【正文】 重慶三峽學(xué)院畢業(yè)論文論文題目：基于IPv4與IPv6并存網(wǎng)絡(luò)技術(shù)應(yīng)用與研究專 業(yè)：計算機科學(xué)與技術(shù)年 級：2004級學(xué) 號：200406020235作 者： 指導(dǎo)老師：張裔智（副教授）完成時間：2008年5月說 明本文首先對IP的發(fā)展和前景進行了分析，接著再分別對IPv6的地址、頭的格式、性能等做了詳細闡述，最后說明了建立IPv6與IPV4并存的實驗網(wǎng)的基本思路。經(jīng)過實驗，完成了IPv6客戶端的配置，實現(xiàn)了IPv6協(xié)議的應(yīng)用。能通過建立的IPv6網(wǎng)絡(luò)相互訪問并實現(xiàn)了與IPv4的兼容。序號學(xué)號姓名專業(yè)、班級任務(wù)分配1200406020235李亮計算機科學(xué)與技術(shù)2班組長：主要負責在小組其它成員收集資料和技術(shù)理論以及做好的硬件及軟件方面的準備的基礎(chǔ)上，根據(jù)搭建好的網(wǎng)絡(luò)框架建立一個小的IPv6實驗網(wǎng)與外網(wǎng)IPv6實驗室聯(lián)通。通過IPv6協(xié)議實現(xiàn)隧道,實現(xiàn)IPv4與IPv6并存，并與IPv6的互聯(lián)網(wǎng)接通。2200406020206李鮮艷計算機科學(xué)與技術(shù)2班主要負責在小組其它成員收集資料和技術(shù)理論的基礎(chǔ)上，做好硬件及軟件方面的準備。建立一個為實現(xiàn)IPv4與IPv6并存的整體框架，在一定范圍內(nèi)實現(xiàn)其功能。3200406020213王小君技術(shù)科學(xué)與技術(shù)2班主要通過查閱收集相關(guān)資料，比較IPv4和IPv6差異和優(yōu)勢。協(xié)助其他同學(xué)完成IPv6的實驗。目 錄摘要 IAbstract： II引言 11 IPv4的現(xiàn)狀 11．1 IP應(yīng)用的領(lǐng)域 11．2 IPv4的局限性及其缺點 22 分層網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)模型 22．1 OSI模型 22．2 Internet模型 33 IPv6介紹 43．1 IPv6的歷史背景 43．2 全新的地址管理方案 53．3 地址頭部的簡化和可擴展性 53．4 可靠的安全性 63．5 lPv6的移動性 63．6 尋址和路由方法 63．7 IPv6的數(shù)據(jù)報文格式 73．8 IPv6和IPv4報頭比較 74 IPv6尋址 84．1 IPv6的地址 84．2 IPv6的地址表式方式 94．3 IPv6的尋址模型 104．4 IPv6的地址類型 105 IPv6 路由選擇 105．1 顯示IPv6路由選擇表 115．2 管理距離 115．3 靜態(tài)IPv6路由配置實例 115．4 IPv6 RIPng 配置實例 145．5 IPv6 OSPFv3配置實例 186 IPv4與IPv6的共存和整合 216．1 雙協(xié)議棧 216．2 IPv6網(wǎng)絡(luò)地址與協(xié)議轉(zhuǎn)換 226．2．1 在Cisco路由器上啟用NATPT 226．2．2 應(yīng)用靜態(tài)NATPT配置 236．2．3 管理 NATPT轉(zhuǎn)換表 246．3 隧道 25結(jié)束語 29致謝 29參考文獻 30 基于IPv4與IPv6并存網(wǎng)絡(luò)技術(shù)應(yīng)用與研究摘要： 隨著Internet技術(shù)的不斷以指數(shù)級速度增長，網(wǎng)絡(luò)地址資源分配給專用網(wǎng)絡(luò)終于被視作是一種對寶貴虛擬財產(chǎn)的浪費。IPv6是一種新型的互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議，用來克服現(xiàn)有標準IPv4在可擴展和服務(wù)方面的不足。但是IPv6和IPv4不能直接兼容，這樣，為IPv6設(shè)計的程序和系統(tǒng)就不能直接與為IPv4設(shè)計的程序和系統(tǒng)進行通信。