SRFCIPv9地址编号：000002

第二版　Ｖ２.3

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版权声明

本文的全部版权属于十进制网络工作组和上海通用化工技术研究所。（2010）

摘要

本文件包括IPv9寻址模型、IPv9地址的文本表示、IPv9单播地址、任意点播地址和组播地址的定义以及IPv9节点需要的地址。

1.概述

1．引言

IP第9版（Ipv9）是互联网协议的一个新的版本，它是IP第4版(IPv4)[RFC-791]和IPv6[RFC-1883][RFC-2464]的后继版本。也是RFC1606、RFC1607对21世纪网络展望的实际论证和试验版本,从IPv4、IPv6到Ipv9的变化主要有以下方面：
扩展了地址容量Ipv9将IP的地址长度从32位、128位增加到2048位，以支持更多的地址层次、更多的可寻址节点和更简单的自动地址配置。同时也增加了将ipv4的32位地址长度减少到16位，以解决移动通讯中蜂窝通信的快捷用途。但由于采用了不定长不定位的方法所以实际上减少网络的开销。本技术规范定义了IPv9的地址体系结构,包括当前定义的IPv9地址格式的详细描述。

2.IPv9寻址

IPv9地址为接口和接口组指定了256位的标识符。有三种地址类型：
0单播。一个单接口有一个标识符。发送给一个单播地址的包传递到由该地址标识的接口上。
0任意点播。一般属于不同节点的一组接口有一个标识符。发送给一个任意点播地址的包传递到该地址标识的、根据选路协议距离度量最近的一个接口上。
0组播。一般属于不同节点的一组接口有一个标识符。发送给一个组播地址的包传递到该地址所有的接口上。
在IPv9中没有广播地址，它的功能正在被组播地址所代替。在本文中，地址内的字段给予一个规定的名字，例如“用户”。当名字后加上标识符一起使用（如“用户ID”）时，则用来表示名字字段的内容。当名字和前缀一起使用时（如“用户前缀”）则表示一直到包括本字段在内的全部地址。
在IPv9中，任何全“0”和全“1”的字段都是合法值，除非特殊地排除在外的。特别是前缀可以包含“0”值字段或以“0”为终结。

2．1寻址模型

所以类型IPv9地址都被分配到接口，而不是节点。IPv9单播地址属于单个接口。因为每个接口属于单个节点，多个接口的节点，其单播地址中的任何一个可以用作该节点的标识符。所有接口至少需要有一个链路本地单播地址。一个单接口可以指定任何类型的多个IPv9地址（单播、任意点播、组播）或范围。具有大于链路范围的单播地址，对这样的接口是不需要的，也就是从非邻居或者到非邻居的这些接口，不是任何IPv9包的起源或目的地。这有时使用于点到点接口。对这样的寻址模型有一个例外：
如果处理多个物理接口的实现呈现在Internet层好象一个接口的话，一个单播地址或一组单播地址可以分配给多个物理接口。这对于在多个物理接口上负载共巷很有用。
目前的IPv9延伸了IPv4模型，一个子集前缀与一条链路相关联。多个子集前缀可以指定给同一链路。

2．2地址的文本表示

我们制订了一种表示IPv9地址的方法：“中括号十进制”表示法。这种方法可以用以下二种方法表示:
方法一:2048比特用[]表示。[]当中2048比特用十进制表示，其长度可以不定长书写。并可以在游览器中书写时略去[]号。
方法二:表示方法的形式是“y[y[y[y[y[y[y[y”，其中每个y代表地址为一个32比特部分，并使用十进制表示。例如：
0000010800[0000000000[0000000000[0000000000[0000080800[0061908791[0010880800[0019820203
在地址表示中，每个十进制数靠左边的多个连续的零可以省略不写，但是全零的十进制数需要用一个零来代表。例如，上面的地址可以写成：
108000[0[0[0[80800[61908791[10880800[19820203
为了进一步简化地址的表示，我们可以将地址中连续的全0域用一对方括号“[X]”来代替(X为全0域的段数)。例如，上面的地址可以简写成：
108000[3]80800[61908791[10880800[19820203
又例如：

0[0[0[0[0[0[0[1可简写成[7]1
0[0[0[0[0[0[0[0可简写成[8]

