的使用主要是为了支持基于网络供应商的地址聚合以及基于网络交换商的地址聚合。 使用可聚合全局单目地址可以有效的在各级路由系统中聚合子网， 从而减小路由表的规模。 1．引入可聚合全局单目地址 多层次的网络结构具有很好的伸缩性，有利于解决路由寻址的难题。 和电话网一样， IPV9 的可聚合全局单目地址也具有很好的层次结构，它可以有以下三个层次：  公众拓扑层  站点拓扑层  网络接口标识 公众拓扑层是提供公众因特网转接服务的网络提供商和网络交换商的集合。 站点拓扑层局限在不向站外节点提供公众因特网转接服务的特定站点或组织。 网络接口标识是用于标识链路上的网络接口。 2．可聚合全局单目地址的结构 18 IPV9 可聚合全局单目地址由六个域组成，分别为地址格式前缀（ FP），顶级聚合（ TLA）标识，保留域（ RES），二级聚合（ NLA）标识，站点级聚合（ SLA）标识以及网络接口标识。 为了降低在变更网络接入时重新编址的难度，这六个域的长度分别为固定的： 4 26 18 48 比特 32 比特 128 比特 FP TLA 标识 RES NLA 标识 SLA 标识 网络接口标识 公众拓扑层 站点拓扑层 网络接口标识 可聚合全局单目地址的格式前缀在我们定义的是“ 0100”四位二进制串。 通过这个地址格式前缀，路由系统能很快的分辨出一个地址是可聚合全局单目地址 或是其他类型的地址。 如果该前缀 0100 包含的地址全部分配出去后，我们将会给可聚合全局单目地址划分一个新的地址前缀。 顶级聚合标识是路由层次中最高的一个层次。 缺省路由器在路由表中必须给每一个有效顶级聚合标识建立对应的一项 ,并提供到这些顶级聚合标识所表示的地址区域的路由信息。 目前，我们将顶级聚合标识的长度定为 26 比特，它可以支持67108864 个网络交换商节点、远程网络提供商或主干网络服务提供商节点。 将来，随着路由技术的改进和提高，路由器可支持更大数目 19 的顶级聚合标识，则可以采用两种方法来增加 顶级聚合标识数目： ⑴通过保留域扩展顶级聚合标识。 这样顶级聚合标识的长度最长可扩展到 26+18=44 比特，相应可容纳的顶级聚合标识的数目可增加到大约 17 万亿个； ⑵通过分配新的可聚合全局单目地址格式前缀。 分配有顶级聚合标识的组织机构在建立内部的寻址层次结构和标识内部各个站点时 ,使用二级聚合标识。 一个顶级聚合标识对应的组织拥有 48 比特的二级聚合标识空间 ,也就是说如果该组织直接分配这些二级聚合标识 ,则能够分配 248 个。 将来 ,如果需要为二级聚合标识提供更多的空间，可以通过向 18 比特的保留域扩展 来获得额外空间。 一个具有顶级聚合标识的组织机构分配其二级聚合标识的高位部分，可以根据最适合于建立其内部网络寻址层次的方案进行。 二级聚合标识的剩余部分用于标识获得该组织服务的站点。 48 比特长的二级聚合标识划分了 n比特长的第一级 NLA1,剩余的 (48n)比特作为站点标识 (site ID)。 当一个组织获得一个二级聚合标识后，它可以对站点标识空间进行更详细的划分，以支持其内部的多级层次结构。 一个拥有第一级的二级聚合标识 NLA1 组织在站点标识空间内划分了第二级的二级聚合标识 NLA2，并分配给其内部的二级站点；具有 NLA1的二级站点还可以在其站点划分第三级的二级聚合标识 NLA3，分配给二级站点以下的低层站点。 这样，在低层次的节点上，整个二级聚 20 合标识域就有了 NLA NLA NLA site ID 的层次结构。 每一级的二级聚合标识可以理解为处于不同层次上远程网络提供商和交换商。 