【正文】 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) IPv4向 IPv6過(guò)渡技術(shù)的研究與方案設(shè)計(jì) 摘 要 本文 主要分析國(guó)內(nèi)外 IPv6 的研究 背景 及意義 ,介紹 IPv6 的新 特點(diǎn) 以及國(guó)內(nèi)外專家提出的比較成熟的 IPv4 向 IPv6 的過(guò)渡技術(shù)。比如雙協(xié)議棧技術(shù)、隧道技術(shù)和轉(zhuǎn)換技術(shù)等。并在著重分析隧道技術(shù)的基礎(chǔ)上提出在校園網(wǎng)里實(shí)現(xiàn) IPv4 向 IPv6 過(guò)渡的研究方案 。 關(guān)鍵詞 ： IPv4 IPv6 雙協(xié)議棧技術(shù) 隧道 技術(shù) 轉(zhuǎn)換技術(shù) 目 錄 1 前言 .................................................................... 1 課題研究背景及意義 ...........................................................................................................1 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀 ...................................................................................................................2 本論文主要工作及結(jié)構(gòu) .......................................................................................................2 2 IPv6 簡(jiǎn)介 ................................................................ 2 IPv6 的提出 ..........................................................................................................................2 IPv6 的新 特點(diǎn) ......................................................................................................................3 IPv6 的技術(shù)簡(jiǎn)介 ..................................................................................................................3 IPv6 地址類型 ..................................................................................................................4 IPv6 的基本報(bào)頭 ..............................................................................................................5 IPv6 的擴(kuò)展報(bào)頭 ..............................................................................................................7 3 IPv4 向 IPv6 的過(guò)渡技術(shù) .................................................. 10 過(guò)渡要求 ............................................................................................................................. 10 過(guò)渡時(shí)期面臨的問(wèn)題 ......................................................................................................... 11 IPv4 向 IPv6 過(guò)渡時(shí)期的特點(diǎn) ...................................................................................... 11 軟件升級(jí)支持 ................................................................................................................. 11 路由表容量的問(wèn)題 ......................................................................................................... 12 對(duì)擴(kuò)展首部的支持 ......................................................................................................... 12 報(bào)文轉(zhuǎn)發(fā)效率 ................................................................................................................. 12 服務(wù)質(zhì)量的實(shí)施 ............................................................................................................. 13 IPv4 向 IPv6 的過(guò)渡技術(shù) .................................................................................................. 13 雙協(xié)議棧技術(shù)（ Dual Stack） ..................................................................................... 13 隧道技術(shù)（ Tunnel） ..................................................................................................... 17 轉(zhuǎn)換技術(shù)（ NATPT） ..................................................................................................... 23 4 IPv4 向 IPv6 過(guò)渡的實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì) .......................................... 25 開(kāi)發(fā)環(huán)境的建設(shè) ................................................................................................................. 