IPv9地址有五种类型，分别介绍如下：
1．纯IPv9地址
这种地址的形式为：Y[Y[Y[Y[Y[Y[Y[Y其中每个Y代表一个从0到232=4294967296之间的十进制整数。
2．兼容IPv4的IPv9地址
这种地址的形式为：Y[Y[Y[Y[Y[Y[Y[D.D.D.D其中每个Y代表一个从0到232=4294967296之间的十进制整数。D代表一个原来IPv4的0到28=255之间的十进制整数。
3．兼容IPv6的IPv9地址
这种地址的形式为:Y[Y[Y[Y[X:X:X:X:X:X:X:X其中每个Y代表一个从0到232=4294967296之间的十进制整数。X代表一个原来IPv6从0000到FFFF之间的十六进制数。
4．特殊兼容地址
为了能从IPv4、IPv6向IPv9平滑升级,我们设计了一些兼容地址。其中，在IPv6地址中有一些是为了兼容IPv4地址而设计的兼容地址，为了能把这部分平滑的向IPv9地址过渡，我们对此做了特殊处理：在这部分地址前加上适当的前缀形成。为了让它们表示更为直观，避免书写中疏忽容易导致的错误，引入了简写的办法：
y[y[y[y[x:x:x:x:x:x:d.d.d.d
其中,每个y代表地址为32比特,用十进制表示;每个x代表原来IPv6地址为16比特,用十六进制表示;每个d代表原来IPv4地址为8比特,用十进制表示。例如:
0[0[0[0[7474147[5211314[7758521[53517231
可书写成:0[0[0[0[72:BE3:4F:84B2:76:62B9:3.48.155.175
或:[4]72:BE3:4F:84B2:76:62B9:3.48.155.175
又如:
0[0[0[0[0[0[0[562159487
可书写成:
[4]::33.129.223.127
5.[]全十进制地址
为了便于物流码及全十进制地址的应用。推荐选用类别号5，在10的512次方中，根据应用需要采用定长不定位的方法。
6.过度期的IPv9地址
为了解决IPv4能平稳地向IPv9过度，我们考虑现有到互联网至今已投入了大量的资金。特设计IPv9的过渡地址，拿出一段232来过渡分配IPV4。可实现在目前系统上做少量改动即可，其中IPv9中有一段J.J.J.J.其中每个J表示一个0到28的十进制数即0~255。其中前面[7]可在本地地址中间省略不写，即本地用户（或指定用户）可用J.J.J.J.来直接使用和原来的IPv4的D.D.D.D.区分。同时，这部分用户为了平稳过渡到全十进制可同时分配十进制。以便今后软件和硬件的改进时不必重分地址，如[7]5211314可书写成[7]3.48.155.175在本地域一个IP网络内可直接用3.48.155.175来书写。从而使原来的终端均能使用。为了使原来的用户和现在的用户能兼容在IPv9DNS记录中应有新的记录。凡是采用过渡期IPv9地址的系统作适当改版后可采用原来的IPv4系统。同时报头采用IPv4报头但版本号为9以区别原来的IPv4。但在本地域内用户终端可使用原有终端设备。

当采用类别号为0时地址长度为16位，将舍去IPV4物理地址，而采用IPV4主机16位地址。表示方法为十进制65535或点分十进制0-255.0-255与十六进制FF.FF同效
当采用类别号为1时地址长度为32位，表示方法为十进制0-4294967295及相应的字符长度或点分十进制0-255.0-255.0-255.0-255与十六进制FF.FF.FF.FF同效
当采用类别号为2时地址长度为64位，表示方法为十进制10或相应的字符长度
当采用类别号为3时地址长度为128位，表示方法为十进制或相应的字符长度
当采用类别号为4时地址长度为512位，表示方法为十进制或相应的字符长度
当采用类别号为5时地址长度为1024位，表示方法为十进制或相应的字符长度
当采用类别号为6时地址长度为2048位，表示方法为十进制或相应的字符长度
当采用类别号为7时地址长度为无定长位，表示方法为与之适应的十进制长度或相应的字符长度
另外一种表示IPv9的256比特地址的方法：“大括号十进制”表示法。这种方法将256比特的地址分成4个64比特十进制数加上分隔它们的大括号来表示。这种表示方法的形式是“Z}Z}Z}Z”，其中每个Z代表地址为一个64比特部分，并使用十进制表示。它的用法和Y完全一样，同时和Y兼容，二者可以混用。这样就大大的方便了目前这些IPv4地址在IPv9中的兼容地址。例如：
z}z}z}z;
z}z}y]y]y]y;
z}z}y]y]y]d.d.d.d;
z}z}z}y]d.d.d.d;
z}z}z}y]J.J.J.J;
z}z}z}y]y]J.J.J.J;
……
尤其是最后一种地址格式更为有用。例如：
地址0}0}0}0]192.192.192.192
我们可以这样表示：{3}0]192.192.192.192
最后，需要说明的是，在符号表示时，中括号和大括号我们用时不分前后的，即“{”和“}”、“[”和“]”不分，因为我们考虑到这样并不会引起任何副作用，而且能更方便使用者，所以这样定义。
由于IPv9的地址长度为256位，这样无论采用4段还是8段，在每一段中仍然会有很多位。例如采用8段表示时，每一段仍然有32位。这样在一段中就会出现下面的情况：
……]00000000000000000000000000010110]……
……]01111111111111111111111111111111]……
这样的情况不仅输入繁琐，而且很容易少输或者多输，使用户眼花而不利于数位。为了方便，我们引入了小括号表示法——（K/L）。其中“K”表示0或1，“L”表示0或1的个数。这样上面的两个例子可以简写成：
……]（0/27）10110]……
……]0（1/31）]……

