【正文】 畢 業(yè) 論 文（設(shè)計） 論文（設(shè)計）題目 ： 基于雙協(xié)議棧實現(xiàn) IPv4 到 IPv6 過渡的設(shè)計 系 別： 專 業(yè)： 學 號： 姓 名： 指導教師： 時 間： 畢 業(yè) 論 文（設(shè) 計） 開 題 報 告 系別 :計算機與信息科學系 專業(yè) :網(wǎng)絡(luò) 工程 學 號 姓 名 論文（設(shè)計）題目 基于雙協(xié)議棧實現(xiàn) IPv4 到 IPv6 過渡的 設(shè)計 命題來源 □教師命題 □√ 學生自主命題 □教師課題 選題意義 : 本選題的目的是在 基于雙協(xié)議棧實現(xiàn) IPv4到 IPv6的平滑過渡 。 隨著互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用的飛速增長，當前的互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議 IPv4的缺點已經(jīng)越來越突出。 IPv6作為 IETF確定的下一代互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議，有望徹底解決 IPv4存在的問題。 IPv6協(xié)議解決 IPv4協(xié)議中地址枯竭，安全性不足以及移動性差等問題，但是，從 IPv4到 IPv6是一個逐漸演進的過渡過程， 在 IPv6完全取代 IPv4之前，兩種協(xié)議不可避免地有很長一段共存期。 在初始階段，孤立的 IPv6網(wǎng)絡(luò)和大量的 IPv4網(wǎng)絡(luò)共存，隨著 IPv6的大規(guī)模發(fā)展，出現(xiàn)骨干 Inter網(wǎng)絡(luò)逐漸過渡到 IPv6為主的階段，本文基于雙協(xié)議棧的過度技術(shù)進行研究， 雙棧機制是使 IPv6節(jié)點與 IPv4 節(jié)點兼容的最直接的方式 ， 在 IPv6 發(fā)展過程中 該項技術(shù)可以幫助 IPv6業(yè)務(wù)在現(xiàn)有的 成熟的 IPv4網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)架構(gòu)上 進行各種業(yè)務(wù)的互操作， 逐步解決 IPv4網(wǎng)絡(luò)存在的問題，實現(xiàn)現(xiàn)有的 IPv4網(wǎng)絡(luò)向 IPv6網(wǎng)絡(luò)的平 穩(wěn)過渡，更重要的是使得 IPv4網(wǎng)絡(luò)和 IPv6網(wǎng)絡(luò)的互通性好 ,還能保障 Inter 網(wǎng)絡(luò)長期穩(wěn)定運行 。 對于目前的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境來說 ,實現(xiàn)完全的雙協(xié)議棧網(wǎng)絡(luò)不需特殊配置 ,業(yè)務(wù)開展非常方便 ,對于 IPv6的試驗應(yīng)用和業(yè)務(wù)也很有利 ,是目前開展 IPv6網(wǎng)絡(luò)試驗的重點之一。 研究綜述 : IPv6 已被認為是下一代互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)協(xié)議核心標準之一 ， 是為了解決 IPv4存在的問題：安全性不高、路由表過度膨脹等，特別是 IPv4地址的匾乏而應(yīng)運而生的 ,對于 IPv4仍然很好的支撐著的 Inter而言 ，IPv6 協(xié)議 得到 廣泛應(yīng)用需要一個 過程。使用 IPv6協(xié)議棧并希望能夠與當前的 Inter 正常通信，研究者們必須開發(fā)出 IPv4 / IPv6 互通技術(shù)以保證 IPv4能夠平穩(wěn)過渡到 IPv6，為了 解決由 IPv4 向 IPv6過渡問題和高效無縫互連問題，國際上， IETF組建了專門的 working group 即 NGTRANS 工作組來處理這個問題。目前已經(jīng)出現(xiàn)了多種過渡技術(shù)和互連方案，這些技術(shù)各有特點，用于解決不同過渡時期、不同環(huán)境的通信問題。有一些已經(jīng)相當成熟并形成了 RFC，有一些還只是作為 Inter draft，有待進一步完善。 