然而，IPv4系統(tǒng)又是普遍存在的，不可能隨著IPv6的引入而立即消失。所以，必須研究平滑的轉(zhuǎn)換機制，使得應(yīng)用程序在網(wǎng)絡(luò)升級后仍能使用。文章探討了幾種轉(zhuǎn)換機制，敘述了利用幾種常見的方法解決IPv4地址資源不足的技術(shù)缺點，介紹了IPv6的整合和共存策略，并利用一些技術(shù)在Cisco路由器上實現(xiàn)IPv4到IPv6的過渡。關(guān)鍵字： IPV4 IPV6 TCP/IP 協(xié)議 99級信息與計算科學(xué)畢業(yè)論文Based on both IPv4 and IPv6 network technology applicationand researchLI Liang(Grade 2004, Computer Science and Technolegy, College of Mathematics and Computer Science, Chongqing Three Gorges University, Wanzhou, Chongqing 404000 )Abstract： Along with the Internet technical increase with the index number class speed continuously, the precious network address assigns to appropriation it is a kind of that network was finally see to make to precious virtual properties of waste. IPv6 is a new version of the interconnection network protocol. It is designed to meet the scalability and overe service shortings of the current standard IPv4. IPv4 and IPv6 are not directly patible, so programs and systems designed to one standard can not municate with those designed to the other. However, IPv4 systems are ubiquitous and are not about to go away right now as the IPv6 systems are introduced in, So is it necessary to develop smooth transition mechanisms that make applications to continue working while the network is being upgraded. In this paper, we discuss the transparent network address transition service and the problems involved.Key words： IPv4 IPv6 TCP/IP agreement 第31頁 共30 頁2008 屆計算機科學(xué)與技術(shù)專業(yè)畢業(yè)（論文）引言IP協(xié)議是Internet中的核心協(xié)議，它在Internet的發(fā)展中起了重要的作用，但是隨著Internet的發(fā)展，原有的IP協(xié)議越來越不能滿足社會的需求。目前所使用的基本是IPv4，它廣泛地用在Internet和不計其數(shù)的小型專用網(wǎng)絡(luò)上，但是就如新陳代謝是自然界的一種規(guī)律一樣，無論一種事物現(xiàn)在多么輝煌，它總會有過時的一天，總會有新鮮的事物來不可逆轉(zhuǎn)地取代它。因此Internet工程任務(wù)組IETF(Internet Engineering Task Force)推出了IPv6，同時IPv6也逐漸成為了下一代網(wǎng)絡(luò)的核心之一。了解何時對IPv4進行升級以及如何以最低的代價進行升級就顯得尤為重要了。