IPv6單播、組播、泛播地址詳解(二)

1.接口標識符

  在IPv6尋址體系結構中,任何IPv6單播地址都需要一個接口標識符。接口標識符非常像48位的介質訪問控制(MAC)地址,MAC地址由硬件編碼在網絡接口卡中,由廠商燒入網卡中,而且地址具有全球唯一性,不會有兩個網卡具有相同的MAC地址。這些地址能用來唯一標識網絡鏈路層上的接口。

  IPv6主機地址的接口標識符基於IEEEEUI-64格式。該格式基於已存在的MAC地址來創建64位接口標識符,這樣的標識符在本地和全球範圍是唯一的。RFC 2373包括的附錄解釋瞭如何創建接口標識符。有關IEEE EUI-64標準更多的信息,請訪問IEEE標準網點:http://stand-ards.ieee.org/db/oui/tutorials/EUI64.html。

  這些64位接口標識符能在全球範圍內逐個編址,並唯一地標識每個網絡接口。這意味着理論上可多達264個不同的物理接口,大約有1.8×1019個不同的地址,而且這也只用了IPv6地址空間的一半。這至少在可預見的未來是足夠的。

  2.可集聚全球單播地址

  本章已經提到了基於供應商的集聚,它的概念還會在第8章中再次提到。可集聚全球單播地址是另一種類型的集聚,它是獨立於ISP的。基於供應商的可集聚地址必須隨着供應商的改變而改變,而基於交換局的地址則由IPv6交換實體直接定位。由交換局提供地址塊,而用戶和供應商爲網絡接入簽訂合同。這樣的網絡接入或者是直接由供應商提供,或者通過交換局間接提供,但選路通過交換局。這就使得用戶改換供應商時,無需重新編址。同時也允許用戶使用多個ISP來處理單塊網絡地址。

  可集聚全球單播地址包括地址格式的起始3位爲001的所有地址(此格式可在將來用於當前尚未分配的其他單播前綴)。地址格式化爲圖6- 3所示的字段。

  

  圖中包括下列字段:

  FP字段:IPv6地址中的格式前綴,3位長,用來標識該地址在IPv6地址空間中屬於哪類地址。目前該字段爲“0 0 1”,標識這是可集聚全球單播地址。

  TLAID字段:頂級集聚標識符,包含最高級地址選路信息。這指的是網絡互連中最大的選路信息。目前,該字段爲13位,可得到最大819 2個不同的頂級路由。

  RES字段:該字段爲8位,保留爲將來用。最終可能會用於擴展頂級或下一級集聚標識符字段。

  NLAID字段:下一級集聚標識符,24位長。該標識符被一些機構用於控制頂級集聚以安排地址空間。換句話說,這些機構(可能包括大型ISP和其他提供公網接入的機構)能按照他們自己的尋址分級結構來將此2 4位字段切開用。這樣,一個實體可以用2位分割成4個實體內部的頂級路由,其餘的2 2位地址空間分配給其他實體(如規模較小的本地ISP )。這些實體如果得到足夠的地址空間,可將分配給它們的空間用同樣的方法再子分。

  SLAID字段:站點級集聚標識符,被一些機構用來安排內部的網絡結構。每個機構可以用與IPv4同樣的方法來創建自己內部的分級網絡結構。若16位字段全部用作平面地址空間,則最多可有65535個不同子網。如果用前8位作該組織內較高級的選路,那麼允許2 5 5個高級子網,每個高級子網可有多達2 5 5個子子網。

  接口標識符字段:64位長,包含IEEEEUI-64接口標識符的64位值。

  現在很清楚,IPv6單播地址能包括大量的組合,甚至超過了將來RFC可能會指定的顯式字段。不論是站點級集聚標識符,還是下一級集聚標識符都提供了大量空間,以便某些網絡接入供應商和機構通過分級結構再子分這兩個字段來增加附加的拓撲結構。

  3.特殊地址和保留地址

  在第一個1/256IPv6地址空間中,所有地址的第一個8位:00000000被保留。大部分空的地址空間用作特殊地址,這些特殊地址包括:

  未指定地址:這是一個“全0”地址,當沒有有效地址時,可採用該地址。例如當一個主機從網絡第一次啓動時,它尚未得到一個IPv6地址,就可以用這個地址,即當發出配置信息請求時,在IPv6包的源地址中填入該地址。該地址可表示爲0:0: 0 : 0 : 0 : 0 : 0 : 0,如前所述,也可寫成: :。

  回返地址:在IPv4中,回返地址定義爲127. 0 . 0 . 1。任何發送回返地址的包必須通過協議棧到網絡接口,但不發送到網絡鏈路上。網絡接口本身必須接受這些包,就好像是從外面節點收到的一樣,並傳回給協議棧。回返功能用來測試軟件和配置。IPv6回返地址除了最低位外,全爲0,即回返地址可表示爲0 : 0 : 0 : 0 : 0 : 0 : 0 : 1或: : 1。

  嵌有IPv4地址的IPv6地址:有兩類地址,一類允許IPv6節點訪問不支持IPv6的IPv4節點,另一類允許IPv6路由器用隧道方式,在IPv4網絡上傳送IPv6包。這兩類地址將在下面進行討論。

  4.嵌有IPv4地址的IPv6地址

  不管人們是否願意,逐漸向IPv6過渡已成定局。這意味着IPv4和IPv6節點必須找到共存的方法。當然兩個不同IP版本最明顯的一個差別是地址。最早由RFC1884定義,然後被帶入RFC2373中,IPv6提供兩類嵌有IPv4地址的特殊地址。這兩類地址高階80位均爲0,低價3 2位包含IPv4地址。當中間的1 6位被置爲F F F F時,則指示該地址爲IPv4映象的IPv6地址。圖6 - 4顯示了這兩類地址結構。

  IPv4兼容地址被節點用於通過IPv4路由器以隧道方式傳送IPv6包。這些節點既理解IPv4又理解IPv6。IPv4映象地址則被IPv6節點用於訪問只支持IPv4的節點。這兩類地址還將在第12章中討論。

  5.鏈路本地和站點本地地址

  對於不願意申請全球唯一性的IPv4網絡地址的一些機構,通過採用網絡10型地址對IPv4網絡地址進行翻譯,可以爲這些機構提供一個選項。位於機構之外,但由機構使用的路由器不應該轉發這些地址,但是不能阻止轉發這些地址,也不能區分這些地址和其他有效的IPv4地址。可以相對容易地配置路由器,使其能轉發這些地址。

  

  爲實現這一功能,IPv6從全球唯一的Int e r n e t空間中分出兩個不同的地址段。圖6 - 5,源自RFC 2373,顯示了鏈路本地和站點本地地址的結構。

  

  鏈路本地地址用於單網絡鏈路上給主機編號。前綴的前10位標識的地址即鏈路本地地址。路由器在它們的源端和目的端對具有鏈路本地地址的包不予處理,因爲永遠也不會轉發這些包。該地址的中間54位置成0。而64位接口標識符同樣用如前所述的I E E E結構,地址空間的這部分允許個別網絡連接多達( 264- 1 )個主機。

  如果說鏈路本地地址只用於單個網絡鏈路的話,那麼站點本地地址則可用於站點。這意味着站點本地地址能用在內聯網中傳送數據,但不允許從站點直接選路到全球Inte r n e t。站點內的路由器只能在站點內轉發包,而不能把包轉發到站點外去。站點本地地址的1 0位前綴與鏈路本地地址的1 0位前綴略有區別,然後後面緊跟一連串“ 0”。站點本地地址的子網標識符爲1 6位,而接口標識符同樣是6 4位基於I E E E地址。

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