通常,通信网络地址可分为两大类:第一类是由网络层相关协议规定的网络地址,如X.25协议使用的X.121地址、IP地址和ISDN使用的E.164地址;第二类是由ISO的相关工作组为网络服务访问点N-SAP制定的地址规划,如ATM技术地址结构。早期的网络协议对网络应用的发展估计不足,后来都不得不对地址字段进行扩展,X.121和IP地址就属于这种情况,为此ISO为了兼顾多种协议的地址,提出了通用的地址编码结构。下面分别对通信网络几种典型的地址技术做一简单介绍。
1、X.121地址
X.121地址技术是ITU-T(原CCITT)为各种电信网络(公用电话网、电报网和数据网)规定的地址结构标准,其目前的文本为ITU-T X.121(10/2002)《公共数据网络国际编号计划》。该建议定义了公共数据网络编号计划的设计、特点和应用。为便利公共数据网络的运作,并为其在全球范围内的互通提供便利,特制订了公共数据网络的国际编号计划。编号计划通过数据国家代码和数据网络识别码,允许在该国确定一个国家和一个特定的公共数据网络。此外,编号计划还允许通过全球数据网络识别代码识别全球公共数据网络。
ITU-T X.121早期版本(1988年以前的)的编号计划的地址编码结构,总长度为15比特的二--十进制数,其编码规则如下图1所示。图1中的地址以“半字节”为基础,内部代码为二--十进制。其中,类型用于标志电话网、电报网和数据网,以8和9开头的代码用于电话与电传网,其他用于数据传输网。DNIC是地区或国家的代码,例如,美国使用的DNIC为十进制数310~329(按二--十进制编码),加拿大使用302~307,中国使用460~467等等。1988年以前的X.25协议版本就使用图1中的15个“半字节”的地址格式,1988年以后的版本扩展为17个“半字节”。增加的两个“半字节”分别用于表示地址类型TOA(Type of Address)和编码计划标志符NPI(Numbering Plan Identifier)。例如:TOA=0000(二进制)表示专用网络地址,TOA=0001表示国际地址编码标准,TOA=0010为国家地址编码标准;NPI=0011表示为X.121地址,等等。
图1:X.121地址编码结构
附件1:ITU-T建议X.121(2000年)
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2、IP地址
早期的IP地址是由IETF标准 RFC 791规定的IP协议,称为IPv4,其地址为4字节(32比特)的二进制编码,地址总数为232,即4294967296个。该IP地址划分为如图2所示的5类地址(从上到下依此为A、B、C、D、E类地址)。
图2:IPv4的5类地址格式
尽管图2所示的地址结构从理论上讲,可构成4294967296个网络地址,但除去组播地址和保留未用的地址之外,实际上只有八分之七的地址可用。导致的结果是:一方面,早期获得A、B、C类地址的国家或集团,其地址较充足,但可能利用不充分;另一方面,后来接入Internet的国家或集团获得地址又严重不足。因此,总体上讲IPv4的IP地址已经严重匾乏,加上Internet用户数在世界范围内按指数规律增长,因而要求扩展IP地址的呼声越来越高,于是新版本的IPv6(见RFC 2460,注意:RFC 2460在2017年7月已被RFC 8200所代替)将IP地址由原来的32比特,扩展为128比特。扩展为128比特的IPv6,是IP地址得到了极大的扩充,有一种玩笑的说法,用IPv6的地址编码可给全世界每一个砂子编码都有余。
3、ISO的网络地址
从前面的讨论,我们至少已经看到两类不同编码方式的地址结构。理想的情况是:如果世界上所有的网络经营者一起协商,共同规定一个统一的地址格式和统一的地址编码,从而可实现全球范围内网络地址的惟一性。因此,ISO试图为传送层提供一种能适应各类网络地址结构和编码规则,即通用网络服务访问点地址NSAP(Network Service Access Point Address)。
由ISO/IEC 8348:2002《Information technology -Open Systems Interconnection-Network service definition》知,NSAP地址的格式由两大部分组成(如图3所示),即由初始域部分IDP(Initial Domain Part)和域内专用部分DSP(Domain Specific Part)组成;IDP又由主管机构与格式标志符AFI(Authority and Format Identifier)和初始域标志符IDI(Initial Domain Identifier)两个字段组成。整个NSAP地址长度可变,最大长度为40个二--十进制数(每个占用半字节),或者说20个字节长。目前己有的标准地址中,以IPv6的地址为最长(16字节),由此可见ISO在设计NSAP地址时,在长度上留有充分的余地。
图3:ISO的网络地址格式
IDP用于标志第3个字段DSP中地址的类型。其中AFI恒为1字节长,编码为两个二--十进制数。IDI字段为可变长度,通常为2字节,但在采用E.164的ATM公用数据网的地址结构中,IDI为8字节。IDI界定了DSP中地址的寻址域,对IDI格式的解释与AFI代码有关。AFI的代码段分配如表3-1所示。
表3-1:AFI的代码段分配
ISO和ITU分配的AFI代码如表3-2所示。应当注意,原表格的设计者为了简化表格的行数和列数,看起来却有些费解。如果能够结合图3中地址格式,一道来看就较容易理解了。OSI NSAP地址的第一个字段是AFI,它决定后续字段的含义,因此,看该表时先从AFI开始。例如:表的第3行3列交点处表项为36、52,以该表项单元格向左看,可知相应的IDI格式由X.121规定;以该表项单元格向上看,可知相应的DSP表达形式为二--十进制。DSP可采用多种编码,其最大长度规定详见下表3-3,为相应列的表头规定的符号个数。
表3-2:ISO和ITU分配的AFI代码
表3-3:ISO和ITU相关标准中DSP长度的规定
4、ATM的地址结构
尽管NSAP地址有一定的局限性,但它在实践中已经得到实际应用。例如ATM网络的地址就借用了图3所示的NSAP基本结构。根据ATM论坛的规范,其定义的ATM终端系统地址(AESA,ATM End System Addresses)就是依据NSAP基本结构。但在不同的应用环境,地址编码规定有所不同。图4为三种常见的AESA结构示意图。
图4:三种ATM地址结构
在图4中,当ATM使用国家数据代码DCC(Data Country Code)地址结构时,AFI=39(二进制8比特组,以下同);使用国家代码ICD(International Code Designer)时,AFI=47;使用E.164结构时,AFI=45。DSP部分的地址结构与编码由IDP部分标志的主管机构决定。IDC与E.164地址结构中的HO-DSP(High Order)为子网地址;ESI(End System Identifier)字段为端系统标志符;而SEL(Selector)为上层标志符,例如可能包括上层SAP地址,但在ATM网中未使用。
在ITU-T建议E.191中给出了AESA的更多种形式,欲详细了解的请进入。
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