NLA1（ n 比特） 站点标识 (48n 比特 ) NLA1（ n 比特） NLA2（ m 比特） 站点标识 (48nm 比特 ) NLA1（ n 比特） NLA2（ m 比特） NLA3（ o 比特） 站点标识 (48nmo 比特 ) 二级聚合标识的分配方 案是路由聚合效率和灵活性的折中，一个组织在分配其内部的二级聚合标识时可以根据自己的需要选择分配方案。 建立层次结构可以让网络在各级路由器上更大程度的聚合，并且让路由表的尺寸更小；而直接分配二级聚合标识能够简化分配过程，但是将导致路由表尺寸过大。 站点级聚合标识用于个别组织（站点）建立其内部的寻址层次结构和标识子网。 在功能上，站点级聚合标识类似于 IPV4 的子网号 ,只是 IPV9 的站点可以容纳更多数目的子网。 32 比特的站点级聚合标识域能够支持 4294967296 个子网 ,这已经足够支持大多数组织内 部的子网规模。 如果一个组织子网数大于 4294967296 时 ,它可以申请另一个二级聚合标识来满足需要。 一个组织可以直接分配其站点级聚合标识，也可以像分配二级聚合标识那样在站点级聚合标识域内划分两层或更多层的结构。 如果采 21 用直接分配的方式，各个站点级聚合标识之间没有逻辑上的关系，路由器的路由表尺寸较大。 若采用第二种方式，站点内部的路由表要小的多。 通过建立层次结构方法来分配站点聚合标识如图： SLA1（ n 比特） 子网号（ 32n 比特） SLA1（ n 比特） SLA2（ m 比特） 子网号（ 32nm 比特） 其中，站点级聚合标识域内的层次数目和各层次上的 SLA 标识长度的选择由各组织根据内部子网的拓扑层次结构来自行确定。 这给一个组织构建内部网络结构提供了很大的灵活性。 一个站点内部的编址相对独立于整个因特网的编址。 当一个站点需要重新编址时，例如更换网络服务提供商后，这个站点内的所有地址只有顶级聚合标识和二级聚合标识两部分（公众拓扑层）需要作一定的改动，而站点级聚合标识和网络接口标识两部分可以保持不变。 这一特性给网络地址的管理和分配带来了很大的方便。 网络接口标识用于标识一个链路上的网络接口。 在 同一链路上，每一个网络接口标识必须具有唯一性。 可聚合全局单目地址在网络接口这一层次上最终标识了一个网络接口（或节点）。 在很多情况中，网络接口标识与网络接口的链路层地址相同或是基于网络接口的链 22 路层地址生成的。 同一网络接口标识可以在同一节点的多个接口上使用。 这一点并不影响网络接口的全局唯一性和使用网络接口标识生成的 IPV9 地址的全局唯一性，其原因是这多个物理接口在网络上只会被当作一个网络接口。 本地链路单目地址 本地链路单目地址用于在同一链路上节点间的通信。 这类地址拥有独立的地址格式前缀“ 1111 1111 1010”，便于高效地进行本链路上的寻址。 地址的自动配置，邻节点探测以及当链路上没有路由器存在时，都使用该类地址。 如果链路上有路由器存在，则这些路由器都不转发以本地链路单目地址为目的地址或是源地址的 IPV9 报文给其他的链路。 本地链路单目地址的结构十分简单，直接由地址格式前缀和 128比特网络接口标识组成，中间填充了 54 比特的 0，如图所示。 12 比特 116 比特 128 比特 1111 1111 1010 0 网络接口标识 本地链路单目地址结构 本地链路单目地址的简单结构和通信实 用性给地址的自动配置带来了很大的便利。 当希望在站点范围内对通信的网络接口进行寻址而有不希望使用 23 全局的地址格式前缀时，可以使用站内单目地址。 同时，站内单目地址也用于独立于因特网的孤立站点的编址，例如一个未与因特网连接的园区网中的编址。 因为站内单目地址的作用范围要比本地链路单目地址的作用范围大的多，而且一个站点内往往包含有多个子网，所以站内单目地址的结构比本地链路单目地址要多一个层次，在地址中划分出了子网标识的区域。 