【正文】 由器，有該路由器對 IP v4 包拆包，釋放出 IP v6 包并轉(zhuǎn)發(fā)給本地的 IPv6 主機。當(dāng)內(nèi)網(wǎng)的主機向外發(fā)送數(shù)據(jù)包時 , 將內(nèi)部的 IP 地址轉(zhuǎn)換為外部的公網(wǎng)地址 , 當(dāng)數(shù)據(jù)包從外部網(wǎng)絡(luò)回復(fù)數(shù)據(jù)包時 , 再將公網(wǎng)地址轉(zhuǎn)換為內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)的地址。 山東科技大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 28 5 不同需求下的三種接入方案 網(wǎng)絡(luò)中心工作小組的接入方案 背景描述 ? 應(yīng)用背景： 在一個高校的網(wǎng)絡(luò)中，按照層次結(jié)構(gòu)劃分校園中心機房屬于核心層，學(xué)院中心機房為匯聚層，然后各個教育科研辦 公室是網(wǎng)絡(luò)的邊緣接入層，現(xiàn)在為了完成對下一代 IP v6 網(wǎng)絡(luò)的技術(shù)性研究，在位于網(wǎng)絡(luò)核心層的一個網(wǎng)絡(luò)研究小組要求接入純 IP v6 網(wǎng)絡(luò)，對 IP v4 網(wǎng)絡(luò)不進行訪問。校園內(nèi)其他網(wǎng)絡(luò)不變。 ? 技術(shù)背景： 通過對應(yīng)用背景的分析我們了解到現(xiàn)在位于核心層的一個網(wǎng)絡(luò)研究小組要求接入 IP v6 網(wǎng)絡(luò)，他們是直接與核心出口路由器相連，我們完全可以在核心路由器上做一個隧道的配置來滿足這個網(wǎng)絡(luò)小組的網(wǎng)絡(luò)要求。將網(wǎng)絡(luò)地址轉(zhuǎn)換機制與協(xié)議轉(zhuǎn)換機制相結(jié)合而產(chǎn)生的 N AT PT 可以通過對協(xié)議、地址的轉(zhuǎn)換實現(xiàn) IP v6 和 IP v4 之間的相互通信。在 IP v4 網(wǎng)絡(luò)上以隧道方式傳送 IP v6 包使上圖中的示例得以改變。網(wǎng)絡(luò) C 是嚴(yán)格的 IP v6 網(wǎng)絡(luò)，從網(wǎng)絡(luò) A 到網(wǎng)絡(luò) C 沒有 IP v6 路徑。IP v4/IP v6 雙棧節(jié)點與其他類型的多棧節(jié)點的工作方式相同。到那時，升級系統(tǒng)將需要保持與IP v4 系統(tǒng)的互操作能力。但 是路由 器 Y 必須將 IPv6 包封 裝在 IPv4包 中 ， 以 便通 過只支持 IPv4 的網(wǎng)絡(luò) M。 IPv4 兼 容地址 是指在 128 位地 址中，高 階的 96 位全 部為 0，而最 后的 32 位包含 IPv4 地址 。 縱觀各 種演進 策略， 主流技 術(shù) 主要 是隧道 技術(shù)與雙棧協(xié)議。而且，目 前許多企 業(yè)和用戶 的日常 工作越來 越依賴于 Inter，它們 無法容忍 在協(xié)議過 渡過程 中出現(xiàn)的 問題 。 20xx 年 6 月 9 日，美國國防部發(fā) 表了一份備忘錄，決定采用新的政策在整個部門中部署IPv6。 （ 4）提供了對 Inter 協(xié)議安全性的更好支持，在使用 IPv6網(wǎng)絡(luò)中用戶可以對網(wǎng)絡(luò)層的數(shù)據(jù)進行加密并對 IP 報文進行校驗，極大的增強了網(wǎng)絡(luò)的安全性。它指明剩余的凈荷已經(jīng)加密，并為已獲得授權(quán)的目的節(jié)點提供足夠的解密信息。 山東科技大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 15 ? 