IPv8[中文翻译]

5 months ago
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互联网协议第8版（IPv8）

互联网草案

  • 工作组： 网络工作组
  • 文档： draft-thain-ipv8-00
  • 发布日期： 2026年4月14日
  • 过期日期： 2026年10月16日
  • 作者： J. Thain, One Limited
  • 预期状态： 标准跟踪

摘要

IPv8 是一套托管网络协议套件，重新设计了各种规模网络的运营方式。其核心创新包括：对每个可管理元素进行 OAuth2 JWT 令牌授权、通过 DHCP8 租约统一交付服务，以及对互联网出站数据包强制执行 DNS8/WHOIS8 验证。

当路由前缀字段为零时，IPv4 功能直接映射到 IPv8，实现完全向后兼容，无需对设备或应用程序进行任何修改。不存在迁移截止日期或双栈要求。

寻址结构为每个 ASN 分配 4,294,967,296 个主机地址，从根本上解决了地址枯竭问题。全局路由表在结构上被限制为每个 ASN 持有者大约一个条目。

该规范包含十份配套文档，涵盖路由协议、区域服务器架构、WHOIS8 协议、NetLog8 遥测、支持协议、MIB 定义、WiFi8 和更新机制。

本备忘录的状态

本互联网草案遵循 BCP 78 和 BCP 79 的规定。互联网草案作为工作文档，有效期最长为六个月。本草案于2026年10月16日过期。

版权声明

版权所有 2026 IETF 信托和文档作者。受 BCP 78 和 IETF 信托法律条款约束。代码组件需遵循修订版 BSD 许可证文本。

1. 引言

1.1 需求用语

关键词 "必须"（MUST）、"不得"（MUST NOT）、"要求"（REQUIRED）、"应"（SHALL）、"不应"（SHALL NOT）、"应该"（SHOULD）、"不应该"（SHOULD NOT）、"推荐"（RECOMMENDED）、"不推荐"（NOT RECOMMENDED）、"可以"（MAY）和"可选"（OPTIONAL）遵循 BCP 14 RFC 2119 和 RFC 8174 的解释。

1.2 网络管理问题

当代网络管理呈现严重的碎片化。DHCP、DNS、NTP、日志、监控和认证作为独立产品运行，拥有各自独立的许可、配置和维护。一台设备加入网络时，可能需要手动设置十多个独立服务才能达到运行状态。各服务之间的安全实施不一致。

IPv6 解决了容量限制问题，但忽视了管理集成。尽管经过25年的部署努力，IPv6 仍然只占全球互联网流量的少数。双栈运营模式加上缺乏管理改进，在商业上变得难以承受。

IPv8 同时解决了碎片化和容量两个问题。

1.3 IPv8 管理理念

区域服务器（Zone Server）代表了核心运营概念——一对主动/主动配对平台，执行所有网段服务：地址分配（DHCP8）、名称解析（DNS8）、时间同步（NTP8）、遥测采集（NetLog8）、认证缓存（OAuth8）、路由验证（WHOIS8 解析器）、访问控制执行（ACL8），以及 IPv4/IPv8 转换（XLATE8）。

加入网络的设备发送一条 DHCP8 Discover 消息，即可收到包含所有所需服务端点的单一响应。无需额外的手动配置。设备在用户交互之前即可达到完全运行状态——已认证、已记录日志、已时间同步、已执行区域策略。

每个可管理元素都通过 OAuth2 JWT 令牌获得授权。区域服务器上的 OAuth8 缓存在本地验证令牌，无需与外部身份提供商进行往返通信。位于偏远地区、云提供商暂时不可达的设备可以正常继续认证，缓存持有所有公钥并在亚毫秒延迟内验证签名。

L1-L4 协议栈组件的固件和软件更新遵循 Update8 协议规范，定义了标准供应商源格式、区域服务器验证代理、可选本地缓存、基于设备关键性的调度，以及在 NIC 硬件中强制执行的回滚防止。

127.0.0.0/8 范围永久保留为内部区域前缀空间。组织为网络区域和地区分配内部区域前缀。这些地址永远不会对外路由，消除了跨区域地址冲突。组织可以使用熟悉的路由协议构建任意地理和组织规模的网络，无需外部地址协调。

1.4 东西向与南北向安全

IPv8 解决两种不同的流量安全分类：

东西向安全（网络内设备间流量）依赖 ACL8 区域隔离执行。设备仅与指定的服务网关通信，网关仅连接到指定的云服务。通过缺少允许的路由，从架构上防止了设备或区域的横向移动。纵深防御采用三层独立执行层：NIC 固件 ACL8、区域服务器网关 ACL8，以及交换端口 OAuth2 硬件 VLAN 执行。