2．3地址前缀的文本表示

IPv9地址方案与IPv4的超网和CIDR方案类似，都是通过地址前缀来体现网络的层次结构。在IPv9地址前缀的表示上，采用了类似于CIDR的表示法，其形式如下：
IPv9地址/地址前缀长度
其中，IPv9地址是采用IPv9地址表示法所书写的地址，地址前缀长度是指明地址中从最左边组成地址前缀的连续比特位的长度。
在此,我们必须注意，IPv9地址中用的是十进制数，但前缀长度却是指的二进制而言的。因此，必须小心计算前缀。在十进制数中很不直观，所以我们考虑后认为可以把IPv9地址前缀换算成十六进制较为容易理解。但表示IPv9地址时还是用十进制数。
例如：200比特的地址前缀1212[0[0[0[343[150[0可表示为：
1212[0[0[0[343[150[0[0/200
或1212[3]343[150[2]/200
或1212[0[0[0[343[150[2]/200
或1212[3]343[150[2]/200
注意，地址前缀的表示中，IPv9地址部分的表示一定要合法，即斜线“/”左边的IPv9地址必须能还原成正确的地址。
在这个地址前缀中，我们可以看到地址前缀长度是200，故此，前缀实际上就是整个地址的前6段再加上第7段的前8比特（32＊6＋8=200）。因此关键在地址的第七段。此段用十六进制表示为：00000000，前缀只包括前两个0。了解到了这一点，我们就可以知道：本段的取值是在00000000（hex）~00FFFFFF（hex），即十进制的0~16777215。
IPv9地址部分可以是由纯粹的地址前缀通过在它的右边补上0生成，它还可以是一个包含该地址前缀的真实的IPv9地址。例如，上例中的地址前缀还可以表示成：
1212[3]343[150[16777215[6789/200

2．4地址类型表示

各种具体类型的IPv9地址有地址中的高位引导比特位域标明。这些引导比特位域的长度各不相同。在协议中它们称为格式前缀FP（formatprefix）。

格式前缀FP（n比特）

地址（256-n比特）

IPv9地址的格式前缀1

格式前缀FP（n比特）

地址（2048-n比特）

IPv9地址的格式前缀2

我们对各种地址类型的前缀作了总体上的划分。

IPv9地址格式前缀的原始分配表

IPv9地址格式前缀的原始分配表

可聚合全局单目地址和群集地址都属于单目地址，它们在形式上没有任何区别，只是在报文的传播方式上有所不同。因此，可聚合的单目地址和群集地址分配有相同的格式前缀0100。协议提出的网络供应商单目地址和地理区域单目地址都归并到了可聚合的单目地址中。
本地链路单目地址和站内单目地址都是在局部范围内使用的单目地址，为便于路由器加快对这两类地址的识别，分别给它们分配了111111111010和111111111011两个地址格式前缀。
因为多目地址在路由器和主机上的处理方法与单目地址和群集地址的处理方法区别比较大，所以给多目地址也单独分配了一个地址格式前缀1111111111。
我们还为“十进制互联网的地址和域名决策和分配组织”和IPX地址预留了地址空间，其对应的地址格式前缀分别是000000001和000000010。
IPv9的一些特殊地址，如未指明地址，本地回送地址和IPv4兼容地址，都以0000000000作为地址格式前缀。

