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Network Working Group R. Hinden Request for Comments: 2374 Nokia Obsoletes: 2073 M. O'Dell Category: Standards Track UUNET S. Deering Cisco July 1998
IPv6 可集聚全球单播地址格式 (RFC 2374 An IPv6 Aggregatable Global Unicast Address Format)
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IPv6 可集聚全球单播地址格式 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
引论 本文定义了可用于I n t e r n e t 上的I P v 6 可集聚全球单播地址格式。本文定义的地址 格式与I P v 6 协议【I P v 6】 以及“I P v 6 寻址体系结构”【A R C H】 是一致的。它的设 计是为了推进规模可伸缩的I n t e r n e t 选路。 本文件取代了RFC 2073(基于供应商的I P v 6 单播地址格式)。RFC 2073 成为了历史文 件。可集聚全球单播地址格式是对RFC 2073 某些方面的改进。主要的改变包括删去了对路 由集聚、E U I - 6 4 接口标识符的支持，对供应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 I P v 6 地址是为接口和接口组指定的1 2 8 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。 I P v 6 单播地址的设计使I n t e r n e t 选路系统在不需要了解I P v 6 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。I P v 6 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。 I P v 6 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( F P )。 本文为可集聚全球单播地址定义地址格式，其格式前缀为0 0 1 (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I P v 6 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I P v 6 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I n t e r n e t 的I P v 6 节点。设计该地址格式时，考虑到既支持当前基于供应 商的集聚，也支持新的基于交换局的集聚。其组合既允许直接连接到供应商的站点能高效率 地选路集聚，也允许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。只有用基于供应商的集聚，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I n t e r n e t 传送服务的供应商和交换局群体。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应商(如图中P 1 、P 2 、P 3 、P 4 )，交换局(如图中X 1 和X 2 )，多级供应商(如图中P 5 和P 6 )和用户(如图中S . x )。 交换局(不像目前的N A P s 、F I X e s 等)将分配I P v 6 地址。连接到这些交换局的组织， 也要从一个或多个长途供应商那里预订(直接、间接地通过交换局等)长途服务。这样做可使 寻址与长途转运供应商无关。这使得在改换长途供应商时，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应商，而不需要从每个长途供 应商处获得地址前缀。用于此类供应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：
| 3| 13 | 8 | 24 | 16 | 64 bits | +--+-----+---+--------+--------+--------------------------------+ |FP| TLA |RES| NLA | SLA | Interface ID | | | ID | | ID | ID | | +--+-----+---+--------+--------+--------------------------------+
<--Public Topology---> Site <--------> Topology <------Interface Identifier----->
其中，F P 为格式前缀( 0 0 1 )；TLA ID 为顶级集聚标识符；R E S 保留为将来用；NLA ID 为下一级集聚标识符；SLA ID 为站点级集聚标识符；I N T E R FACE ID 为接口标识符； 下面分别给出I P v 6 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(TLA ID)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 TLA ID 保留一个路由表项，同时也许还有为TLA ID 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8 1 9 2 ( 21 3)个TLA ID 。要增加TLA ID 的数量可以向右扩展T L 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TLA ID 的议题，超出了本文范围，将在正在进行准备的文件中说明。 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T L A 和N L A 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TLA ID 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NLA ID 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：
| n | 24-n 位 | 16 | 64 位 | +-----+--------------------+--------+-----------------+ |NLA1 | 站点 ID | SLA ID | 接口 ID | +-----+--------------------+--------+-----------------+
每个得到一个TLA ID 的机构可以有2 4 位NLA ID 空间。NLA ID 空间使每个机构能 够为相当于目前IPv4 Internet 能够支持的总网络数几乎一样多的组织提供服务。 得到TLA ID 的机构，也支持他们自己站点I D 空间中的NLA ID 。这就允许得到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NLA ID 的机构，也可以选择用他们的站点I D 空间去支持其他的NLA ID 。 这种情况表示如下： | n | 24-n 位 | 16 | 64 位 | +-----+--------------------+--------+-----------------+ |NLA1 | 站点 ID | SLA ID | 接口 ID | +-----+--------------------+--------+-----------------+
