【正文】 4 包和 IP v6 包都使用相同的地址。如果 IP v4/IP v6 頭中的第一個(gè)字段，即 IP 包的版本號(hào)是 4,該包就有 IP v4 棧來處理；如果版本號(hào)是 6，則由 IP v6 棧處理。任何情況下，同時(shí)支持 IP v4 和 IP v6 的系統(tǒng)都是必要的。 這種 情況下 ，隧道 傳送發(fā)生在 主機(jī) A 和 主機(jī) B 之 間。 IPv6 的 隧 道類型 大致分 為一下幾 種： 山東科技大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 23 圖 42 IPv6 隧道的不同類型 路由器 路 由器隧 道 路 由器 X 和路由器 Y 使用 隧道方式 來傳送 經(jīng)過網(wǎng)絡(luò) o的 包，而網(wǎng)絡(luò) o 只支持 IPv4。此 方法要求 隧道兩端 的 IPv6 結(jié)點(diǎn) 都是雙 棧節(jié)點(diǎn)，即 也能夠發(fā)送 IPv4 包。能否 順利地實(shí)現(xiàn)從 IPv4 到 IPv6的過渡 也是 IPv6 能否取 得成功的 一個(gè)重要因素。 歐洲的移動(dòng)通信事業(yè)相當(dāng)發(fā)達(dá)，但在互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展方面去落后于美國，因此歐洲在 IPv6 的發(fā)展上采取了“先移動(dòng)，后固定”的基本戰(zhàn)略，并在第三代移動(dòng)通信網(wǎng)中率先引入了 IPv6，已實(shí)現(xiàn)在互聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域與美國并駕齊驅(qū)的目標(biāo) [6]。 最近，全球的一些發(fā)達(dá)國家對(duì) IPv6 的開發(fā)和應(yīng)用取得了實(shí)質(zhì)性的進(jìn)展，一些國家和地區(qū)推出了很有特色的應(yīng)用，一些運(yùn)營商推出了商用業(yè)務(wù)和應(yīng)用，為我們勾勒出了 IPv6 的未來發(fā)展前景。 （ 2） IPv6 地址配置不僅支持手動(dòng)地址配置更主要的是支持自動(dòng)地址配置，體現(xiàn)了支持節(jié)點(diǎn)的即插即用功能，減少網(wǎng)絡(luò)管理的困難和復(fù)雜性。 ? 目的地選項(xiàng)頭： 此擴(kuò)展頭代替了 IPv4 選項(xiàng)字段。路由器提示選項(xiàng)用來通知路由器， IPv6 數(shù)據(jù)報(bào)中的信息希望能夠得到中間路由器的查看和處理，即使這個(gè)包是發(fā)給其他某個(gè)節(jié)點(diǎn)的 (例如，包含帶寬預(yù)留協(xié)議信息的控制數(shù)據(jù)報(bào) )。除了規(guī)定必須由每個(gè)轉(zhuǎn)發(fā)路由器進(jìn)行處理的逐跳選項(xiàng)之外， IPv6 包中的選項(xiàng)對(duì)于中間路由器而言是不可見的。此外在傳輸中，一個(gè)分段的丟失將導(dǎo)致所有分段重傳。 山東科技大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 13 IPv6 類別字段的數(shù)值及如何正確使用還 有待定 義。 對(duì)每個(gè) IPv4 包均進(jìn)行單獨(dú)處理帶來的另一個(gè)問題在于難以把特定的業(yè)務(wù)流指定到較低代價(jià)的鏈路上。如果使用了選路擴(kuò)展頭 (其 定義了一個(gè)包必須經(jīng)過的特殊路由 )，其目的地址可以是其中某一個(gè)中間節(jié)點(diǎn)的地址而不必是最終地址。如果該字段達(dá)到 0，這個(gè)包就將被丟棄。長度為 16 位，其中包括包凈荷的字節(jié)長度，即IPv6 頭后的包中包含的字節(jié)數(shù)。該字段的定義獨(dú)立于 IPv6，目前尚未在任何 RFC 中定義。這意味著破譯者可以由此確定發(fā)送主機(jī)和接收主機(jī)以及其他與該包相關(guān)的信息。 1998 年 3 月發(fā)表了一個(gè)更新版 Inter 草案。 4. 