2.5单目地址

单目地址是单个网络接口的标识，以单目地址为目的地址的报文将被送往由其标识的唯一的网络接口上。单目地址的地址层次结构在形式上与IPv4的CIDR地址结构十分相似，它们都有任意长度的连续地址前缀和地址编码。
我们在设计IPv9单目地址时，作了如下假设：
1）因特网的路由系统都是基于IPv9地址的内部结构；
2）IPv9地址结构信息仅在地址的分配和定位时有效。
IPv9的单目地址有以下几种形式：可聚合全局单目地址，十进制互联网地址和域名决策和分配组织地址，IPX地址，局部用IPv9单目地址和IPv4的兼容地址。

2.5.1未明确地址

由全零组成的IPv9地址0[0[0[0[0[0[0[0（可简写为[]或[8]）被称为IPv9未明确地址。IPv9未明确地址不能分配给任何一个节点，因为它仅仅意味着网络接口暂时没有获得一个正式的IPv9地址。当一个节点启动并且还未能确定自己的IP地址时，它可以在发送的IPv9报文中的源地址域中填入IPv9未明确地址，目的是进行邻节点探测和地址的自动配置以获得确定的IP地址。在某些控制消息报文中，语法上需要使用一个地址域但又不需要一个真正确定的地址时，也可以使用IPv9未明确地址。
需要注意的是，因为IPv9未明确地址不能分配给任何一个节点或网络接口作为其地址标识，所以它绝对不允许出现在IPv9报文的目的地址和IPv9源路径选择扩展首部的中间路由节点地址域中。

2.5.2本地回送地址

IPv9的本地回送地址为0[0[0[0[0[0[0[1（可以简写为[7]1）。它的作用与IPv4本地回送地址一样，在一个节点希望将IPv9报文回送给自己时使用。当测试IP协议栈是否正常工作时，通常也使用本地回送地址。
本地回送地址只能够与虚拟设备相关连，不能分配给任何一个真实的物理接口。在发送到一个节点外的IPv9报文中，不能使用本地回送地址为其源地址；而以本地回送地址为目的地址的IPv9报文不能发送到节点之外，更不能被IPv9路由器转发，否则回送地址将会失去其原有的意义。

2.5.3IPv4、IPv6协议主机的IPv9地址

在IPv9中制定了从IPv4、IPv6到IPv9平滑升级转换的一些机制，其中包括利用现有的IPv4、IPv6路由系统作为隧道转发IPv9报文技术。对使用这种技术的IPv9节点，需要给它分配“IPv4兼容地址”、“IPv6兼容地址”和“特殊兼容地址”的几种特殊IPv9地址。这些地址的具体结构如图所示：

兼容地址的格式

我们分配了格式前缀0000000000给这个区域，占用10比特。
标志位我们这样定义：

保留位用于以后备用。
虽然使用IPv4兼容地址可以实现利用IPv4网络作为传送IPv9报文的“自动隧道”，然而它不能很好的利用IPv9地址空间。我们定义了另外一种嵌有IPv4、IPv6地址的IPv9地址。这种地址用于将只使用IPv4或IPv6协议的节点的网络接口标识上IPv9地址，它被称为“IPv4映射地址”。通过“IPv4映射地址”，实施IPv9协议的节点可以与只使用IPv4协议的节点进行通信。32比特的作用域就是用于区别映射地址的：正常情况下32比特置为0，在映射地址时全部置为1。

96比特	32比特	96比特	32比特
0[0[0	0	0	IPv4地址

IPv4映射地址格式

96比特	32比特	128比特
1[0[0	0	IPv6地址

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。

2.5.4IPX地址

IPX（Inter-networkPacketExchange）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“00000010”，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
000000010	待定

IPX地址格式

2.5.5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：

1. 公众拓扑层
2. 站点拓扑层
3. 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

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

a.格式前缀
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。
b.顶级聚合标识
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。
c.二级聚合标识
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，我们可以通过向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(48-n)比特作为站点标识(siteID)。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，整个二级聚合标识域就有了NLA1、NLA2、NLA3、siteID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(48-n比特)

NLA1（n比特）

NLA2（m比特）

站点标识(48-n-m比特)

NLA1（n比特）

NLA2（m比特）

NLA3（o比特）

站点标识(48-n-m-o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。
d.站点级聚合标识
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（32-n比特）

SLA1（n比特）

SLA2（m比特）

子网号（32-n-m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。
e.网络接口标识
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。

2.5.6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“11110111101010”，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
111111111010	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“111111111011”，地址的具体结构如图所示。

12比特	84比特	32比特	128比特
111111111011	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。

