【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 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兼容地址情況下， 96比特的 IPV6專用地址置為 0；在 IPV6兼容地址情況下，使用 96 位 IPV6 專用地址加上 32 位 IPV4 地址，共128 比特，作為 IPV6 的原地址 。在特殊兼容地址中，也是使用 IPV6專用地址加上 32 位 IPV4 地址，作為存放兼容 IPV4 的 IPV6 地址。 這些兼容地址的映射地址的地址格式只需要把 32 比特的作用域置為 4294967295 就可以了 。 IPX地址 IPX（ Interwork Packet Exchange）地址可以映射到 IPV9 的地址空間中。在地址的映射過(guò)程中使用的 IPV9 地址格式前綴為“ 0000 010”，其格式如圖所示。對(duì)地址映射的過(guò)程、方法和目的都還在研究之中。 9 比特 247 比特 0000 0001 0 待定 IPX 地址格式 可聚合全局單目地址 因特網(wǎng)具有樹(shù)狀的拓?fù)鋵哟谓Y(jié)構(gòu)。為了能更好的表達(dá)這種層次結(jié) 17 構(gòu)， IPV9 引入了具有多層次結(jié)構(gòu)可聚合地址。因特網(wǎng)各個(gè)層次的機(jī)構(gòu)在地址中都分配有屬于自己 的標(biāo)識(shí)（地址前綴），并且每個(gè)機(jī)構(gòu)標(biāo)識(shí)的分配都是基于它所直接從屬的上一級(jí)機(jī)構(gòu)標(biāo)識(shí)。因特網(wǎng)中不同層次的路由系統(tǒng)只能分辨出地址中位于它所在層次以上的子網(wǎng)標(biāo)識(shí)，亦即，低層次的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)在高層次的節(jié)點(diǎn)中是透明的。這樣，低層次子網(wǎng)在高層次上被聚合到一塊，共同擁有高層次的子網(wǎng)號(hào)，它們由高層次路由器路由表中的一項(xiàng)來(lái)表示。 可聚合全局單目地址是在一個(gè)節(jié)點(diǎn)連入因特網(wǎng)時(shí)使用最為廣泛的單目地址。這種地址的使用主要是為了支持基于網(wǎng)絡(luò)供應(yīng)商的地址聚合以及基于網(wǎng)絡(luò)交換商的地址聚合。使用可聚合全局單目地址可以有效的在各級(jí)路由系統(tǒng)中聚合子網(wǎng)， 從而減小路由表的規(guī)模。 1．引入可聚合全局單目地址 多層次的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)具有很好的伸縮性，有利于解決路由尋址的難題。和電話網(wǎng)一樣， IPV9 的可聚合全局單目地址也具有很好的層次結(jié)構(gòu)，它可以有以下三個(gè)層次： ? 公眾拓?fù)鋵? ? 站點(diǎn)拓?fù)鋵? ? 網(wǎng)絡(luò)接口標(biāo)識(shí) 公眾拓?fù)鋵邮翘峁┕娨蛱鼐W(wǎng)轉(zhuǎn)接服務(wù)的網(wǎng)絡(luò)提供商和網(wǎng)絡(luò)交換商的集合。站點(diǎn)拓?fù)鋵泳窒拊诓幌蛘就夤?jié)點(diǎn)提供公眾因特網(wǎng)轉(zhuǎn)接服務(wù)的特定站點(diǎn)或組織。網(wǎng)絡(luò)接口標(biāo)識(shí)是用于標(biāo)識(shí)鏈路上的網(wǎng)絡(luò)接口。 2．