目前，解決 IPv4 網(wǎng)絡(luò)向 IPv6 過渡問題成熟的技術(shù)主要有三種：雙協(xié)議棧技術(shù)（ Dual Stack）、隧道技術(shù)（ Tunnel）、協(xié)議翻譯技術(shù)（ NATPT）。本文主要研究雙協(xié)議棧過渡技術(shù)： （ 1）基本原理：主機同時運行 IPv4和 IPv6兩套協(xié)議棧，同時支持兩套協(xié)議。 這是使 IPv6節(jié)點保持 與純 IPv4節(jié)點兼容最直接的方式，針對的對象是通信端節(jié)點（包括主機、路由器）。 支持雙協(xié)議棧的 ipv6 節(jié)點與 ipv6 節(jié)點互通時使用 ipv6 協(xié)議棧，與 ipv4 節(jié)點互通 時借助于 4over6 使用 ipv4 協(xié)議棧。 （ 2） IPv4/IPv6雙協(xié)議棧結(jié)構(gòu) ：這是在同一個節(jié)點啟用兩種協(xié)議的協(xié)議棧結(jié)構(gòu)，盡管 兩者都基于相 同的物理平臺 ，但 由于 IPv6 和 IPv4 是 不兼容 的 兩種 網(wǎng)絡(luò)層協(xié)議 , 而加載于其 上的傳輸層協(xié)議 TCP 和 UDP 也 有所不同，故形成了雙協(xié)議棧結(jié) 構(gòu)，如下 圖 1所示： 圖 1 雙協(xié)議棧結(jié)構(gòu) （ 3） 雙棧方式的工作機制 ： 鏈路層解析出接收到的數(shù)據(jù)包的數(shù)據(jù)段，拆開并檢查包頭。如果 IPv4/IPv6 包頭中的第一個字段，即 IP 包的版本號是 4，該包就由 IPv4 的協(xié)議棧來處理；如果 版本號是 6，則由 IPv6 的協(xié)議棧處理。 研究的目標和主要內(nèi)容： 本選題主要研究雙協(xié)議棧技術(shù)在 IPv4到 IPv6過渡過程的應(yīng)用，根據(jù)雙協(xié)議棧的基本理論并結(jié)合模擬軟件 Dynamips GUI來搭建一個虛擬的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境，該 虛擬網(wǎng)絡(luò)環(huán)境是由 IPv4“海洋”和 IPv6“小島”組成，在 IPv4“海洋”和 IPv6“小島”的邊界設(shè)備（節(jié)點）上應(yīng)用雙協(xié)議棧技術(shù)模擬從 IPv4網(wǎng)絡(luò)向 IPv6網(wǎng)絡(luò)過渡的過程，以達到由 IPv4到 IPv6網(wǎng)絡(luò)的平滑過渡。 本選題研究內(nèi)容如下： (1)對 IPv4和 IPv6協(xié)議的相關(guān)特性、現(xiàn)狀、發(fā)展方向進行詳細的介紹，分析和研究； (2)介紹現(xiàn)在的由 IPv4到 IPv6的主流過渡技術(shù)特點和現(xiàn)狀，并通過對比簡述各種過渡技術(shù)的優(yōu)劣； （ 3）詳細介紹雙協(xié)議棧技術(shù)的基本原理、分類以及主要應(yīng)用的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境； （ 4）利用 Dynamips GUI模擬器搭建虛擬的 IPv4和 IPv6共存的過渡性網(wǎng)絡(luò)環(huán)境，配置好相應(yīng)的網(wǎng)絡(luò) 設(shè)備，在虛擬網(wǎng)絡(luò)中采用雙協(xié)議棧技術(shù)實現(xiàn) IPv4網(wǎng)絡(luò)和 IPv6網(wǎng)絡(luò)的互聯(lián)，并詳細記錄實驗過 程所遇到的問題； （ 5）測試 IPv4網(wǎng)絡(luò)與 IPv6網(wǎng)絡(luò)間的互通性，給出并分析相應(yīng)的參數(shù)； （ 6）詳述在實驗過程所遇到的問題，并作詳細分析，提出相應(yīng)的解決方法； （ 7）根據(jù)實驗整個過程，分析采用雙協(xié)議棧技術(shù)在 IPv4到 IPv6遷移過程中的局限性和可行性。 擬采用的研究方法 a）查找并閱讀相關(guān)資料，了解基本的內(nèi)容，掌握技術(shù)原理； b）搜尋實驗用的技術(shù)文檔和研究過程中用到的軟件詳細使用手冊； c）根據(jù)已有的資料設(shè)計一個 IPv4和 IPv6共存的實驗網(wǎng)絡(luò)環(huán)境并利用軟件來