2.6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：
a．群集地址不能作为源地址在IPv9报文中出现；
b．群集地址目前只能分配给路由器，而不能分配给普通的IPv9主机节点。
要求的任意点播地址
目前，IPv9协议只预定义了一种群集地址——子网路由器群集地址。这种地址是各个子网路由器都必须拥有并必须能够识别的，其具体的格式如图：

n比特	256-n比特
子网前缀	主机号（全0）

子网路由器群集地址的格式结构与单目地址没有形式上的区别。它由子网前缀和全零的主机号两部分组成，地址中的子网前缀是某条链路子网的标识。整个子网路由器群集地址顾名思义就是与该链路子网连接的所有路由器的群集标识，它的作用是让一个节点上的应用软件能够和远地子网所有路由器集合中的一个进行通信。例如，在移动通信中，一个远离所从属子网的移动主机与该子网的某个移动代理之间的通信。
协议规定，与子网连接的所有路由器都必须能够支持这种特殊类型的群集地址。如果一个路由器到某个子网上有相连接的网络接口，它就必须支持由该子网前缀生成的子网路由器群集地址。根据群集地址的定义，发往一个子网路由器群集地址的IPv9报文将被传送到对应子网上的一个路由器上并由它负责转发。注意，该路由器应距离报文的源节点最近，路由器和源节点的距离是否是最近需要根据使用的路由选径协议来计算确定。

2.7多目地址

多目地址是在实施网络组播机制时使用的。IPv9协议也采纳了组播机制，并专门设计了组播使用的多目地址。在IPv9的地址空间中划分出以1111111111为地址格式前缀的地址空间专门供组播使用。多目地址与群集地址一样是分配给多个网络接口，两者的区别是以多目地址为目的地址的IPv9报文会同时被拥有该多目地址的所有网络接口接收到，这种发送过程称为组播。拥有同一多目地址的网络接口的集合称为一个组播组。
IPv9的多目地址由四个部分组成，以“1111111111”为地址格式前缀，其具体结构如图所示。

IPv9多目地址格式

格式中接着地址格式前缀的其余三个部分分别为标志位域，地址作用范围域和组标识域。标志位域由８比特组成，用于说明多目地址的一些属性。具体组成结构如图所示。

多目地址的标志位域

目前，标志位域只使用了8比特中的最低一位（T位），其余高七位保留。T位被称为“临时地址位，它说明分配的多目地址是暂时有效或是永久有效的：
T=1：该多目地址只是暂时分配的，当多目地址使用完毕后会被回收并可以重新被分配出去。这种多目地址称为临时多目地址。
T=0：该多目地址是由全球十进制网络编址中心永久分配的，多用于通用地址。这种多目地址称为永久性多目地址。
地址作用范围域是由4比特组成的一个整型数，用于限制组播组成员的分布范围，从而限制组播时该多目地址相对于报文发送方的有效作用范围。该域值从0到F（十六进制）对应的作用范围如表所示。

范围值与多目地址作用范围对应表

组标识域用语一个组播组，它在整个地址格式之中位于低234位。一个组标识域所标识的组播组可以是在给定范围内的暂时或永久的组播组。
永久性多目地址中，组标识的意义独立于地址作用范围域的值，也就是说永久性多目地址在所有的scop值下具有唯一意义。例如，假设GINA将67的组标识永久分配NTP服务器，我们就能够用它与5个不同的地址作用范围域值相结合来定义5个永久性多目地址：
04290774016[6]67，标识与报文发送者处于同一节点上的所有NTP服务器。
04290775040[6]67，标识与报文发送者处于同一链路上的所有NTP服务器。
04290778112[6]67，标识与报文发送者处于同一站点内的所有NTP服务器。
04290781184[6]67，标识与报文发送者处于同一组织内的所有NTP服务器。
04290787328[6]67，标识因特网上的所有NTP服务器。
对于上例中的永久性多目地址4290778112[6]67，它的意义唯一性体现在：在不同的站点内都能使用该多目地址，处于任何一个站点中的一个节点发送以4290778112[6]67为目的地址的IPv9报文，只要该节点所处站点内存在有NTP服务器，该报文都会被传送到该站点内的所有NTP服务器。
对应的，临时性多目地址中的组标识仅在指定的范围内有意义。例如，给某个站点S内部所有NTP服务器所分配的临时多目地址429079446[6]67，该地址仅在本站点S内有意义。该站点S内拥有该临时多目地址的NTP服务器组播组与其他站点上使用相同地址的组播组，与具有相同组标识的临时组播组和永久性组播组没有任何关系。也就是说，在站点S内使用地址429079446[6]67为目的地址发送的IPv9报文会被传送到该站点内的所有NTP服务器；饿在其他站点内，该地址可能标识的是其他服务器组成的组播组，以该地址为目的地址的报文不一定会被发送到NTP服务器上。
使用多目地址时有一点需要注意：多目地址不能作为IPv9报文的源地址并且不能在路由扩展首部中出现。这是因为这些报文的接收方无法确定报文的来源。