25 實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ偷慕? ................................................................................................................. 26 總體方案的設(shè)計(jì) ................................................................................................................. 29 方案概述 ......................................................................................................................... 29 本地管理模塊 ................................................................................................................. 30 用戶服務(wù)模塊 ................................................................................................................. 32 5 總結(jié) ................................................................... 35 參考文獻(xiàn) ................................................................. 36 Abstract ................................................. 錯(cuò)誤 !未定義書(shū)簽。 致 謝 ................................................. 錯(cuò)誤 !未定義書(shū)簽。 仲愷農(nóng)業(yè)工程學(xué)院畢業(yè)論文 (設(shè)計(jì) )成績(jī)?cè)u(píng)定表 ................. 錯(cuò)誤 !未定義書(shū)簽。 1 1 前言 課題研究背景及意義 Inter 經(jīng)歷了快速膨脹的發(fā)展。由于歷史原因， IPV4 在設(shè)計(jì)時(shí)存在局限性。該協(xié)議的最初目的是用在軍用網(wǎng)絡(luò)中，認(rèn)為使用網(wǎng)絡(luò)的人都是可靠的，沒(méi)有考慮到網(wǎng)絡(luò)安全問(wèn)題。當(dāng)初只考慮在網(wǎng)絡(luò)中傳輸?shù)氖且恍┯?jì)算數(shù)據(jù)和文本信息，沒(méi)有考慮對(duì)多種服務(wù)的支持，不提供服務(wù)質(zhì)量（ Qos）保證。設(shè)計(jì)時(shí)用 32 位（ bit）標(biāo)識(shí) IP 地址空間，認(rèn)為這是一個(gè)巨大的數(shù)字，對(duì)網(wǎng)絡(luò)地址的連接標(biāo)識(shí)是足夠用了。 TCP/IP 的工程師和設(shè)計(jì)人員早在 20 世紀(jì) 80 年代初期就意識(shí)到了 IPV4 升級(jí)的需求，因?yàn)楫?dāng)時(shí)已經(jīng)發(fā)現(xiàn) IP 地址空間隨著 INTERNET 的發(fā)展只能支持很短的時(shí)間。對(duì)于 IPV4 節(jié)點(diǎn)的配置一直比較復(fù)雜，而網(wǎng)絡(luò)管理員與用戶則更喜歡“即插即用”，將計(jì)算機(jī)插在網(wǎng)絡(luò)上然后就可以開(kāi)始使用。 IPV4 主機(jī)移動(dòng)性的增強(qiáng)也要求主機(jī)在不同網(wǎng)絡(luò)間移動(dòng)和使用不同的網(wǎng)絡(luò)接入點(diǎn)時(shí)能提供更好的配置支持。 20 年來(lái) Inter 技術(shù)發(fā)展得如此之快，網(wǎng)絡(luò)界迫在眉睫 也是最 為棘手的問(wèn)題當(dāng)數(shù)完成從 IPv4 向 IPv6 的過(guò)渡。隨著 Inter 的規(guī)模以近乎于指數(shù)的趨勢(shì)增長(zhǎng)， IPv4 的地址空間面臨即將耗盡的危險(xiǎn)。 40 億個(gè) IPv4 的地址已經(jīng)用掉了 3/4，另外， Inter 早期由于缺乏規(guī)劃，造成了 IP 地址分配“貧富不均”的現(xiàn)象，少數(shù)團(tuán)體與單位占用了許多 A 類地址，如 MIT 與 ATamp。T 就各自占用了 1600 萬(wàn)個(gè) IP地址，由此浪費(fèi)了大量的 IP地址，后來(lái)的大部分單位與公司就只能申請(qǐng)余下的 C 類地址 。 為此， IPv6 提出 將 IP 地址的長(zhǎng)度由 32 個(gè)比特位擴(kuò)展到 128 個(gè)比特位，將 IPv6 的地址空 間擴(kuò)展為 1038 個(gè)。它 的地址空間是 IPv4 的 296倍 。如果地球表面面積按 1014平方米計(jì)算，那么地球表面每一平方米平均可以獲得的 IPv6 地址數(shù)為 1023個(gè)。這樣的數(shù)字可以保證今后所有接入Inter 的設(shè)備數(shù)量將不受限制地持續(xù)增長(zhǎng)，可以適應(yīng) 21 世紀(jì)，甚至更長(zhǎng)時(shí)間的需要。促使推廣 IPv6 的另一個(gè)原因是新的應(yīng)用對(duì) Inter 提出了更高的要求，需要 Inter提供更復(fù)雜的尋址與路由能力，特別是下一代移動(dòng)數(shù)字電話對(duì) Inter 提出了更高的要求。 我們研究的意義也不是 IPv6 本身的意義，而是如何漸進(jìn)的、無(wú)傷害的由基于 IPv4的網(wǎng)絡(luò)過(guò)渡到基于 IPv6 的網(wǎng)絡(luò)，同時(shí)盡可能減少過(guò)渡的成本。通過(guò)實(shí)驗(yàn)進(jìn)一步了解各種 2 技術(shù)所能解決的實(shí)際問(wèn)題以及技術(shù)當(dāng)中自身存在的不足。 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀 1996 年，以研究 IPv6 為目標(biāo)的虛擬實(shí)驗(yàn)網(wǎng)絡(luò)，國(guó)際實(shí)驗(yàn)床 6BONE 建立、歐洲、美洲、亞洲的許多國(guó)家和組織都己經(jīng)加入了 6BONE。 清華大學(xué)也己經(jīng)建立了國(guó)內(nèi) IPv6 網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)床，來(lái)研究 IPv6 的技術(shù)以及 IPv4 網(wǎng)絡(luò)向IPv6 網(wǎng)絡(luò)過(guò)渡的問(wèn)題。 1999 年， Cer 在國(guó)內(nèi)教育網(wǎng)范圍內(nèi)組建了 IPv6 試驗(yàn)床，國(guó)內(nèi) 著名幾所大學(xué)及研究所 （如清華大學(xué)、中科院、北京郵電大學(xué)、中國(guó)科技大學(xué)、西南電子科技大學(xué)） 先后加入進(jìn)來(lái)，一同形成了國(guó)內(nèi)的 IPv6 骨干網(wǎng)。 1． 3 本論文主要工作及結(jié)構(gòu) 第一章前言 。主要介紹本論文的研究背景、意義及國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀。 第二章 IPv6 簡(jiǎn)介 。主要介紹 IPv6 的核心技術(shù)及特點(diǎn)。 第三章 IPv4 向 IPv6 的過(guò)渡技術(shù) 。主要介紹現(xiàn)有的幾種過(guò)渡技術(shù)。 第四章 IPv4 向 IPv