可聚合全局單目地址的結(jié)構(gòu) 18 IPV9 可聚合全局單目地址由六個(gè)域組成，分別為地址格式前綴（ FP），頂級(jí)聚合（ TLA）標(biāo)識(shí)，保留域（ RES），二級(jí)聚合（ NLA）標(biāo)識(shí)，站點(diǎn)級(jí)聚合（ SLA）標(biāo)識(shí)以及網(wǎng)絡(luò)接口標(biāo)識(shí)。為了降低在變更網(wǎng)絡(luò)接入時(shí)重新編址的難度，這六個(gè)域的長(zhǎng)度分別為固定的： 4 26 18 48 比特 32 比特 128 比特 FP TLA 標(biāo)識(shí) RES NLA 標(biāo)識(shí) SLA 標(biāo)識(shí) 網(wǎng)絡(luò)接口標(biāo)識(shí) 公眾拓?fù)鋵? 站點(diǎn)拓?fù)鋵? 網(wǎng)絡(luò)接口標(biāo)識(shí) 可聚合全局單目地址的格式前綴在我們定義的是“ 0100”四位二進(jìn)制串。通過(guò)這個(gè)地址格式前綴，路由系統(tǒng)能很快的分辨出一個(gè)地址是可聚合全局單目地址 或是其他類型的地址。如果該前綴 0100 包含的地址全部分配出去后，我們將會(huì)給可聚合全局單目地址劃分一個(gè)新的地址前綴。 頂級(jí)聚合標(biāo)識(shí)是路由層次中最高的一個(gè)層次。缺省路由器在路由表中必須給每一個(gè)有效頂級(jí)聚合標(biāo)識(shí)建立對(duì)應(yīng)的一項(xiàng) ,并提供到這些頂級(jí)聚合標(biāo)識(shí)所表示的地址區(qū)域的路由信息。 目前，我們將頂級(jí)聚合標(biāo)識(shí)的長(zhǎng)度定為 26 比特，它可以支持67108864 個(gè)網(wǎng)絡(luò)交換商節(jié)點(diǎn)、遠(yuǎn)程網(wǎng)絡(luò)提供商或主干網(wǎng)絡(luò)服務(wù)提供商節(jié)點(diǎn)。將來(lái)，隨著路由技術(shù)的改進(jìn)和提高，路由器可支持更大數(shù)目 19 的頂級(jí)聚合標(biāo)識(shí)，則可以采用兩種方法來(lái)增加 頂級(jí)聚合標(biāo)識(shí)數(shù)目： ⑴通過(guò)保留域擴(kuò)展頂級(jí)聚合標(biāo)識(shí)。這樣頂級(jí)聚合標(biāo)識(shí)的長(zhǎng)度最長(zhǎng)可擴(kuò)展到 26+18=44 比特，相應(yīng)可容納的頂級(jí)聚合標(biāo)識(shí)的數(shù)目可增加到大約 17 萬(wàn)億個(gè)； ⑵通過(guò)分配新的可聚合全局單目地址格式前綴。 分配有頂級(jí)聚合標(biāo)識(shí)的組織機(jī)構(gòu)在建立內(nèi)部的尋址層次結(jié)構(gòu)和標(biāo)識(shí)內(nèi)部各個(gè)站點(diǎn)時(shí) ,使用二級(jí)聚合標(biāo)識(shí)。一個(gè)頂級(jí)聚合標(biāo)識(shí)對(duì)應(yīng)的組織擁有 48 比特的二級(jí)聚合標(biāo)識(shí)空間 ,也就是說(shuō)如果該組織直接分配這些二級(jí)聚合標(biāo)識(shí) ,則能夠分配 248 個(gè)。將來(lái) ,如果需要為二級(jí)聚合標(biāo)識(shí)提供更多的空間，可以通過(guò)向 18 比特的保留域擴(kuò)展 來(lái)獲得額外空間。 一個(gè)具有頂級(jí)聚合標(biāo)識(shí)的組織機(jī)構(gòu)分配其二級(jí)聚合標(biāo)識(shí)的高位部分，可以根據(jù)最適合于建立其內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)尋址層次的方案進(jìn)行 。