2.7.1预定义的通用多目地址

在IPv9的设计时，预先定义了一些通用的多目地址，如保留的多目地址，所有节点多目地址，所有路由器多目地址以及被请求节点多目地址。这些地址通常在邻节点探测和地址的自动配置时使用。
1．保留的多目地址：组标识全部为0的多目地址只能保留而不能分配给任何一个组播组，即标志位域为0、地址作用范围域任意取值、组标识全部为0时的地址都是保留的多目地址。
2．所有节点多目地址：以下两个通用多目地址是所有节点多目地址，它们分别标识处于本节点范围内和本链路范围内的所有节点。这两个地址的作用类似于IPv4中的广播地址，用于发送其对应作用范围内广播报文：
4290774016[7]1
4290775040[7]1
3．所有路由器多目地址：它包含以下三个通用多目地址，分别标识处于范围1（scop=1，同一节点上）的所有路由器，处于范围2（scop=2，同一链路上）的所有路由器和处于范围5（scop=5，同一站点内）的所有路由器：
4290774016[7]2
4290775040[7]2
4290778112[7]2
4．被请求节点多目地址：被请求节点多目地址的范围从4290775040[4]1[4294901760[0到4290775040[4]1[4294967295[4294967295。被请求节点是一个节点作邻节点探测时的探测目标节点（可能同时有多个）。在采用邻节点探测技术（neighbordiscovery）过程中，被请求节点多目地址作为被请求目标节点的地址标识，其作用范围是本地链路上。
被请求节点多目地址通过以下方法构成：从单目地址或群集地址中抽取出低48比特的地址片段，并将其附接在地址前缀4290775040[4]1[4294901760[1]/208之后。例如，对应于IPv9地址562159487[4]1[213110000[7758520的被请求节点多目地址是4290775040[0[0[0[0[1[4294954224[7758520。
为保证邻节点探测的正确完成，每个网络节点都必须加入它所拥有的全部单目地址和群集地址对应的被请求节点组播组。
除了以上介绍的通用多目地址，在十进制地址和域名分配组织还定义和注册了更多的永久性多目地址。

2.7.2如何分配一个多目地址？

多目地址的分配过程主要内容是该多目地址组标识的分配。在多目地址的格式结构中，给组表示分配了234比特的空间，理论上说，这234比特可以分配2234个不同的组标识。但是因为目前的以太网上实施组播时只能将IPv9多目地址中的低64比特映射到IEEE802的MAC地址中，而且在令牌环网中对多目地址的处理又有所不同，为了保证能够在IPv9多目地址的基础上生成具有唯一性的MAC地址，我们目前只能使用234比特组标识中的低64比特来分配组标识，剩余的170比特保留不用（设为全零），是多目地址满足下图所示形式。

具有32比特组标识的多目地址格式

上述方案将IPv9多目地址的永久性组标识限制在264，这已经能够满足目前可以预见的需要了。如果将来对组标识的需要超过这一上限，组播将仍然能够工作但处理过程的速度会稍有降低；随着将来网络设备的发展，还可以把234比特的组标识空间全部利用起来。

2.8一个IPv9节点所需要的地址

IPv4网络中，一个网络接口只需要一个IP地址和一个本地回送地址就可以满足通信的需要；而在IPv9网络系统中，要充分发挥协议所提供的功能，对一个网络接口要求的地址标识相对于在IPv4中要多一些。
一个主机节点需要识别以下标识它自身的地址:

1. 节点所有网络接口的本地链路地址：在本地链路上标识网络接口，用于本链路上的通信。
2. 分配得到的单目地址：在整个因特网上标识网络接口，用于与整个因特网上其他节点进行通信。
3. 本地回送地址：用于本节点内部的通信。
4. 所有节点多目地址:用于接收本链路上的广播报文。
5. 对应于节点所有单目地址和群集地址的被请求节点群集地址：用于邻节点探测和地址的自动配置。
6. 对应于节点所属所有组播组的多目地址:用于接收发往所属组播组的组播报文。