IPv4不能滿足結(jié)點規(guī)模擴大和新的應(yīng)用的需求，IPv6是一種新的互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議，與IPv4相比，它改進了可擴展性、路由、安全性、配置和可靠性。由于IPv6與IPv4不兼容，使用新協(xié)議意味著改變每個聯(lián)網(wǎng)設(shè)備中的軟件。但是IPv4普便存在，隨著IPv6的引入，IPv4不可能立即消失，所以，有必要研究轉(zhuǎn)換機制，使得網(wǎng)絡(luò)和主機升級后應(yīng)用程序仍然能繼續(xù)工作。1 IPv4的現(xiàn)狀在過去的10年里，因特網(wǎng)一直快速地發(fā)展著。Internet運行于IP版本4（IPv4）之上，但是這個協(xié)議是在20年前為幾百臺計算機組成的網(wǎng)絡(luò)而設(shè)計的，并且地址方案受到了其32比特地址長度的限制，這給Internet的長期發(fā)展帶來了問題。而且，部分IPv4地址方案(如D類和E類)被保留作為特殊用途，這也減少了可用的IPv4全球唯一單播地址的數(shù)目。隨后，即使因特網(wǎng)迅速發(fā)展,在20世紀80年代非常大的全球唯一單播地址塊還是被分配給了一些組織。而對于亞洲和非洲的一些國家，整個國家也只得到了一個C類地址。盡管采用了如CIDR和NAT等機制，全球因特網(wǎng)路由選擇表仍然巨大而且在持續(xù)增長。因此，一些研究預(yù)計在2005到2011年間現(xiàn)在的IPv4地址空間將會耗盡。在這種情況下促使了IETF達成一個共識，即在地址空間被耗盡之前有足夠的時間設(shè)計實現(xiàn)一個新的IP協(xié)議來替代IPv4。在萬維網(wǎng)和商業(yè)因特網(wǎng)的早期，開發(fā)了基于IPv4的NAT技術(shù)來解決這個緊迫的問題，IETF也將其視為一種解決IPv4地址空間耗盡的潛在方案。但是，對地址轉(zhuǎn)換機制的深入了解顯示出NAT機制是如何破壞因特網(wǎng)的端到端模型的，這樣造成的限制比獲得的好處還要多。1．1 IP應(yīng)用的領(lǐng)域許多年以來，只有在大學(xué)或研究機構(gòu)的網(wǎng)絡(luò)中才能找到IP的應(yīng)用。而IP的商用產(chǎn)品直到80年代后期、90年代初期才出現(xiàn)，即使這樣，這些產(chǎn)品仍被定位為專用產(chǎn)品。直到1995年，TCP/IP才被普遍引入到個人計算機產(chǎn)品中，因為從那時起， Novell和微軟開始選擇IP作為連接網(wǎng)絡(luò)協(xié)議來支持其打印和文件服務(wù)的網(wǎng)絡(luò)傳輸。這意味著正在使用IP的不僅包括每個連接到Internet的計算機，還包括所有使用這些網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)來訪問機構(gòu)資源的所有計算機，而不論這些計算機是否連接到Internet。從手提式電腦到功能強大的超級計算機，目前使用的所有計算機幾乎都支持IP。另一方面，IP也越來越多地用于連接其他設(shè)備，從而可以任意地使用網(wǎng)頁瀏覽客戶機訪問內(nèi)置網(wǎng)頁服務(wù)器以實現(xiàn)對家用電器和安全系統(tǒng)的遠程控制。使用IP的網(wǎng)絡(luò)除了Internet之外還包括稱作內(nèi)聯(lián)網(wǎng)的公司網(wǎng)絡(luò)，其規(guī)?？梢詮囊粋€辦公室中連接在一起的幾臺主機到分布在全球范圍內(nèi)的所有分支機構(gòu)的數(shù)以萬計的主機。IP網(wǎng)的另一個特例是外聯(lián)網(wǎng)(extranet)，它是出于某個共同目標在實體間提供安全連接的專用IP網(wǎng)。1．2 IPv4的局限性及其缺點在當前計算機工業(yè)飛速發(fā)展的步伐下，指出IPv4的局限性和缺點如同指出小汽車和卡車的內(nèi)燃機是有缺陷的動力源一樣。IP的確是一個非常強壯的協(xié)議，并已經(jīng)證明了它能夠連接小至幾個節(jié)點，大至Internet上難以計數(shù)的主機。