南北向安全（内部设备到互联网的流量）在区域服务器出口处通过两个强制验证步骤运行。出站连接需要对应的 DNS8 查找——缺少 DNS 查找会阻止 XLATE8 状态表条目的创建并导致数据包被阻止。目标 ASN 针对 WHOIS8 注册表的验证确保当目标前缀未被合法注册的 ASN 持有者注册为活跃路由时丢弃数据包。这些机制共同消除了依赖硬编码 IP 地址而无需 DNS 解析的主要恶意软件命令与控制通道。

在全局路由层面，BGP8 路由通告在安装到路由表之前需经过 WHOIS8 验证。无法验证的路由不会被安装。手动维护虚假路由过滤列表变得不再必要。前缀劫持需要同时入侵 RIR 注册表条目并生成有效签名的 WHOIS8 记录。

1.5 地址枯竭

IANA 于2011年2月完成了 IPv4 单播地址空间的分配。各区域互联网注册机构（RIR）在2011年至2020年间耗尽了分配。CGNAT 延长了 IPv4 的运营寿命，但引入了延迟、破坏了点对点协议并使故障排查变得复杂。地址枯竭问题在32位 IPv4 地址空间的限制内是架构性的、无法解决的。

IPv8 将枯竭问题作为架构性后果而非主要设计目标来解决。64位地址空间提供 2^64 个唯一地址。每个 ASN 持有者获得 2^32 个主机地址——4,294,967,296 个地址——足以满足任何组织规模，无需枯竭、CGNAT 或重新编号。

IPv4 作为 IPv8 的真子集运行。r.r.r.r = 0.0.0.0 的 IPv8 地址构成一个按标准 IPv4 规则处理的 IPv4 地址。现有设备、应用和网络参与 IPv8 网络无需任何修改。该套件保持100%向后兼容，无需停机日或强制迁移。

全局 BGP8 路由表在结构上被限制为每个 ASN 一个条目。/16 最小可注入前缀规则防止了解聚合。大多数运营商为每个区域 ASN 发布单个 /8 汇总路由。BGP4 路由表超过了900,000个前缀且没有架构性边界。BGP8 路由表被 ASN 分配速率所限制——目前约175,000个条目。

1.6 路由协议改进

IPv8 通过统一的路径质量度量——成本因子（CF）——扩展了 OSPF8、BGP8（包括 iBGP8 和 eBGP8）和 IS-IS8。

CF 是一个32位累积度量，由七个 TCP 会话遥测组件推导而来：往返时间、丢包率、拥塞窗口状态、会话稳定性、链路容量、经济策略和作为物理下限的地理距离。CF 在从源到目的地的每个 BGP8 跳上累积。每个路由器独立选择累积 CF 最低的路径，无需协调。

CF 结合了 EIGRP 的动态复合路径质量、OSPF 的累积成本模型，以及跨多条路径的比例负载均衡——在一个跨 AS 边界端到端运行的单一开放版本化算法中。OSPF 和 EIGRP 在 AS 边界终止；CF 不会。

地理 CF 组件建立了物理下限——没有路径可以表现得比大圆距离上的光速所允许的更优。测量速度超过物理允许的路径会立即收到 CF 异常标记。

CF 作为开放版本化算法运行。CFv1 代表强制的基线功能。未来版本可以通过 IETF 流程纳入碳成本、抖动、时段和应用层延迟信号。

1.7 向后兼容与过渡

IPv4 是 IPv8 的真子集：

  • r.r.r.r = 0.0.0.0 的 IPv8 地址 = IPv4 地址
  • 按标准 IPv4 规则处理
  • 无需修改 IPv4 设备
  • 无需修改 IPv4 应用
  • 无需修改 IPv4 内部网络

IPv8 避免了双栈运行要求。不存在停机日。8to4 隧道使得被 IPv4-only 中转网络分隔的 IPv8 孤岛能够立即通信。CF 通过 8to4 路径上更高的延迟测量自然激励 IPv4 中转 ASN 进行升级——无需强制的自动经济信号。

过渡阶段保持独立。一级 ISP、云提供商、企业和消费者 ISP 可以按任意顺序和节奏采用 IPv8。8to4 确保全程互操作。

2. 动机与问题陈述

2.1 管理碎片化

IPv4 网络管理缺乏连贯的集成模型。运行网络的协议——DHCP、DNS、NTP、syslog、SNMP、认证——在四十年间独立制定规范，没有共同的身份模型、认证机制或遥测格式。