路由器除了具有一般的功能外，它还需要负责报文转发、路由信息的发布、链路最大传输单元的信息发布以及配合完成地址自动配置功能等等。因此，一个路由器除了需要获得并识别一个主机节点所需要识别的地址外，还需要获得以下用于完成路由器特殊功能的地址：

• 对应每个具有路由功能的网络接口所连接子网的子网路由器群集地址：该类地址是方便普通节点缺省的路由器。
• 路由器所配置的所有其他群集地址：接收任播报文。
• 所有路由器多目地址：用于路由信息的发布。
• 路由器所从属的所有其他组播组的多目地址：用于接收所属路由器组播组的报文。

3.安全性考虑

IPv9寻址文件对Internet基础设施的安全性没有任何直接影响。

附录A创建EUI-64接口标识符

根据特定链路或节点的特性，有不少方法可以创建EUI-64接口标识符。本附录介绍了其中的某些方法。

A.1具有EUI-64标识符的链路或节点

将一个EUI-64标识符转移换成一个接口标识符，只需要改变u位的值。例如，一个全球唯一的EUI-64标识符具有下面的形式。

|00000000000001|10000000000003|30000000000004|40000000000006|
|00000000000005|60000000000001|20000000000007|80000000000003|
+---------------------+---------------------+----------------------+----------------------+
|ccccccc0gccccccc|ccccccccmmmmmmm|mmmmmmmmmmmmmmm|mmmmmmmmmmmmmm0|
+---------------------+---------------------+----------------------+----------------------+
其中，c位是分配给公司的标识符；0是全球/本地位的值，此处指本地范围；m是生产商选择的扩展标识符。IPv9接口标识符的形式下：
|00000000000001|10000000000003|30000000000004|40000000000006|
|00000000000005|60000000000001|20000000000007|80000000000003|
+---------------------+---------------------+----------------------+----------------------+
|ccccccc1gccccccc|ccccccccmmmmmmm|mmmmmmmmmmmmmmm|mmmmmmmmmmmmmm0|
+---------------------+---------------------+----------------------+----------------------+
唯一改变的是转变全球/本地位的值。

A.2具有IEEE80248位地址的MAC链路或节点
[EUI64]规定了从一个IEEE48位MAC标识符创建一个EUI-64标识符的方法。就是将以十六进制表示的两个字节OxFF和OxFE插入到48位MAC地址中间（公司标识符与厂商配给的标识符之间）。下面的例子是一个具有全球范围的48位MAC地址。

00000|00000000000001|10000000000003|3000000000000004|
|00000000000005|60000000000001|2000000000000007|
+---------------------+---------------------+-------------------------+
|cccccc0gcccccccc|ccccccccmmmmmmmm|mmmmmmmmmmmmmmmm|
+---------------------+---------------------+-------------------------+

其中，c位是分配给公司的标识符；0是指示全球范围的全球/本地位值；g是个体/团体位；m是生产厂选择的扩展标识符。这样，接口标识符便具有下面的形式。

|00000000000001|1000000000003|300000000004|40000000000006|
|00000000000005|6000000000001|200000000007|80000000000003|
+---------------------+--------------------+------------------+----------------------+
|cccccc1gcccccccc|cccccccc11111111|11111110mmmmmmmm|mmmmmmmmmmmmmmm|
+---------------------+--------------------+------------------+----------------------+

当接口或节点上IEEE89248位MAC地址可用时，由于它们具备的可用性和唯一性特性，就可以用它来实现创建接口标识符。

A.3具有非全球标识符的链路
有许多链路类型，当多个接入时，例如包括LocalTalk和Arcnet，就无全球唯一的链路标识符。创建EUI-64格式化标识符的方法是取链路标识符（如LocalTalk8位节点标识符），并在其前面填充0。下面就是一个具有十六进制值Ox4F的LocalTalk8位节点标识符生成的接口标识符的例子。

 

|000000000000001|100000000000003|300000000000004|4000000000006|
|000000000000005|600000000000001|200000000000007|8000000000003|
+----------------------+-----------------------+-----------------------+---------------------+
|0000000000000000|0000000000000000|0000000000000000|000000001001111|
+----------------------+-----------------------+-----------------------+---------------------+