| m | 24-n-m | 16 | 64 位 | +-----+--------------+--------+-----------------+ |NLA2 | 站点 ID | SLA ID | 接口 ID | +-----+--------------+--------+-----------------+
| o |24-n-m-o| 16 | 64 位 | +-----+--------+--------+-----------------+ |NLA3 | 站点 ID| SLA ID | 接口 ID | +-----+--------+--------+-----------------+
对一个特定的TLA ID ，设计NLA ID 位的安排，留给负责该TLA ID 的机构去做。同 样，设计下一级NLA ID 位的安排，由前面一级NLA ID 负责。在此建议分配N L A 地址 空间的机构用类似于[ R F C 2 0 5 0 ]中的“慢启动”分配过程。 设计NLA ID 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NLA ID 的分配能使分配容易和连接灵活，但 使得路由表较大。 3.5 站点级集聚标识符 SLA ID 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I P v 4 中的子网。1 6 位的SLA ID 字段支持65 535 个单个子网。 机构可以选择他们的SLA ID 为平面路由(如在S L A 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SLA ID 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：
| n | 16-n | 64 位 | +-----+------------+-------------------------------------+ |SLA1 | 子网 | 接口 ID | +-----+------------+-------------------------------------+
| m |16-n-m | 64 位 | +----+-------+-------------------------------------+ |SLA2| 子网 | 接口 ID | +----+-------+-------------------------------------+
构成SLA ID 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I n t e r n e t 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6 4 位长，并能 构成IEEE EUI-64 格式[ E U I - 6 4 ] 。这些标识符，当全球令牌(如IEEE 48 位M A C )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IEEE EUI-64 术语中称为全球/本地位)在E U I - 6 4 标识符中必须根据 [ A R C H ]的规定，正确地置位以指示是全球还是本地范围。 创建基于E U I - 6 4 接口标识符的过程定义见[ A R C H ]。形成接口标识符的细节，规 定在相应的IPv6 over技术规范中，诸如IPv6 over Ethernet【 E T H E R 】 ，IPv6 over FDDI 【 F D D I 】 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1 3 位。可有8 1 9 2 个TLA ID 。选择这样的长度，可使I n t e r n e t 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T L A 内部路径和T L A 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I P v 4 的实践是通常一个前缀要通过不 同的路径通告1 5 次。 I n t e r n e t 拓扑的复杂性将来还可能增加。重要的是I P v 6 非默认选路应支持更大的 复杂性以及巨大的I n t e r n e t 。 应该提出的是，在写作本文时( 1 9 9 8 年春)，作者作了一个比较，I P v 4 非默认路由 表包含大约50 000 个前缀，表示可能支持大于8 1 9 2 个的路由。现在争论的问题是在当前 的选路技术下，是否I P v 4 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 路由稳定性以及供应商不支持所有顶级前缀的情况。技术上要求挑选TLA ID 的长度，在考 虑合理余量的情况下，低于I P v 4 所具有的。 选择TLA ID 字段为1 3 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。 如果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T L A标识符，就有两种选择：第一种是扩大TLA ID 字段占用保留字数，这将使TLA ID 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( F P )。或者将这两 种途径组合，使TLA ID 数量大大地增加。 保留字段的长度为8 位，是为了使TLA ID 字段和NLA ID 字段有大的增长余地。 下一级集聚标识符的长度为2 4 位。如果用平面结构的话，可容纳大约1 6 0 0 万个NLA ID 。如果分级使用的话，合成起来大致等效于I P v 4 的地址空间(假定平均网络规模为2 5 4 个接口)。如果NLA ID 将来需要更多的空间，那么可以将NLA ID 扩展到保留字段来协 调。 站点级集聚标识符字段的长度是1 6 位。每个站点可支持65 535 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I n t e r n e t 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4 8 位)。这样会方便站点在拓扑中的移动(如变更I S P 以及接到多个I S P 的多家 站点)。 接口标识符字段为6 4 位。选择这个长度是为了满足[ A R C H ]中指定的需求，以支持 基于E U I - 6 4 接口标识符。 致谢 作者对Thomas Narten, Bob Fink, Matt Crawford, Allison Mankin, Jim Bound, ChristianHuitema, Scott Bradner, Brian Carpenter, John Stewart 和Daniel Karrenberg 的评论和 建设性意见表示衷心的谢意。 参考文献 [ALLOC] IAB and IESG, "IPv6 Address Allocation Management", RFC 1881, December 1995.
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