二級(jí)聚合標(biāo)識(shí)的剩余部分用于標(biāo)識(shí)獲得該組織服務(wù)的站點(diǎn)。 48 比特長(zhǎng)的二級(jí)聚合標(biāo)識(shí)劃分了 n比特長(zhǎng)的第一級(jí) NLA1,剩余的 (48n)比特作為站點(diǎn)標(biāo)識(shí) (site ID)。當(dāng)一個(gè)組織獲得一個(gè)二級(jí)聚合標(biāo)識(shí)后，它可以對(duì)站點(diǎn)標(biāo)識(shí)空間進(jìn)行更詳細(xì)的劃分，以支持其內(nèi)部的多級(jí)層次結(jié)構(gòu)。一個(gè)擁有第一級(jí)的二級(jí)聚合標(biāo)識(shí) NLA1 組織在站點(diǎn)標(biāo)識(shí)空間內(nèi)劃分了第二級(jí)的二級(jí)聚合標(biāo)識(shí) NLA2，并分配給其內(nèi)部的二級(jí)站點(diǎn)；具有 NLA1的二級(jí)站點(diǎn)還可以在其站點(diǎn)劃分第三級(jí)的二級(jí)聚合標(biāo)識(shí) NLA3，分配給二級(jí)站點(diǎn)以下的低層站點(diǎn)。這樣，在低層次的節(jié)點(diǎn)上，整個(gè)二級(jí)聚 20 合標(biāo)識(shí)域就有了 NLA NLA NLA site ID 的層次結(jié)構(gòu)。每一級(jí)的二級(jí)聚合標(biāo)識(shí)可以理解為處于不同層次上遠(yuǎn)程網(wǎng)絡(luò)提供商和交換商。 NLA1（ n 比特） 站點(diǎn)標(biāo)識(shí) (48n 比特 ) NLA1（ n 比特） NLA2（ m 比特） 站點(diǎn)標(biāo)識(shí) (48nm 比特 ) NLA1（ n 比特） NLA2（ m 比特） NLA3（ o 比特） 站點(diǎn)標(biāo)識(shí) (48nmo 比特 ) 二級(jí)聚合標(biāo)識(shí)的分配方 案是路由聚合效率和靈活性的折中，一個(gè)組織在分配其內(nèi)部的二級(jí)聚合標(biāo)識(shí)時(shí)可以根據(jù)自己的需要選擇分配方案。建立層次結(jié)構(gòu)可以讓網(wǎng)絡(luò)在各級(jí)路由器上更大程度的聚合，并且讓路由表的尺寸更??；而直接分配二級(jí)聚合標(biāo)識(shí)能夠簡(jiǎn)化分配過(guò)程，但是將導(dǎo)致路由表尺寸過(guò)大。 站點(diǎn)級(jí)聚合標(biāo)識(shí)用于個(gè)別組織（站點(diǎn)）建立其內(nèi)部的尋址層次結(jié)構(gòu)和標(biāo)識(shí)子網(wǎng)。在功能上，站點(diǎn)級(jí)聚合標(biāo)識(shí)類似于 IPV4 的子網(wǎng)號(hào) ,只是 IPV9 的站點(diǎn)可以容納更多數(shù)目的子網(wǎng)。 32 比特的站點(diǎn)級(jí)聚合標(biāo)識(shí)域能夠支持 4294967296 個(gè)子網(wǎng) ,這已經(jīng)足夠支持大多數(shù)組織內(nèi) 部的子網(wǎng)規(guī)模。如果一個(gè)組織子網(wǎng)數(shù)大于 4294967296 時(shí) ,它可以申請(qǐng)另一個(gè)二級(jí)聚合標(biāo)識(shí)來(lái)滿足需要。 一個(gè)組織可以直接分配其站點(diǎn)級(jí)聚合標(biāo)識(shí)，也可以像分配二級(jí)聚合標(biāo)識(shí)那樣在站點(diǎn)級(jí)聚合標(biāo)識(shí)域內(nèi)劃分兩層或更多層的結(jié)構(gòu)。