运营后果要求对每个协议独立具备专业知识。安全一致性参差不齐——某些服务需要认证，而其他服务接受来自任何来源的未认证请求。故障排查需要关联具有不同时间戳格式、严重性模型和身份表示的跨系统日志。管理扩展伴随的是运营负担而非网络规模。

IPv8 通过定义连贯的管理套件来解决这一问题，其中每项服务共享共同的身份模型（OAuth2 JWT）、交付机制（DHCP8）、遥测格式（NetLog8）和认证缓存（OAuth8）。

2.2 地址枯竭

IANA 于2011年2月完成了 IPv4 单播地址空间的分配。各 RIR 在2011年至2020年间耗尽了分配。CGNAT 延长了 IPv4 的寿命，代价包括延迟、点对点协议破坏和故障排查复杂性。

IPv6 的开发旨在解决枯竭问题。尽管经过25年的标准化和部署努力，IPv6 在全球互联网流量中仍占少数份额。双栈过渡要求——迫使每个设备、应用和网络同时支持两种协议——在商业上不可接受。缺乏强制机制导致 CGNAT 无限期延续。

IPv8 无需双栈操作即可解决枯竭问题。IPv4 是 IPv8 的真子集。过渡不需要停机日，也不会造成运营中断。

2.3 路由表增长

BGP4 全局路由表在2024年超过了900,000个前缀，并且没有架构性边界地增长。前缀解聚合——通告更具体的前缀以影响流量工程——是主要增长驱动因素。没有协议机制可以阻止它。

BGP4 在 ASN 通告与通告授权之间没有绑定关系。前缀劫持、路由泄漏和虚假路由注入因缺少边界路由器作为路由接受条件强制执行的路由所有权注册表而成为可能。

IPv8 同时解决了这两个问题。/16 最小可注入前缀规则防止了 AS 间的解聚合。WHOIS8 强制路由验证在 BGP8 通告与注册路由所有权之间建立了绑定关系。全局 BGP8 路由表在结构上被限制为每个 ASN 一个条目。

2.4 可行继任者的要求

  • R1. 集成管理——跨网络服务的共同身份、认证、遥测和服务交付
  • R2. 单栈操作——无双栈要求
  • R3. 完全向后兼容——现有 IPv4 应用无需更改；IPv4 是 IPv8 的真子集
  • R4. 完全向后兼容——RFC 1918 内部网络无需更改
  • R5. 完全向后兼容——CGNAT 部署无需更改
  • R6. 大幅扩展的地址空间
  • R7. 可通过软件更新实现，无需硬件更换
  • R8. 人类可读的寻址方式，与 IPv4 运营人员的熟悉度一致
  • R9. 东西向和南北向流量安全由协议强制执行，而非手动配置
  • R10. 结构性受限的全局路由表

IPv8 满足全部十项要求。

3. IPv8 地址格式

3.1 结构

IPv8 地址由64位组成：

r.r.r.r.n.n.n.n
  • r.r.r.r – 32位 ASN 路由前缀
  • n.n.n.n – 32位主机地址（与 IPv4 语义相同）

3.2 地址空间

2^64 = 18,446,744,073,709,551,616 个唯一地址
2^32 个 ASN 前缀 × 每个 ASN 2^32 个主机地址

3.3 IPv4 在 IPv8 中的表示

0.0.0.0.n.n.n.n

r.r.r.r = 0.0.0.0 的数据包必须（MUST）使用标准 IPv4 规则路由到 n.n.n.n 字段。IPv4 是 IPv8 的真子集。设备、应用或网络无需修改。

3.4 r.r.r.r 中的 ASN 编码

32位 ASN 以网络字节序直接编码到 r.r.r.r 中，作为32位无符号整数：

ASN 64496 (Example-A)   = 0.0.251.240
ASN 64497 (Example-B)   = 0.0.251.241
ASN 64498 (Example-C)   = 0.0.251.242

3.5 内部区域前缀（127.0.0.0/8）

r.r.r.r 字段的 127.0.0.0/8 范围永久保留用于内部 IPv8 区域前缀，标识组织私有寻址空间内的网络区域。

127.x.x.x.n.n.n.n

其中 x.x.x 标识内部区域。示例：

127.1.0.0.n.n.n.n   内部区域 1（例如美洲）
127.2.0.0.n.n.n.n   内部区域 2（例如欧洲）
127.3.0.0.n.n.n.n   内部区域 3（例如亚太）