分配给站内单目地址的格式前缀为“ 1111 1111 1011”，地址的具体结构如图所示。 12 比特 84 比特 32 比特 128 比特 1111 1111 1011 0 子网标识 网络接口表示 站内单目地址的结构 与本地链路单目地址的使用类似，以站内单目地址为源地址或目的地址的 IPV9 报文仅能在站点内传播，路由器不能将这些报文转发到站点外。 群集地址 群集地址是同时分配给多个网络接口（通常分布不同的节点上）的一类 IPV9 地址。 发往以群集地址为目的地址的 IPV9 报文将会送往拥有该群集地址的接口之中路由协议认为最近的一个，亦即只有一个 24 接口能接收到该报文。 在很多情况下网络上可能有多个服务 器同时提供相同的服务（例如镜像服务器）。 一台主机，一个应用程序或一个用户往往只希望得到某种服务而不关心该服务由哪台服务器来提供，也就是说，只需要所有这些服务器中的任何一台为该用户提供服务。 任播传输机制就是为满足网络上的这类需求而提出来的。 该机制使用群集地址来标识提供相同服务的服务器集合，当一个用户往该群集地址发送报文时，网络会将该报文送给至少一个（最好是只有一个）拥有该群集地址的服务器。 可以看出，提出任播机制的目的之一就是简化用户寻找最优服务器的过程。 IPV9 的群集地址是从单目地址中分配出来的，使用与单 目地址相同的格式定义，也就是说，群集地址在形式上与单目地址无任何区别。 当把一个单目地址分配给多个网络接口说，它就在功能上转化成为一个群集地址。 获得群集地址的节点必须进行相应的配置过程，使它能识别出该地址是一个群集地址。 因为群集地址在形式上与单目地址没有区别，因此识别群集地址并为其寻径的很大一部分工作分散在路由器上。 对每个分配出去的群集地址，它总有一个最长的前缀 P 来标识在网络拓扑结构中所有拥有该群集地址所有网络接口的最小包含层次。 例如，一个学校中各个分校都有一个 FTP 服务器的镜像，则所有这些服务器的最小包 含可能是学校的网络结构中的最高一层，相应的前缀P 就是用来标识这最高的一个网络层次（可能是分配给该校的站点级 25 聚合标识）。 在一个群集地址的前缀 P 所标识的网络层次内部，拥有该地址每一个成员都必须作为独立的一项在路由系统中进行发布（通常称为主机路由）；而在前缀 P 标识的层次之外，该群集地址标识的所有成员网络接口可以聚合成一项在路由系统中发布。 值得注意的是，在最坏的情况下一个群集地址的前缀 P 的长度可能为 0，也就是说，拥有该群集地址的网络接口在因特网中的分布不能形成一个拓扑结构，所以包含所有这些网络接口的最小层次结构就是整个因特网。 在这种情况下，群集地址对应的每个节点就必须以独立的一项在整个因特网上发布。 这将严重的限制了路由系统所能支持的这种全局群集地址集合的个数。 因此，因特网可能不支持全局群集地址集合，或是只提供限制条件极为严格的支持。 目前 IPV9 对群集地址的用途和实现机制都还在不断研究和尝试之中。 现在已经确定的群集地址用途有以下三种： a．标识一个提供因特网服务的组织中的路由器集合。 这时，群集地址可以作为报文源路径选择扩展首部中的中间路由器地址，使得报文经过指定网络服务接入组织的任意一个路由器进行转换。 b．标识连 接特定子网的路由器集合。 c．标识提供到某一个网络区域路由信息的路由器集合。 因为大范围中的群集地址的使用经验少之又少，并且群集地址的使用存在一些已知的问题和危险性，所以在积累了群集地址的大量使用经验和找到群集地址弊病的解决办法之前，实施 IPV9 群集地址必须遵循以下限制： 26 a. 群集地址不能作。