流 在 IPv4 中，對(duì)所有包大致同等對(duì)待，這意味著每個(gè)包都是由中間路由器按照自己的方式來處理的。源節(jié)點(diǎn)負(fù)責(zé)分段并創(chuàng)建擴(kuò)展頭，該擴(kuò)展頭將放在 IPv6 頭和下一個(gè)高層協(xié)議頭之間。一方面，所有包頭長度統(tǒng)一，因此不再需要包頭長度字段。 IPv6 的擴(kuò)展地址意味著 IP 可以繼續(xù)增長而無需考慮資源的匱乏，該地址結(jié)構(gòu)對(duì)于提高路由效率有所幫助；對(duì)于包頭的簡化減少了路由器上所需的處理過程，從而提高了選路的效率；同時(shí)，改進(jìn)對(duì)頭擴(kuò)展和選項(xiàng)的支持意味著可以在幾乎不影響普通數(shù)據(jù)包和特殊包選路的前提下適應(yīng)更 多的特殊需求；流標(biāo)記辦法為更加高效地處理包 流提供了一種機(jī)制，這種辦法對(duì)于實(shí)時(shí)應(yīng)用尤其有用；身份驗(yàn)證和保密方面的改進(jìn)使得 山東科技大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 7 IPv6 更加適用于那些要求對(duì)敏感信息和資源特別對(duì)待的商業(yè)應(yīng)用。 將目前常用的兩種過渡技術(shù)作為本次研究的主要對(duì)象，主要是為了掌握的技術(shù)可以帶來真正的實(shí)用價(jià)值，通過對(duì)高校現(xiàn)有網(wǎng) 山東科技大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 5 絡(luò)與下一代網(wǎng)絡(luò)的對(duì)比分析，將大大推動(dòng)高校 IPv6 網(wǎng)絡(luò)的早日接入。 具體研究內(nèi)容如下： 1. IPv6 協(xié)議的基本框架 這部分內(nèi)容介紹了 IPv4 的更新，描述了新的協(xié)議頭中各個(gè)字段及 IPv6 的地址空間，著重介紹了 IPv6 中包含的變化和新特性。IP 的確是一個(gè)非常強(qiáng)壯的協(xié)議，并已經(jīng)證明 了他能夠連接小至幾個(gè)節(jié)點(diǎn)，大至 Inter 上難以計(jì)數(shù)的主機(jī)。由于互聯(lián)網(wǎng)對(duì) IP 地址的需求是不斷增加的，如果不將 IPv4 升級(jí)到 IPv6， IP 地址的耗盡就會(huì)導(dǎo)致互聯(lián)網(wǎng)效率變低，“網(wǎng)絡(luò)塞車”會(huì)在很 大程度上限制互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展。保密的論文（設(shè)計(jì)）在解密后適用本規(guī)定。 tunnel。 關(guān)鍵詞： CERNET2； IPv6； IPv4； 隧道；雙棧協(xié)議； 過渡技術(shù) 。據(jù)我所知， 除文中已經(jīng)注明引用的內(nèi)容外，本論文（設(shè)計(jì)）不包含其他個(gè)人已經(jīng)發(fā)表或撰寫過的研究成果。 、圖表要求： 1）文字通順，語言流暢，書寫字跡工整，打印字體及大小符合要求，無錯(cuò)別字，不準(zhǔn)請(qǐng)他人代寫 2）工程設(shè)計(jì)類題目的圖紙，要求部分用尺 規(guī)繪制，部分用計(jì)算機(jī)繪制，所有圖紙應(yīng)符合國家技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范。到今年 6 月， CNNIC 分配 IPv4 地址已經(jīng)累計(jì)達(dá)到 5395萬個(gè)，在一定程度上緩解了我國 IP 地址資源的壓力。 IPv4 網(wǎng)絡(luò)的一些局限性以及缺點(diǎn)主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面： ? IP 地址空間危機(jī)： IP 地址空間的危機(jī)由來已久，并正式升級(jí)的主要?jiǎng)恿Α? 4. 