内部区域前缀规则：

  • 不得（MUST NOT）路由到组织 AS 边界之外
  • 不得（MUST NOT）出现在 WAN 接口或公共互联网链路上
  • 不得（MUST NOT）出现在 eBGP8 通告中
  • 可以（MAY）在组织内部路由基础设施中通过 OSPF8、IS-IS8 和 IBGP8 自由使用
  • 在所有区域前缀上提供 2^56 个有效内部地址；区域间不可能发生内部地址冲突
  • 使组织能够构建地理分布的、区域路由的任意规模私有网络，无需外部地址协调

编码到 r.r.r.r 字段 127.0.0.0/8 范围的 ASN 号码（ASN 2130706432 至 ASN 2147483647）保留用于内部区域使用，不得（MUST NOT）由 IANA 分配用于公共互联网路由。

3.6 公司间互操作前缀（127.127.0.0）

127.127.0.0 前缀保留为标准公司间互操作 DMZ。当两个组织需要在不暴露内部区域寻址的情况下互连时，双方部署面向共享 127.127.0.0 地址空间的 XLATE8 引擎。

3.7 双 XLATE8 互操作模型

公司 A                           公司 B
------                           ------
127.1.0.0.x   XLATE8-A  127.127.0.0  XLATE8-B  127.2.0.0.x

特性：

  • 公司 A 永远无法看到公司 B 的 127.2.0.0 地址
  • 公司 B 永远无法看到公司 A 的 127.1.0.0 地址
  • 每家公司精确控制其暴露的内容
  • 不可能发生地址重叠；不会出现 NAT 复杂性
  • 每个暴露的服务只需几分钟即可设置

3.8 私有互操作 ASN（ASN 65534）

ASN 65534 保留用于私有公司间 BGP8 对等，与 RFC 6996 一致：

0.0.255.254.x.x.x.x

ASN 65533（0.0.255.253.x.x.x.x）保留用于文档和测试目的。

3.9 RINE 对等前缀（100.0.0.0/8）

r.r.r.r 字段的 100.0.0.0/8 范围永久保留用于区域网间交换（RINE）对等结构。RINE 地址专门用于 IXP 和私有互连设施中的 AS 到 AS 对等链路寻址。

RINE 地址：

  • 不得（MUST NOT）出现在全局 BGP8 路由表通告中
  • 不得（MUST NOT）分配给终端设备
  • 必须（MUST）在所有 eBGP8 边界路由器上过滤

3.10 内部链路约定（222.0.0.0/8）

n.n.n.n 范围 222.0.0.0/8 构成众所周知的 IPv8 内部链路地址约定。每个 AS 可以（MAY）使用 <本AS的ASN>.222.x.x.x 作为其 AS 内路由器到路由器的内部链路寻址。

此约定类似于 IPv4 的 RFC 1918——普遍认可、普遍过滤、从不对外路由、从不作为端点。

3.11 地址使用模型

地址空间 用途 可路由性
127.x.x.x.n.n.n.n 内部设备（所有区域） 永不
127.127.0.0.n.n.n.n 公司间互操作 DMZ 私有
100.x.x.x.n.n.n.n 仅 RINE 对等链路 永不
.222.x.x.x 内部路由器链路 永不
0.0.255.254.n.n.n.n 私有 BGP8 对等 私有
<本ASN>.n.n.n.n 仅显式公共服务 全局
0.0.0.0.n.n.n.n IPv4 兼容（r.r.r.r = 0） 仅 IPv4

大多数网络上的大多数设备使用 127.x.x.x 内部寻址。公共 ASN 地址仅适用于显式面向公共的服务。

4. 地址类别

r.r.r.r 值 类别 描述
0.0.0.0 IPv4 兼容 使用 IPv4 规则在 n.n.n.n 上路由
0.0.0.1 至 99.255.255.255 ASN 单播 路由到 ASN，递交到 n.n.n.n；通过 eBGP8 进行公共互联网路由
100.0.0.0 至 100.255.255.255 RINE 对等 AS 到 AS 对等链路寻址；不得全局路由
101.0.0.0 至 126.255.255.255 ASN 单播 路由到 ASN，递交到 n.n.n.n；通过 eBGP8 进行公共互联网路由
127.0.0.0 至 127.255.255.255 内部区域前缀 内部区域标识符；不得对外路由
128.0.0.0 至 ff.fe.ff.ff ASN 单播 路由到 ASN，递交到 n.n.n.n；通过 eBGP8 进行公共互联网路由
ff.ff.00.00 跨 ASN 组播 通用跨 ASN 组播
ff.ff.00.01 OSPF8 保留 OSPF8 协议组播流量
ff.ff.00.02 BGP8 保留 BGP8 对等发现组播
ff.ff.00.03 EIGRP 保留 保留；已弃用；供应商可扩展
ff.ff.00.04 RIP 保留 保留；已弃用
ff.ff.00.05 IS-IS8 保留 IS-IS8；供应商可扩展
ff.ff.00.06 至 ff.ff.ef.ff 跨 ASN 组播 可供未来 IANA 分配
ff.ff.f0.00 至 ff.ff.fe.ff 保留 未来使用
ff.ff.ff.ff 广播 映射到 L2 广播；不得路由