注意其中的全球/本位置为0，以指示本地范围。

A.4无标识符的链路
有一些链路无任何类型内置标识符。最普通的就是一些串行链路和配置的隧道。为链路选择的接口标识符必须是唯一的。
当一条链路上无内置标识符可用时，最好是用从另一个接口的，或分配给节点本身的，一个全球接口标识符。使用这种方法就不会有连接同一链路的同一节点的其他的接口会用同样的标识符。
如果在链路上无全球接口标识符可使用时，就需要创建一个本地范围接口标识符。唯一的要求就是在该链路上是唯一的。有许多可能的方法用来选择一条链路唯一的接口标识符，包括如下方法：

1. 人工配置。
2. 生成随机数。
3. 节点串行号（或其他节点特殊令牌）。

链路唯一接口标识符的生成方法应该使一个节点启动后或者接口从节点中删除或加入时都不应该有变化。
合适算法的选择，取决于链路和实现。形成接口标识符的细节规定在响应的IPv6over〈link〉技术规范中。强烈建议在任何自动算法中要实现冲突检测算法。（参见RFC2373）

附录B文本表示的ABNF描述

本附录定义了ABNF[ABNP]中的IPv9地址及前缀的文本表示，仅供参考用。
IPv9address=Decpart[＂:＂IPv4address]
IPv4address=1*3DIGIT＂.＂1*3DIGIT＂.＂1*3DIGIT＂.＂1*3DIGIT
IPv9prefix=decpart＂/＂1*2DIGIT
decpart=decseq|decseq＂::＂[decseq]|＂::＂[hexseq]
decseq=dec4*(＂:＂dec4)
dec4=1*4DECDIG

附录C对RFC1884的修改

为了兼容IPV4与IPV6，对RFC1884（IPv6寻址体系结构）作了如下的修改：

• 增加了一个描述文本表示的ABNF的附录。
• 澄清了链路唯一标识符在自举或其他接口重新配置后不会改变。
• 阐述了评议后的地址模型。
• 改变了集聚格式术语，以便和集聚草案一致。
• 增加了在同一节点上，接口标识符可用于多个接口的文字说明。
• 增加了定义新组播地址的规则。
• 增加了创新基于EUI-64接口标识符的描述过程。
• 增加了定义IPv9前缀的标记方法。
• 用一个长的前缀改变请求节点组播的定义。
• 增加了站点范围所有路由器组播地址。
• 规定可集聚全球单播地址用0100格式前缀。
• 将010（基于供应商的单播）和100（保留为地理上的）格式前缀改成指定的格式地理区域单播地址前缀。
• 增加了对单播地址的接口标识符的定义部分；对单播地址增加了接口标识符定义的选择。要求在格式前缀范围内使用EUI-64以及在EUI-64中置全球/本地范围位的规则。
• 更新了NSAP文本部分以反映RFC1888的工作。
• 删去了“单播地址例子”部分，变成OBE。
• 增加了新参考文献并更新了参考文献。
• 对少量文字说明进行了澄清和改进。
• 为了兼容IPV4与IPV6,保留并描述了RFC1884,RFC2373文挡中关于IPV6的定义。

附录D对RFC16060RFC1607的述说

本文挡是对RFC16060RFC1607对21世纪网络展望的具体实施方案,42层路由地址空间是遵照RFC1606中的文挡描述的:

路由
IPv9的深达42层的路由层次是他得到广泛应用的关键特性。
但为了保护以以前的投资，所以留出了兼容IPV4和IPV6地址，其中1-41层是为了兼
容IPV4和IPV6而设计的,而第42层是遵照RFC1606中的文挡描述的:

分配:IPv9协议的大量的号码空间也使得分配地址可以用一种直接的方式而设计的。

目的主要用于全IP的移动手机、IPTV、IP电话、物联网等需要用阿拉伯数字表示及需采用字符不必再解析的网络应用，因此设计了字符路由器。
RFC1606在分析当时IPV9失败原因时,主要是地址长度不够，所以SRFC0IPV9地址长度V1、V2版本是按RFC1607的文挡设想在21世纪网络地址长度是1024比特设计的,但根据实际需求将地址空间长度设计成了2048比特，从而解决了地址空间容量问题。
为了达到RFC1606、RFC1607的技术场景设想,重新定义了路由层次、地址长度、地址工作模式、地址空间资源、地址文本表示方法、压缩定义、间隔符的定义。

十进制网络工作小组联系地址：上海市武夷路461弄1号楼403
联系人：谢建平
电0话：0086-21-52388911
FAX：0086-21-62906873
电子邮件：[email protected]
1999年6月2日
最近修改日为：2008年6月28日

这次修改日为：2010年7月22日主要修改人为谢建平

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

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