在不同技術(shù)支持下的模擬與測(cè)試 通過對(duì)以上兩種技術(shù)的分析總結(jié)，再結(jié)合現(xiàn)實(shí)中遇到的不同情況，借助 GNS3 軟件運(yùn)行 CISCO 設(shè)備的 IOS 來完成對(duì)不同情況的實(shí)驗(yàn)?zāi)M與測(cè)試。 山東科技大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 6 2 IPv6 協(xié)議 的 基本框架 對(duì) IPv4 的升級(jí)最早在兩個(gè) RFC 中進(jìn)行了定義。 IPv4 中用于指定一個(gè)網(wǎng)絡(luò)接口的單播地址和用于指定由一個(gè)或多個(gè)主機(jī)偵聽的組播地址基本不變。最后，去掉 IP 頭校驗(yàn)和不會(huì)影響可靠性，這主要是因?yàn)轭^校驗(yàn)和將由更高層協(xié)議 (UDP 和 TCP)負(fù) 責(zé)。另一種 選擇方案中，逐跳 ( hopbyhop)選項(xiàng)擴(kuò)展頭要求包的路徑上的每一個(gè)節(jié)點(diǎn)都處理該頭字段。 路由器需要對(duì)流進(jìn)行跟蹤并保持一定的信息，這些信息在流中的每個(gè)包中都是不變的。 報(bào)文摘要功能通過對(duì)包的安全可靠性的檢查和計(jì)算來提供身份驗(yàn)證功能。這種技術(shù)是創(chuàng)建虛擬專用網(wǎng) (VPN)的基礎(chǔ)，它允許各機(jī)構(gòu)使用 Inter 作為其專用骨干網(wǎng)絡(luò)來共享敏感信息。長度為 20 位，用于標(biāo)識(shí)屬于同一業(yè)務(wù)流的包。這個(gè)字段指出了 IPv6 頭后所跟的頭字段中的協(xié)議類型。 ? 源地址。每個(gè)包都分別處理，而結(jié)果是兩個(gè)從相同數(shù)據(jù)源發(fā)往相同目的地的包可以采用完全不同的路由來穿越整個(gè)網(wǎng)絡(luò)。 IPv6 頭字段中的流標(biāo)簽把單個(gè)包作為一系列源地址和目的地址相同的包流的一部分。一般來說，在所選擇的鏈路上，可以根據(jù)開銷、帶寬、延時(shí)或其他特性而對(duì)包進(jìn)行特殊的處理。 擴(kuò)展頭 IPv4 選項(xiàng)的問題在于改變了 IP 頭的大小，因此更像一個(gè)“特例”，即需要特別的處理。由于它需要每個(gè)中間路由器進(jìn)行處理，逐跳選項(xiàng)只有在絕對(duì)必要的時(shí)候才會(huì)出現(xiàn)。 IPv6 頭的最初目的地址是路由頭的一系列地址中的 第一個(gè)地址，而不是包的最終目的地址。 ? 身份驗(yàn)證頭 (AH )： 此擴(kuò)展頭提供了一種機(jī)制，對(duì) IPv6 頭、擴(kuò)展頭和凈荷的某些部分進(jìn)行加密的校驗(yàn)和的計(jì)算。因此，節(jié)點(diǎn)要完成的工作是確定自己的鏈路層地址并計(jì)算出 E U I 6 山東科技大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 17 4 地址，然后確定自己的 IPv6 網(wǎng)絡(luò)地址。早在 1999 年，日本的一些運(yùn)營商、互聯(lián)網(wǎng)服務(wù)提供商就已經(jīng)開始啟動(dòng) IPv6 的試驗(yàn)業(yè)務(wù)和服務(wù)，如 NTT， IIJ 等運(yùn)營商后開始提供實(shí)驗(yàn)性服務(wù)。如清華大學(xué)、北京大 山東科技大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 19 學(xué)、北京理工大學(xué)等高校已經(jīng)部署了 IPv6 的專網(wǎng)，為進(jìn)一步IPv6 的研究提供了一個(gè)很好的平臺(tái)，由此可看出國家對(duì)下一代網(wǎng)絡(luò)的重視。目前針對(duì) IPv4v6 過渡問 題已經(jīng) 提出了許 多機(jī)制 ，它們的 實(shí)現(xiàn)原理和 應(yīng)用環(huán)境 各有側(cè)重 ，在 此我會(huì) 按照自己 所了解 的對(duì) IPv4v6 過 渡 的 基 本策略和 機(jī)制做一 個(gè)簡單 的介紹。