n.n.n.n 范围 222.0.0.0/8 按第3.10节的约定保留用于内部链路寻址。

4.1 任播

任播在 IPv8 中不构成单独的地址类别。任播是通过 eBGP8 实现的路由属性。路由协议规范中定义的成本因子（CF）度量自动将每个数据包路由到按测量成本最近的 BGP8 实例。

5. IPv8 数据包头

5.1 头格式

IPv8 在版本字段中使用 IP 版本号8。头部通过将32位源/目的地址字段替换为64位等效字段来扩展 IPv4。

 0                   1                   2                   3
 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 1
+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+
|版本  |  IHL  |服务类型        |          总长度               |
+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+
|         标识                  |标志|      片偏移               |
+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+
|  生存时间     |    协议       |         头校验和              |
+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+
|                    源 ASN 前缀 (r.r.r.r)                      |
+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+
|                    源主机地址 (n.n.n.n)                        |
+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+
|                 目的 ASN 前缀 (r.r.r.r)                       |
+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+
|                 目的主机地址 (n.n.n.n)                         |
+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+

IPv8 头部比 IPv4 头部扩展了八个字节。

5.2 套接字 API 兼容性

现有 IPv4 应用使用标准 BSD 套接字 API 的 AF_INET 和 sockaddr_in。IPv8 兼容层透明拦截套接字调用——应用无需任何 IPv8 感知。新应用可以（MAY）使用 AF_INET8 和 sockaddr_in8：

struct sockaddr_in8 {
    sa_family_t    sin8_family;   /* AF_INET8 */
    in_port_t      sin8_port;     /* 端口号 */
    uint32_t       sin8_asn;      /* r.r.r.r ASN 前缀 */
    struct in_addr sin8_addr;     /* n.n.n.n 主机地址 */
};

6. ASN 点分表示法

格式：<ASN>.<n>.<n>.<n>.<n>

其中 ASN 代表自治系统号，n.n.n.n 构成主机地址。示例 ASN 64496-64511 按 RFC 5398 保留用于文档。

64496.192.0.2.1  = 0.0.251.240.192.0.2.1  (Example-A)
64497.192.0.2.1  = 0.0.251.241.192.0.2.1  (Example-B)

所有 IPv8 兼容实现必须（MUST）在所有出现 IPv8 地址的上下文中接受 ASN 点分表示法。

7. DNS A8 记录类型

  • 类型： A8（IANA 分配待定）
  • 格式： 网络字节序的64位 IPv8 地址
  • RFC 1918 地址不得（MUST NOT）作为 A8 记录出现在公共 DNS 中
  • IPv8 解析器应该（SHOULD）同时请求 A 和 A8 记录
  • 对于 IPv8 主机上的 IPv4 应用，解析器返回 n.n.n.n 部分；协议栈透明地添加 r.r.r.r 前缀
  • 标称 A8 响应由偶/奇配对组成——一个偶数地址和一个奇数地址，默认提供负载均衡和冗余

示例记录：

ns1.example.com.  IN  A8  0.0.59.65.192.0.2.1
ns1.example.com.  IN  A8  0.0.59.65.192.0.2.2

8. 路由协议行为

8.1 强制路由协议

协议 范围 功能 状态
eBGP8 AS 间 公共互联网的强制 EGP 强制
IBGP8 区域间 内部区域路由的强制协议 强制
OSPF8 区域内 区域内路由的强制协议 强制
IS-IS8 AS 内 在所有 L3 协议栈中可用 必须可用
静态 所有范围 遗留和 VRF 路由的强制协议 强制
BGP4 过渡 IPv4 AS 兼容性 过渡