如果采 21 用直接分配的方式，各個(gè)站點(diǎn)級(jí)聚合標(biāo)識(shí)之間沒(méi)有邏輯上的關(guān)系，路由器的路由表尺寸較大。若采用第二種方式，站點(diǎn)內(nèi)部的路由表要小的多。 通過(guò)建立層次結(jié)構(gòu)方法來(lái)分配站點(diǎn)聚合標(biāo)識(shí)如圖： SLA1（ n 比特） 子網(wǎng)號(hào)（ 32n 比特） SLA1（ n 比特） SLA2（ m 比特） 子網(wǎng)號(hào)（ 32nm 比特） 其中，站點(diǎn)級(jí)聚合標(biāo)識(shí)域內(nèi)的層次數(shù)目和各層次上的 SLA 標(biāo)識(shí)長(zhǎng)度的選擇由各組織根據(jù)內(nèi)部子網(wǎng)的拓?fù)鋵哟谓Y(jié)構(gòu)來(lái)自行確定。這給一個(gè)組織構(gòu)建內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)提供了很大的靈活性。 一個(gè)站點(diǎn)內(nèi)部的編址相對(duì)獨(dú)立于整個(gè)因特網(wǎng)的編址。當(dāng)一個(gè)站點(diǎn)需要重新編址時(shí)，例如更換網(wǎng)絡(luò)服務(wù)提供商后，這個(gè)站點(diǎn)內(nèi)的所有地址只有頂級(jí)聚合標(biāo)識(shí)和二級(jí)聚合標(biāo)識(shí)兩部分（公眾拓?fù)鋵樱┬枰饕欢ǖ母膭?dòng)，而站點(diǎn)級(jí)聚合標(biāo)識(shí)和網(wǎng)絡(luò)接口標(biāo)識(shí)兩部分可以保持不變。這一特性給網(wǎng)絡(luò)地址的管理和分配帶來(lái)了很大的方便。 網(wǎng)絡(luò)接口標(biāo)識(shí)用于標(biāo)識(shí)一個(gè)鏈路上的網(wǎng)絡(luò)接口。在 同一鏈路上，每一個(gè)網(wǎng)絡(luò)接口標(biāo)識(shí)必須具有唯一性。可聚合全局單目地址在網(wǎng)絡(luò)接口這一層次上最終標(biāo)識(shí)了一個(gè)網(wǎng)絡(luò)接口（或節(jié)點(diǎn)）。在很多情況中，網(wǎng)絡(luò)接口標(biāo)識(shí)與網(wǎng)絡(luò)接口的鏈路層地址相同或是基于網(wǎng)絡(luò)接口的鏈 22 路層地址生成的。 同一網(wǎng)絡(luò)接口標(biāo)識(shí)可以在同一節(jié)點(diǎn)的多個(gè)接口上使用。這一點(diǎn)并不影響網(wǎng)絡(luò)接口的全局唯一性和使用網(wǎng)絡(luò)接口標(biāo)識(shí)生成的 IPV9 地址的全局唯一性，其原因是這多個(gè)物理接口在網(wǎng)絡(luò)上只會(huì)被當(dāng)作一個(gè)網(wǎng)絡(luò)接口。 本地鏈路單目地址 本地鏈路單目地址用于在同一鏈路上節(jié)點(diǎn)間的通信。這類地址擁有獨(dú)立的地址格式前綴“ 1111 1111 1010”，便于高效地進(jìn)行本鏈路上的尋址。地址的自動(dòng)配置，鄰節(jié)點(diǎn)探測(cè)以及當(dāng)鏈路上沒(méi)有路由器存在時(shí)，都使用該類地址。如果鏈路上有路由器存在，則這些路由器都不轉(zhuǎn)發(fā)以本地鏈路單目地址為目的地址或是源地址的 IPV9 報(bào)文給其他的鏈路。 本地鏈路單目地址的結(jié)構(gòu)十分簡(jiǎn)單，直接由地址格式前綴和 128比特網(wǎng)絡(luò)接口標(biāo)識(shí)組成，中間填充了 54 比特的 0，如圖所示。 