如果 節(jié)點(diǎn) A 要向 B 發(fā) 送包， A 只是 簡單地把IPv6 頭 的目的地 址設(shè) 為 B 的 IPv6 地址 ，然后傳 遞給路由 器 X；X 對(duì) IPv6 包進(jìn)行 封裝， 然后將 IPv4 頭的 目的地址 設(shè)為路由器 Y 的 IPv4 地址 。 路由器 主 機(jī)隧道 此 時(shí)網(wǎng)絡(luò) M 只支持 IPv4， 但主機(jī) B 同時(shí)運(yùn) 行 IPv4 和 IPv6， 網(wǎng)絡(luò)的 其他部 分都只 支持 IPv6。這種情 況下，主機(jī)A 僅對(duì)發(fā) 往路由器 X 的 IPv6 包 采用隧 道方式 ；一旦 通過了只支持 IPv4 的網(wǎng)絡(luò) N，路由器 X 就對(duì) 這些通 過隧道傳 送的包拆包 ， 然 后 按正 常方式通 過 IPv6 網(wǎng)絡(luò) 轉(zhuǎn)發(fā)。這些主機(jī)已經(jīng)支持兩種根本不同的網(wǎng)絡(luò)棧。因此，如同用于訪問 IP v4 網(wǎng)絡(luò)服務(wù)一樣，同一應(yīng)用也能夠用于訪問本地 IP v6 網(wǎng)絡(luò)服務(wù)。該路由器從本地IP v6 網(wǎng)絡(luò)接受 IP v6 包，將這些包封裝在 IP v4 包中，然后使用 IP v4兼容地址發(fā)送給 IP v4 網(wǎng)絡(luò)另一端的另一個(gè)雙棧路由器。使用這項(xiàng)技術(shù)時(shí) 可以將 IP v6 網(wǎng)視為一個(gè)獨(dú)立而封閉的局域網(wǎng) , 它需要使用一個(gè)地址翻譯器進(jìn)行地址翻譯。 ② 含有在應(yīng)用層進(jìn)行認(rèn)證、加密的應(yīng)用程序無法在此協(xié)議轉(zhuǎn)換中工作。 山東科技大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 30 實(shí)驗(yàn)拓?fù)鋱D： 圖 52 方案一 實(shí)驗(yàn) 拓?fù)? ? 實(shí)驗(yàn)配置參數(shù) 表 52 所有路由器的子網(wǎng)掩碼為： 路由器 型號(hào) 對(duì)應(yīng)端口的 IP 地址 R1 3640 F0/0: F1/0:20xx:1111::1 R2 3640 F0/0: F1/0: 山東科技大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 31 R3 3640 F0/0: F1/0:20xx:2222::1 R4 3640 F0/0:20xx:1111::2 Loopback 0:20xx:1111::1 R5 3640 F0/0:20xx:2222::2 Loopback 0:20xx:2222::1 ? 實(shí)驗(yàn)設(shè)備 Cisco 路由器 3640*5 ? 實(shí)驗(yàn)步驟 1. 公網(wǎng)路由器 R R R3 的初始配置： （ 1） R1 配置：基本配置、端口、路由協(xié)議的配置 基本配置： Routeren Routerconf t Router(config)no ip domainlookup Router(config)line console 0 Router(config line)exect 0 0 Router(config line)logging sy Router(config line)exit Router(config)ho R1 端口配置： R1(config)int f0/0 R1(config if)ip add R1(config if)no shut R1(config if)exit 路由配置： 山東科技大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 32 R1(config)router eigrp 100 R1(configrouter)no au R1(configrouter) R1(configrouter)exit （ 2） R2 配置：基本配置、端口、路由協(xié)議的配置 基本配置： Routeren Routerconf t Router(config)no ip domainlookup