8.2 已弃用的路由协议

协议 IPv8 中的状态 备注
RIP/RIPv2 已弃用 被 OSPF8 取代
EIGRP 已弃用 供应商可扩展

8.3 eBGP8 - 强制外部网关协议

eBGP8 是强制的外部网关协议。所有 L3 设备必须（MUST）实现 eBGP8。eBGP8 与 BGP4（RFC 4271）保持100%向后兼容。

AS 间边界的最小可注入前缀为 /16。比 /16 更具体的前缀不得（MUST NOT）出现在跨 AS 边界的通告中。

8.4 IBGP8 - 区域间路由

IBGP8 在自治系统内分发经 WHOIS8 验证的外部路由，完全感知 CF 度量。

CF_total = CF_external + CF_intrazone

8.5 OSPF8 - 区域内路由

OSPF8 由 OSPFv2（RFC 2328）扩展 CF 导出接口而来。所有 L3 设备必须（MUST）实现 OSPF8。

8.6 IS-IS8 - 可选内部网关协议

IS-IS8 必须（MUST）在所有 IPv8 L3 路由协议栈中保持可用。运营商可以（MAY）自行决定部署 IS-IS8。IPv8 不对 IGP 选择做出推荐。

8.7 两级路由表

层级 范围 索引 描述
1 全局 r.r.r.r 路由到正确的 AS 边界路由器
2 本地 n.n.n.n 与现有 IPv4 路由表相同

当 r.r.r.r = 0.0.0.0 时，第一层查找被跳过。

8.8 VRF - 虚拟路由和转发

VRF 对所有 IPv8 L3 设备是强制的。管理 VRF（VLAN 4090）和带外 VRF（VLAN 4091）必须（MUST）在所有 IPv8 兼容设备上实现。VRF 隔离是软件错误配置无法绕过的路由表属性。

9. ICMPv8

ICMPv8 扩展了 ICMP（RFC 792）以支持64位 IPv8 地址。ICMPv8 与 ICMPv4 保持向后兼容。两个版本必须（MUST）同时支持。ICMPv8 在回显、目的不可达、超时、重定向和参数问题消息中携带完整的64位 IPv8 地址。路径 MTU 发现针对更大的 IPv8 头部进行了扩展。

10. 组播

10.1 ASN 内组播

0.0.0.0.224.0.0.0/4   所有 ASN 内组播
0.0.0.0.239.0.0.0/8   管理范围的 ASN 内组播

r.r.r.r = 0.0.0.0 且 n.n.n.n 在组播范围内的数据包不得（MUST NOT）转发到本地 AS 边界之外。

10.2 跨 ASN 组播

ff.ff.00.00.n.n.n.n   通用跨 ASN 组播
ff.ff.00.01.n.n.n.n   OSPF8 协议流量
ff.ff.00.02.n.n.n.n   BGP8 对等发现
ff.ff.00.03.n.n.n.n   EIGRP（保留，已弃用）
ff.ff.00.04.n.n.n.n   RIP（保留，已弃用）
ff.ff.00.05.n.n.n.n   IS-IS8（保留，供应商可扩展）

10.3 跨 ASN 组播组分配

ff.ff.00.00.224.0.0.1    所有 IPv8 路由器
ff.ff.00.00.224.0.0.2    所有 IPv8 区域服务器
ff.ff.00.00.224.0.0.5    OSPF8 所有路由器
ff.ff.00.00.224.0.0.6    OSPF8 指定路由器
ff.ff.00.00.224.0.0.10   IBGP8 对等发现
ff.ff.00.00.239.0.0.0/8  管理范围

11. 任播

IPv8 中的任播是通过 eBGP8 和成本因子（CF）度量实现的路由属性。不需要特殊的 r.r.r.r 前缀。CF 通过测量的路径成本将每个数据包路由到最近的实例。

12. 广播

r.r.r.r 值 ff.ff.ff.ff 永久保留用于广播，映射到第二层广播地址。r.r.r.r = ff.ff.ff.ff 的数据包不得（MUST NOT）路由到本地网段之外。

13. 兼容性与过渡

13.1 单栈操作

IPv8 避免了双栈操作要求。IPv4 是 r.r.r.r = 0.0.0.0 的 IPv8 真子集。不存在停机日，也不会发生强制迁移。

13.2 IPv4 网络兼容性

尚未部署 IPv8 的网络继续照常运行。IPv8 边界路由器为仅 IPv4 的目标剥离 r.r.r.r 前缀。

13.3 8to4 - 通过纯 IPv4 网络传输 IPv8

被纯 IPv4 中转 ASN 分隔的 IPv8 ASN 通过 8to4 隧道通信。HTTPS 隧道是首选封装方式——它提供自动加密并穿越大多数防火墙而无需特殊配置。8TO4-ENDPOINT BGP8 属性自动携带 IPv4 隧道端点。

13.4 过渡顺序

阶段 1：一级/二级 ISP 路由器通过软件更新部署 IPv8
阶段 2：云提供商在内部部署 IPv8
阶段 3：企业网络可选择性地采用 ASN 前缀
阶段 4：消费者 ISP 部署 IPv8