12 比特 116 比特 128 比特 1111 1111 1010 0 網(wǎng)絡(luò)接口標(biāo)識(shí) 本地鏈路單目地址結(jié)構(gòu) 本地鏈路單目地址的簡(jiǎn)單結(jié)構(gòu)和通信實(shí) 用性給地址的自動(dòng)配置帶來(lái)了很大的便利。 當(dāng)希望在站點(diǎn)范圍內(nèi)對(duì)通信的網(wǎng)絡(luò)接口進(jìn)行尋址而有不希望使用 23 全局的地址格式前綴時(shí)，可以使用站內(nèi)單目地址。同時(shí)，站內(nèi)單目地址也用于獨(dú)立于因特網(wǎng)的孤立站點(diǎn)的編址，例如一個(gè)未與因特網(wǎng)連接的園區(qū)網(wǎng)中的編址。 因?yàn)檎緝?nèi)單目地址的作用范圍要比本地鏈路單目地址的作用范圍大的多，而且一個(gè)站點(diǎn)內(nèi)往往包含有多個(gè)子網(wǎng)，所以站內(nèi)單目地址的結(jié)構(gòu)比本地鏈路單目地址要多一個(gè)層次，在地址中劃分出了子網(wǎng)標(biāo)識(shí)的區(qū)域。分配給站內(nèi)單目地址的格式前綴為“ 1111 1111 1011”，地址的具體結(jié)構(gòu)如圖所示。 12 比特 84 比特 32 比特 128 比特 1111 1111 1011 0 子網(wǎng)標(biāo)識(shí) 網(wǎng)絡(luò)接口表示 站內(nèi)單目地址的結(jié)構(gòu) 與本地鏈路單目地址的使用類似，以站內(nèi)單目地址為源地址或目的地址的 IPV9 報(bào)文僅能在站點(diǎn)內(nèi)傳播，路由器不能將這些報(bào)文轉(zhuǎn)發(fā)到站點(diǎn)外。 群集地址 群集地址是同時(shí)分配給多個(gè)網(wǎng)絡(luò)接口（通常分布不同的節(jié)點(diǎn)上）的一類 IPV9 地址。發(fā)往以群集地址為目的地址的 IPV9 報(bào)文將會(huì)送往擁有該群集地址的接口之中路由協(xié)議認(rèn)為最近的一個(gè)，亦即只有一個(gè) 24 接口能接收到該報(bào)文。 在很多情況下網(wǎng)絡(luò)上可能有多個(gè)服務(wù) 器同時(shí)提供相同的服務(wù)（例如鏡像服務(wù)器）。一臺(tái)主機(jī)，一個(gè)應(yīng)用程序或一個(gè)用戶往往只希望得到某種服務(wù)而不關(guān)心該服務(wù)由哪臺(tái)服務(wù)器來(lái)提供，也就是說(shuō)，只需要所有這些服務(wù)器中的任何一臺(tái)為該用戶提供服務(wù)。 任播傳輸機(jī)制就是為滿足網(wǎng)絡(luò)上的這類需求而提出來(lái)的。該機(jī)制使用群集地址來(lái)標(biāo)識(shí)提供相同服務(wù)的服務(wù)器集合，當(dāng)一個(gè)用戶往該群集地址發(fā)送報(bào)文時(shí)，網(wǎng)絡(luò)會(huì)將該報(bào)文送給至少一個(gè)（最好是只有一個(gè)）擁有該群集地址的服務(wù)器?？梢钥闯觯岢鋈尾C(jī)制的目的之一就是簡(jiǎn)化用戶尋找最優(yōu)服務(wù)器的過(guò)程。 IPV9 的群集地址是從單目地址中分配出來(lái)的，使用與單 目地址相同的格式定義，也就是說(shuō)，群集地址在形式上與單目地址無(wú)任何區(qū)別。當(dāng)把一個(gè)單目地址分配給多個(gè)網(wǎng)絡(luò)接口說(shuō)，它就在功能上轉(zhuǎn)化成為一個(gè)群集地址。