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IPv6 可集聚全球单播地址格式

王朝other·作者佚名  2008-05-31
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Internetcommunity,andrequestsdiscussionandsuggestionsfor

improvements.Pleaserefertothecurrenteditionofthe"Internet

OfficialProtocolStandards"(STD1)forthestandardizationstate

andstatusofthisprotocol.Distributionofthismemoisunlimited.

版权注重:

Copyright(C)TheInternetSociety(1998).AllRightsReserved.

目录

IPv6可集聚全球单播地址格式 1

1. 引论 2

2.IPv6地址概述 2

3.IPv6可集聚全球单播地址格式 2

3.1可集聚全球单播地址结构 3

3.2顶级集聚标识符 4

3.3保留字段 4

3.4下一级集聚标识符 4

3.5站点级集聚标识符 5

3.6接口ID 6

4.技术动机 6

致谢 7

参考文献 7

安全性考虑 8

1. 引论

本文定义了可用于Internet上的IPv6可集聚全球单播地址格式。本文定义的地址

格式与IPv6协议【IPv6】以及“IPv6寻址体系结构”【ARCH】是一致的。它的设

计是为了推进规模可伸缩的Internet选路。

本文件取代了RFC2073(基于供给商的IPv6单播地址格式)。RFC2073成为了历史文

件。可集聚全球单播地址格式是对RFC2073某些方面的改进。主要的改变包括删去了对路

由集聚、EUI-64接口标识符的支持,对供给商和交换局集聚的支持,公共和站点拓扑的

分割以及新集聚术语等所不需要的注册位。

2.IPv6地址概述

IPv6地址是为接口和接口组指定的128位标识符。有三类地址:单播、任意点播和

组播。本文专门定义单播地址类。

在本文中,地址内的字段,赋予如“子网”这样的专门名字。当名字与其后的名词“标

识符”一起使用时(如“子网标识符”),被称为名字字段的内容。当名字与名词“前缀”一

起用时(如“子网前缀”),则表示包括本字段在内的所有左边的寻址位。

IPv6单播地址的设计使Internet选路系统在不需要了解IPv6地址内部结构的

情况下,在任意位边界上,使用一个最长的前缀匹配“算法”,就可作出包的转发决定。IP

v6地址的结构是为指派和分配用的。唯一的例外就是要在单播和组播地址之间加以区别。

IPv6地址的特定类型由地址的前几位指出。包含这前几位的可变长度字段叫做格式

前缀(FP)。

本文为可集聚全球单播地址定义地址格式,其格式前缀为001(二进制)。其他格式前

缀也可以采用同样的地址格式,只要这些格式前缀是标识IPv6单播地址的。只是本文只

定义了这种格式前缀而已。

3.IPv6可集聚全球单播地址格式

本文为IPv6可集聚全球地址格式的分配定义一种地址格式。作者相信这地址格式会

广泛用于连到Internet的IPv6节点。设计该地址格式时,考虑到既支持当前基于供给

商的集聚,也支持新的基于交换局的集聚。其组合既答应直接连接到供给商的站点能高效率

地选路集聚,也答应连接到交换局的站点能高效率地选路集聚。站点可以选择连接到两者中

的任一个集聚实体。

当该地址格式的目的是支持基于交换局的集聚(除了当前基于提供商的集聚外)时,它的

总体路由集聚特性与交换局无关。只有用基于供给商的集聚,才能提供效率高的路由集聚。

可集聚地址安排成一个三层次的分级结构:

·公用拓扑。

·站点拓扑。

·接口标识符。

公用拓扑是提供公用Internet传送服务的供给商和交换局群体。站点拓扑是本地的

特定站点或组织,它不提供到本站点以外节点的公用传送服务。接口标识符是标识链路上的

接口。

____________________________

--+/\+--------------+/\+----------

(P1)+----+(P3)+----+

+\______________/----+\______________/+----

+--X1+X2

______________/-+______________/--

+/\++-+--+\/\++----+

(P2)/\+(P4)