8to4 隧道使每个阶段能够与尚未完成的阶段互操作。各阶段之间不存在依赖关系。

14. CGNAT 行为

CGNAT 设备无需修改。IPv8 感知的 CGNAT 不得（MUST NOT）在转换过程中修改 r.r.r.r 字段。只有 n.n.n.n 字段受 NAT 转换影响。没有 ASN 的 CGNAT 运营商必须（MUST）使用 r.r.r.r = 0.0.0.0。

15. 应用兼容性

现有 IPv4 应用无需修改。IPv8 套接字兼容层通过 DNS8 拦截和 XLATE8 透明管理 r.r.r.r。新应用可以（MAY）使用第5.2节中定义的 AF_INET8 和 sockaddr_in8。

16. 云提供商适用性

IPv8 通过基于 ASN 的消歧来解决 VPC 地址重叠、VPC 对等复杂性和多云路由问题。127.x.x.x 内部区域前缀使云提供商能够为客户 VPC 分配唯一的区域前缀而无需地址重新编号。每个客户 VPC 获得唯一的 127.x.x.x 区域前缀——无论每个 VPC 内如何复用 RFC 1918 地址，两个客户网络都不可能重叠。

17. 设备合规层级

17.1 一级 - 终端设备

终端设备必须（MUST）实现：Route8 统一路由表、静态路由、VRF（管理平面）、两个默认网关（偶/奇）、DHCP8 客户端、ARP8、ICMPv8、到区域服务器的 TCP/443 持久连接、NetLog8 客户端、ACL8 客户端执行、管理 VRF（VLAN 4090）、带外 VRF（VLAN 4091）、启动时的免费 ARP8。

终端设备可以（MAY）实现：OSPF8、IS-IS8、eBGP8、IBGP8。

终端设备不需要（DO NOT require）任何路由协议即可到达其默认网关。

17.2 二级 - L2 网络设备

L2 设备必须（MUST）实现：802.1Q 中继、标记流量上的 VLAN 自动创建、管理 VRF（VLAN 4090）、带外 VRF（VLAN 4091）、交换端口 OAuth2 绑定、LLDP、NetLog8 客户端、ARP8（仅管理平面）、ICMPv8（仅管理平面）、PVRST、区域服务器作为 PVRST 根能力、粘性 MAC 绑定、区域服务器 MAC 通知。

17.3 三级 - L3 网络设备

L3 设备必须（MUST）实现：所有一级要求、eBGP8、IBGP8、OSPF8、IS-IS8（可用）、静态路由、VRF（完整）、XLATE8（边缘设备强制）、WHOIS8 解析器、ACL8 网关执行、区域服务器服务（如果是区域服务器角色）、PVRST 根能力、交换端口 OAuth2 绑定支持。

17.4 生成树 - PVRST 强制

PVRST 对所有 IPv8 L2 和 L3 设备是强制的。不推荐 MST。区域服务器默认作为 PVRST 根：

  • 主区域服务器（.254）：偶数 VLAN 的 PVRST 根，优先级 4096
  • 从区域服务器（.253）：奇数 VLAN 的 PVRST 根，优先级 4096

17.5 NIC 速率限制

IPv8 认证的 NIC 固件强制执行软件无法覆盖的速率限制：

广播：            每秒最多 10 个
用户未认证：      每秒 10 个，每分钟最多 30 个
用户已认证：      每秒 100 个，每分钟最多 300 个

DHCP8 区域服务器是速率限制提升的唯一授权方。

18. 安全考量

18.1 ASN 前缀欺骗

IPv8 边界路由器必须（MUST）实现入口过滤，验证接收数据包的源 r.r.r.r 与 BGP8 对等 ASN 匹配。与 BCP 38（RFC 2827）一致。

18.2 内部区域前缀保护

127.x.x.x 内部区域前缀不得（MUST NOT）出现在 WAN 接口上。边界路由器必须（MUST）在外部接口上丢弃源或目的 r.r.r.r 为 127.x.x.x 的数据包。每次违规必须（MUST）出现 NetLog8 SEC-ALERT。

18.3 RINE 前缀保护

100.x.x.x RINE 前缀不得（MUST NOT）出现在 eBGP8 通告或非对等接口上。每次违规必须（MUST）出现 NetLog8 SEC-ALERT。

18.4 内部链路约定保护

边界路由器必须（MUST）过滤接收到的包含 222.0.0.0/8 范围内 n.n.n.n 地址的 BGP8 通告。每次违规必须（MUST）出现 NetLog8 E3 陷阱。