獲得群集地址的節(jié)點(diǎn)必須進(jìn)行相應(yīng)的配置過(guò)程，使它能識(shí)別出該地址是一個(gè)群集地址。 因?yàn)槿杭刂吩谛问缴吓c單目地址沒(méi)有區(qū)別，因此識(shí)別群集地址并為其尋徑的很大一部分工作分散在路由器上。 對(duì)每個(gè)分配出去的群集地址，它總有一個(gè)最長(zhǎng)的前綴 P 來(lái)標(biāo)識(shí)在網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)中所有擁有該群集地址所有網(wǎng)絡(luò)接口的最小包含層次。例如，一個(gè)學(xué)校中各個(gè)分校都有一個(gè) FTP 服務(wù)器的鏡像，則所有這些服務(wù)器的最小包 含可能是學(xué)校的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)中的最高一層，相應(yīng)的前綴P 就是用來(lái)標(biāo)識(shí)這最高的一個(gè)網(wǎng)絡(luò)層次（可能是分配給該校的站點(diǎn)級(jí) 25 聚合標(biāo)識(shí)）。在一個(gè)群集地址的前綴 P 所標(biāo)識(shí)的網(wǎng)絡(luò)層次內(nèi)部，擁有該地址每一個(gè)成員都必須作為獨(dú)立的一項(xiàng)在路由系統(tǒng)中進(jìn)行發(fā)布（通常稱為主機(jī)路由）；而在前綴 P 標(biāo)識(shí)的層次之外，該群集地址標(biāo)識(shí)的所有成員網(wǎng)絡(luò)接口可以聚合成一項(xiàng)在路由系統(tǒng)中發(fā)布。 值得注意的是，在最壞的情況下一個(gè)群集地址的前綴 P 的長(zhǎng)度可能為 0，也就是說(shuō)，擁有該群集地址的網(wǎng)絡(luò)接口在因特網(wǎng)中的分布不能形成一個(gè)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，所以包含所有這些網(wǎng)絡(luò)接口的最小層次結(jié)構(gòu)就是整個(gè)因特網(wǎng)。在這種情況下，群集地址對(duì)應(yīng)的每個(gè)節(jié)點(diǎn)就必須以獨(dú)立的一項(xiàng)在整個(gè)因特網(wǎng)上發(fā)布。這將嚴(yán)重的限制了路由系統(tǒng)所能支持的這種全局群集地址集合的個(gè)數(shù)。因此，因特網(wǎng)可能不支持全局群集地址集合，或是只提供限制條件極為嚴(yán)格的支持。 目前 IPV9 對(duì)群集地址的用途和實(shí)現(xiàn)機(jī)制都還在不斷研究和嘗試之中。現(xiàn)在已經(jīng)確定的群集地址用途有以下三種： a．標(biāo)識(shí)一個(gè)提供因特網(wǎng)服務(wù)的組織中的路由器集合。這時(shí)，群集地址可以作為報(bào)文源路徑選擇擴(kuò)展首部中的中間路由器地址，使得報(bào)文經(jīng)過(guò)指定網(wǎng)絡(luò)服務(wù)接入組織的任意一個(gè)路由器進(jìn)行轉(zhuǎn)換。 b．標(biāo)識(shí)連 接特定子網(wǎng)的路由器集合。 c．標(biāo)識(shí)提供到某一個(gè)網(wǎng)絡(luò)區(qū)域路由信息的路由器集合。 因?yàn)榇蠓秶械娜杭刂返氖褂媒?jīng)驗(yàn)少之又少，并且群集地址的使用存在一些已知的問(wèn)題和危險(xiǎn)性，所以在積累了群集地址的大量使用經(jīng)驗(yàn)和找到群集地址弊病的解決辦法之前，實(shí)施 IPV9 群集地址必須遵循以下限制： 26 a. 群集地址不能作