--+\______________//\\______________/

//

/

___/_______

/\/\/\/\/(S.A)(S.B)(P5)(P6)(S.C)

\___/\___/\___/\___/\___/

/___/_\___

/\/\+-/(S.D)(S.E)(S.F)

\___/\___/\___/

正如上面图所表示的可集聚地址格式,其目的是支持长途供给商(如图中P1、P2、P

3、P4),交换局(如图中X1和X2),多级供给商(如图中P5和P6)和用户(如图中S.x)。

交换局(不像目前的NAPs、FIXes等)将分配IPv6地址。连接到这些交换局的组织,

也要从一个或多个长途供给商那里预订(直接、间接地通过交换局等)长途服务。这样做可使

寻址与长途转运供给商无关。这使得在改换长途供给商时,无需给它们的组织重新编号。组

织也能成为多家的,也就是通过交换局连到一个以上的长途供给商,而不需要从每个长途供

应商处获得地址前缀。用于此类供给商的选择及移植性的机制不在本文中讨论。

3.1可集聚全球单播地址结构

可集聚全球单播地址格式表示如下:

3138241664bits

+--+-----+---+--------+--------+--------------------------------+

FPTLARESNLASLAInterfaceID

IDIDID

+--+-----+---+--------+--------+--------------------------------+

<--PublicTopology--->Site

<-------->

Topology

<------InterfaceIdentifier----->

其中,FP为格式前缀(001);TLAID为顶级集聚标识符;RES保留为将来用;NLA

ID为下一级集聚标识符;SLAID为站点级集聚标识符;INTERFACEID为接口标识符;

下面分别给出IPv6可集聚全球单播地址格式的每一部分的说明。

3.2顶级集聚标识符

顶级集聚标识符(TLAID)是选路分级结构中的最高级。非默认路由器必须为每个激活的

TLAID保留一个路由表项,同时也许还有为TLAID提供选路信息的附加项。附加项的目

的是为它们的特定拓扑优先选路,但是所有级的选路拓扑,必须使提供给非默认路由表的附

加项数量最少。

这样的寻址格式支持8192(213)个TLAID。要增加TLAID的数量可以向右扩展TL

A字段到保留字段,或者在另外的格式前缀上使用此格式。

关系分配TLAID的议题,超出了本文范围,将在正在进行预备的文件中说明。

3.3保留字段

保留字段留作将来用,当前必须置成0。

保留字段可留作TLA和NLA字段扩展时用。见第4节的讨论。

3.4下一级集聚标识符

下一级集聚标识符被得到一个TLAID的机构用来创建寻址分级结构和标识站点。该机

构可以指定NLAID字段的前n位,用来创建适合于它的网络的寻址分级结构。该字段的

其余部分用来标识它愿为之服务的站点。表示如下:

n24-n位1664位

+-----+--------------------+--------+-----------------+

NLA1站点IDSLAID接口ID

+-----+--------------------+--------+-----------------+

每个得到一个TLAID的机构可以有24位NLAID空间。NLAID空间使每个机构能

够为相当于目前IPv4Internet能够支持的总网络数几乎一样多的组织提供服务。

得到TLAID的机构,也支持他们自己站点ID空间中的NLAID。这就答应得到TLA

ID的机构,能给提供公用传送服务的机构提供服务,也能给不提供公用传送服务的机构提

供服务。得到NLAID的机构,也可以选择用他们的站点ID空间去支持其他的NLAID。

这种情况表示如下:

n24-n位1664位

+-----+--------------------+--------+-----------------+

NLA1站点IDSLAID接口ID

+-----+--------------------+--------+-----------------+

m24-n-m1664位

+-----+--------------+--------+-----------------+

NLA2站点IDSLAID接口ID

+-----+--------------+--------+-----------------+

o24-n-m-o1664位

+-----+--------+--------+-----------------+

NLA3站点IDSLAID接口ID

+-----+--------+--------+-----------------+

对一个特定的TLAID,设计NLAID位的安排,留给负责该TLAID的机构去做。同

样,设计下一级NLAID位的安排,由前面一级NLAID负责。在此建议分配NLA地址

空间的机构用类似于[RFC2050]中的“慢启动”分配过程。

设计NLAID分配计划,要在选路集聚效率和灵活性之间进行权衡。创建分级结构允

许较大集聚数,从而使得路由表较小。平面NLAID的分配能使分配轻易和连接灵活,但

使得路由表较大。

3.5站点级集聚标识符

SLAID字段被单个机构用来创建他自己的本地寻址分级结构与标识子网。除了每个机

构有一个数量很大的子网以外,类似于IPv4中的子网。16位的SLAID字段支持65535

个单个子网。

机构可以选择他们的SLAID为平面路由(如在SLA标识符之间不创建任何逻辑关系,

这会使得路由表较大),或者在SLAID字段中,创建一个两级或多级分级结构(使路由表较

小)。后一种情况表示如下:

n16-n64位

+-----+------------+-------------------------------------+

SLA1子网接口ID

+-----+------------+-------------------------------------+

m16-n-m64位

+----+-------+-------------------------------------+

SLA2子网接口ID

+----+-------+-------------------------------------+

构成SLAID字段所选择的方法,由个别机构负责。

在这种地址格式下支持的子网数,除了最大的机构之外,对其他所有机构应该是足够的。

对于需要更多子网的组织,可以和它获得Internet服务的机构商量,以获得附加的站点

标识符,从而用来创建更多的子网。

3.6接口ID

接口标识符用来标识一条链路上的接口。对链路来说,应该是唯一的。也可以在一个更

宽的范围内是唯一的。许多情况下,一个接口标识符与接口的链路层地址相同,或者根据接

口的链路层地址而得的。用在可集聚全球单播地址格式中的接口标识符要求64位长,并能

构成IEEEEUI-64格式[EUI-64]。这些标识符,当全球令牌(如IEEE48位MAC)可

用时,具有全球范围意义;当全球令牌不可用时(如串行链路、隧道终点等),则只具有本地

范围意义。u位(在IEEEEUI-64术语中称为全球/本地位)在EUI-64标识符中必须根据

[ARCH]的规定,正确地置位以指示是全球还是本地范围。

创建基于EUI-64接口标识符的过程定义见[ARCH]。形成接口标识符的细节,规

定在相应的IPv6over<link>技术规范中,诸如IPv6overEthernet【ETHER】,IPv6overFDDI

【FDDI】等。

4.技术动机

在可集聚的地址格式中,字段长度的设计选择需要满足许多技术需求。这些将在下面段

落中介绍。

顶级集聚标识符的长度是13位。可有8192个TLAID。选择这样的长度,可使In

ternet上顶级路由器的非默认路由表,能在当前的选路技术且合理地留有余量的情况下,

保持有限的范围。

因为非默认路由器为优化TLA内部路径和TLA之间的路径,还要含有大量的长的

前缀,所以保留余量是重要的。

重要的议题不仅是非默认选路表的长度问题,还有拓扑的复杂性决定了当计算一个转发

表时,路由器必须考察非默认路由的拷贝数。当前IPv4的实践是通常一个前缀要通过不

同的路径通告15次。

Internet拓扑的复杂性将来还可能增加。重要的是IPv6非默认选路应支持更大的

复杂性以及巨大的Internet。

应该提出的是,在写作本文时(1998年春),作者作了一个比较,IPv4非默认路由

表包含大约50000个前缀,表示可能支持大于8192个的路由。现在争论的问题是在当前

的选路技术下,是否IPv4目前支持的前缀数已经足够多了。一些需要认真考虑的议题是

路由稳定性以及供给商不支持所有顶级前缀的情况。技术上要求挑选TLAID的长度,在考

虑合理余量的情况下,低于IPv4所具有的。

选择TLAID字段为13位是出于工程的综合考虑。位数太少将不足以支持足够的顶级

组织,位数太多将会超过合理协调的能力。为了处理前面所提到的议题,用当前的选路技术

考虑一个合理的余量是合适的。

假如将来选路技术改进到在非默认路由表中能支持大量的顶级路由,那么如何加大TL

A标识符,就有两种选择:第一种是扩大TLAID字段占用保留字数,这将使TLAID数大

约增加二百万个;第二种途径是为这样的地址格式分配另一个格式前缀(FP)。或者将这两

种途径组合,使TLAID数量大大地增加。

保留字段的长度为8位,是为了使TLAID字段和NLAID字段有大的增长余地。

下一级集聚标识符的长度为24位。假如用平面结构的话,可容纳大约1600万个NLA

ID。假如分级使用的话,合成起来大致等效于IPv4的地址空间(假定平均网络规模为25

4个接口)。假如NLAID将来需要更多的空间,那么可以将NLAID扩展到保留字段来协

调。

站点级集聚标识符字段的长度是16位。每个站点可支持65535个子网。本字段长度

的设计目标,对除了最大组织以外的所有组织是足够的。对于需要更多子网的组织,可以和

它获得Internet服务的机构商量,以得到附加的站点标识符,从而用来创建更多的子网。

站点集聚标识符字段是固定长度,这是为了强制标识特定站点的所有前缀,具有同样的

长度(即48位)。这样会方便站点在拓扑中的移动(如变更ISP以及接到多个ISP的多家

站点)。

接口标识符字段为64位。选择这个长度是为了满足[ARCH]中指定的需求,以支持

基于EUI-64接口标识符。

致谢

作者对ThomasNarten,BobFink,MattCrawford,AllisonMankin,JimBound,

ChristianHuitema,ScottBradner,BrianCarpenter,JohnStewart和DanielKarrenberg的评论和

建设性意见表示衷心的谢意。

参考文献

[ALLOC]IABandIESG,"IPv6AddressAllocationManagement",

RFC1881,December1995.

[ARCH]Hinden,R.,"IPVersion6AddressingArchitecture",

RFC2373,July1998.

[AUTH]Atkinson,R.,"IPAuthenticationHeader",RFC1826,August

1995.

[AUTO]Thompson,S.,andT.Narten.,"IPv6StatelessAddress

Autoconfiguration",RFC1971,August1996.

[ETHER]Crawford,M.,"TransmissionofIPv6PacketsoverEthernet

Networks",WorkinProgress.

[EUI64]IEEE,"Guidelinesfor64-bitGlobalIdentifier(EUI-64)

RegistrationAuthority",

http://standards.ieee.org/db/oui/tutorials/EUI64.Html,

March1997.

[FDDI]Crawford,M.,"TransmissionofIPv6PacketsoverFDDI

Networks",WorkinProgress.

[IPV6]Deering,S.,andR.Hinden,"InternetProtocol,Version6

(IPv6)Specification",RFC1883,December1995.

[RFC2050]Hubbard,K.,Kosters,M.,Conrad,D.,Karrenberg,D.,

andJ.Postel,"InternetRegistryIPAllocation

Guidelines",BCP12,RFC1466,November1996.

[RFC2119]Bradner,S.,"KeyWordsforuseinRFCstoIndicate

RequirementLevels",BCP14,RFC2119,

安全性考虑

IPv6寻址文件对Internet基础设施安全性无任何直接影响。IPv6包的身份验证

定义见【AUTH】。

Authors'Addresses

RobertM.Hinden

Nokia

232JavaDrive

Sunnyvale,CA94089

USA

Phone:1408990-2004

EMail:hinden@iprg.nokia.com

MikeO'Dell

UUNETTechnologies,Inc.

3060WilliamsDrive

Fairfax,VA22030

USA

Phone:1703206-5890

EMail:mo@uunet.uu.net

StephenE.Deering

CiscoSystems,Inc.

170WestTasmanDrive

SanJose,CA95134-1706

USA

Phone:1408527-8213

EMail:deering@cisco.com

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