18.5 RFC 1918 地址隐私

n.n.n.n 中的 RFC 1918 私有地址在公共互联网上保持不可路由，与 IPv4 行为一致。

18.6 跨 ASN 组播过滤

路由协议保留前缀 ff.ff.00.01 至 ff.ff.00.05 必须（MUST）在所有边界路由器上过滤。

18.7 /16 最小前缀执行

比 /16 更具体的前缀不得（MUST NOT）出现在外部 BGP8 对等接受中。此类通告必须（MUST）被拒绝并通过 NetLog8 记录为 SEC-ALERT。

19. IANA 考量

19.1 IP 版本号

请求 IANA 在 IP 版本号注册表中将版本号 8 分配给互联网协议第8版。

19.2 内部区域前缀保留

请求 IANA 将 r.r.r.r 范围 127.0.0.0 至 127.255.255.255 保留为 IPv8 内部区域前缀空间。ASN 号码 2130706432 至 2147483647 不得分配用于公共互联网路由。

19.3 RINE 前缀保留

请求 IANA 将 r.r.r.r 范围 100.0.0.0 至 100.255.255.255 保留为 IPv8 RINE 对等结构范围。ASN 号码 1677721600 至 1694498815 不得分配用于公共互联网路由。

19.4 内部链路约定

请求 IANA 将 n.n.n.n 范围 222.0.0.0/8 记录为 IPv8 内部链路地址约定。

19.5 跨 ASN 组播范围

请求 IANA 为 ff.ff.00.00 至 ff.ff.ef.ff 范围内的 IPv8 跨 ASN 组播前缀建立注册表。

19.6 广播保留

请求 IANA 将 r.r.r.r 值 ff.ff.ff.ff 保留为 IPv8 广播地址。

19.7 DNS A8 记录类型

请求 IANA 为第7节中定义的 A8 记录类型分配 DNS 资源记录类型号。

19.8 组播组分配

请求 IANA 按第10.3节的定义分配 ff.ff.00.00.224.0.0.0/24 内的组播组。

19.9 私有 ASN 保留

请求 IANA 将 ASN 65534 保留用于私有公司间 BGP8 对等，将 ASN 65533 保留用于文档和测试目的，与 RFC 6996 一致。

20. 参考文献

  • [RFC1918] Rekhter, Y., "私有互联网的地址分配", BCP 5, RFC 1918, 1996年2月
  • [RFC2119] Bradner, S., "RFC 中用于指示要求级别的关键词", BCP 14, RFC 2119, 1997年3月
  • [RFC2328] Moy, J., "OSPF 版本 2", STD 54, RFC 2328, 1998年4月
  • [RFC2827] Ferguson, P. and D. Senie, "网络入口过滤", BCP 38, RFC 2827, 2000年5月
  • [RFC4271] Rekhter, Y., "边界网关协议 4 (BGP-4)", RFC 4271, 2006年1月
  • [RFC5398] Huston, G., "保留用于文档的自治系统 (AS) 号码", RFC 5398, 2008年12月
  • [RFC6996] Mitchell, J., "私有使用的自治系统 (AS) 保留", BCP 6, RFC 6996, 2013年7月
  • [RFC7519] Jones, M., "JSON Web 令牌 (JWT)", RFC 7519, 2015年5月
  • [RFC792] Postel, J., "互联网控制消息协议", STD 5, RFC 792, 1981年9月
  • [RFC8174] Leiba, B., "RFC 2119 关键词中大小写的歧义", BCP 14, RFC 8174, 2017年5月
  • [RFC8200] Deering, S. and R. Hinden, "互联网协议第6版 (IPv6) 规范", STD 86, RFC 8200, 2017年7月
  • [RINE] Thain, J., "区域网间交换", 进行中的工作, draft-thain-rine-00, 2026年4月
  • [ROUTING-PROTOCOLS] Thain, J., "IPv8 路由协议", 进行中的工作, draft-thain-routing-protocols-00, 2026年4月
  • [SUPPORT8] Thain, J., "IPv8 支持协议 -- ARP8、ICMPv8 和 Route8", 进行中的工作, draft-thain-support8-00, 2026年4月
  • [UPDATE8] Thain, J., "Update8 和 NIC 认证", 进行中的工作, draft-thain-update8-00, 2026年4月
  • [ZONESERVER] Thain, J., "IPv8 区域服务器架构", 进行中的工作, draft-thain-zoneserver-00, 2026年4月

作者地址

Jamie Thain
One Limited, 汉密尔顿, 百慕大
电子邮件: jamie@one.bm

来源: IETF 草案 - IPv8 (draft-thain-ipv8-00)