為交通工具選擇動力源時，只要能像汽油機或柴油機一樣提供動力，任何人都可以使用包括電能、太陽能或是風能作為上路的動力而不會影響別人，與此不同的是， IP的升級將對所有使用IP的人產(chǎn)生重大影響。TCP/IP的工程師和設(shè)計人員早在80年代初期就意識到了升級的需求，因為當時已經(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間。本節(jié)將介紹IP必須升級的原因以及可以同時改進之處，其中包括：? 地址空間的局限性：IP地址空間的危機由來已久，并正是升級的主要動力。? 性能：盡管IP表現(xiàn)得不錯，一些源自20年甚至更早以前的設(shè)計還能夠進一步改進。 ? 安全性：安全性一直被認為是由網(wǎng)絡(luò)層以上的層負責，但它現(xiàn)在已經(jīng)成為IP的下一個版本可以發(fā)揮作用的地方。? 自動配置：對于IPv4節(jié)點的配置一直比較復(fù)雜，而網(wǎng)絡(luò)管理員與用戶則更喜歡“即插即用”，即：將計算機插在網(wǎng)絡(luò)上然后就可以開始使用。IP主機移動性的增強也要求當主機在不同網(wǎng)絡(luò)間移動和使用不同的網(wǎng)絡(luò)接入點時能提供更好的配置支持。2 分層網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)模型當數(shù)據(jù)從一個系統(tǒng)傳輸至另一系統(tǒng)時，其分離的過程模型通常稱為協(xié)議棧。該協(xié)議棧被用在不同層中。協(xié)議的實現(xiàn)也稱為協(xié)議棧，它表示數(shù)據(jù)將在哪一層處理以及數(shù)據(jù)如何在相鄰上下層間傳遞。2．1 OSI模型開放系統(tǒng)互連(OSI)通常作為基本參考模型，最初用于表示網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)的通用模型。如圖21所示，它的七個層表示互操作系統(tǒng)間通信的不同級別。自下而上，這些層包括：應(yīng)用層表示層會話層傳輸層網(wǎng)絡(luò)層數(shù)據(jù)鏈路層物理層圖21 網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)的OSI模型提供了系統(tǒng)在網(wǎng)絡(luò)上進行互操作的7個不同層? 物理層：代表數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)移時的真正媒體。系統(tǒng)通過物理層彼此間發(fā)送原始電脈沖或其他合適的信號。在這一層，g系統(tǒng)間的通信通過與物理媒體的連接得以實現(xiàn)。? 數(shù)據(jù)鏈路層：增加了協(xié)議，用于解釋物理媒體上傳輸?shù)臄?shù)據(jù)，其中包括可靠性和重傳等功能。在這一層，系統(tǒng)間的通信通過直接連接到網(wǎng)絡(luò)的實際網(wǎng)絡(luò)接口來實現(xiàn)。? 網(wǎng)絡(luò)層：提供協(xié)議使得系統(tǒng)之間可以通信，它把系統(tǒng)而不僅僅是網(wǎng)絡(luò)接口連接到一起。正是在這一層，通信被認為發(fā)生在系統(tǒng)間而不只是在網(wǎng)絡(luò)接口間。這一層需要考慮如何在位于兩個不同網(wǎng)絡(luò)的兩個不同節(jié)點間傳送數(shù)據(jù)。? 傳輸層：提供協(xié)議使得一個系統(tǒng)的進程連接到另一個系統(tǒng)的進程成為可能。換句話說，在這一層，運行在一臺主機上的兩個不同程序可以各自連接到不同主機上運行的不同程序。? 會話層：處理連接的流和定時。正是在這一層，管理連接的實際結(jié)構(gòu)——不論發(fā)送方是否在發(fā)送數(shù)據(jù)而接收方是否在接收數(shù)據(jù)。? 表示層：在這一層，不同的系統(tǒng)將自己的數(shù)據(jù)翻譯為彼此都能接受和理解的格式。在完全不同的系統(tǒng)上運行的程序必須使用所有系統(tǒng)都能理解的標準格式，而這種翻譯就發(fā)生在這一層。? 應(yīng)用層：定義實際程序如何使用網(wǎng)絡(luò)交互。例如，某個網(wǎng)絡(luò)程序的