分段頭： 此擴展頭包含一個分段偏移值、一個“更多段”標(biāo)志和一個標(biāo)識符字段。只要包的凈荷超過 65535 字節(jié)(其中包括逐跳選項頭 )，就必須包含該選項。 IPv6 中實現(xiàn)的擴展頭可以消滅或至少大量減少選項帶來的對性能的沖擊。逐跳分段被認為是一種有害的方法。但是，經(jīng)過多次討論后這個字段的名字改為“類別”，且長度也擴大到了 1 字節(jié)。進一步考慮一個包流從一臺主機發(fā)往另一主機時 在它所經(jīng)過的路徑上將發(fā)生的事情：每個中間路由器對每個包的處理將導(dǎo)致在鏈路上輕微地增加延時。長度為 128 位，指出了 IPv6 包的接收方地址。長度 8 位。在 RFC1883 中這個字段最初被設(shè)計為 24 位，但當(dāng)類別字段的長度增加到 8 位后，流標(biāo)簽字段被迫減小長度來作補償。 IPv6 協(xié)議為對其包頭定義了以下字段： ? 版本： 長度為 4 位，對于 IPv6，該字段必須為 6 ? 類別： 長度為 8 位， 指明為該包提供了某種“區(qū)分服務(wù)”。 封裝安全性提供機制，可以用來加密 IP 包的凈荷，或者在加密整個 IP 包后以隧道方式在 Inter 上傳輸。 5. 身份驗證和保密 RFC1825(IP 的安全性體系結(jié)構(gòu) )描述了 IP 的安全性體系結(jié)構(gòu)，包括 IPv4 和 IPv6。包含巨型凈荷的包需要受到特別對待，因為并不是所有鏈路都有能力處理那樣長的傳輸單元，且路由器希望盡量避免把它們發(fā)送到不能處理的網(wǎng)絡(luò)上。為便于說明，考慮以下兩種不同類型的擴展部分：分段頭和選路頭。 IPv6 使用了固定格式的包頭并減少了需要檢查和處理的字段的數(shù)量，這將使得選路的效率更高。從 3 2 位地址到 1 2 8 位地址的變化代表了一個重大的轉(zhuǎn)變，但如何制定和分配 IPv6 地址直到 1998 年秋天也沒有定論。 目前國內(nèi)的很多業(yè)務(wù)都是基于 IPv4 來開展的，但是幾年來由于受到 IPv4 網(wǎng)絡(luò)地址資源枯竭的影響，很多網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)受到了影響，如果我們能掌握好下一代網(wǎng)絡(luò)的運行機制，將現(xiàn)在和各 種業(yè)務(wù)需求完美的遷移到 IPv6 網(wǎng)絡(luò)上，在將是我們占去 IPv6 網(wǎng)絡(luò)優(yōu)勢的一個先機。 IP 主機移動性的增強 也要求當(dāng)主機在不同網(wǎng)絡(luò)間移動和使用不同的網(wǎng)絡(luò)接入點是能提供更好的配置支持。據(jù)中國移動研究院黃曉慶院長預(yù)測，在未來 5 年中，僅僅是移動互聯(lián)網(wǎng)的 IP 地址需求，預(yù)計就會達到 59 億，全球剩余的 IPv4 地址也不能滿足中國的需求， 解決 IPv4 地址的短缺問題已進入倒計時 。 IPv4 就是這樣一種東西，而當(dāng)這種好的事物已經(jīng)成為基礎(chǔ)設(shè)施的一部分的時候，對它的維護變得非常重要，而了解何時對它進行升級以及如何以最少的混亂、最低的代價進行升級則顯得尤其重要。有權(quán)將論文（設(shè)計）用于非贏利目的的少量復(fù)制并允許論文（設(shè)計）進入學(xué)校圖書館被查閱。 IPv6。 of the current IPv4 to IPv6 transition technology, at this stage in the research study CERNET2 campus work access technologies and programs based on the tunneling technology is presented based on pure IPv6 work center access, and dual stack based on double tunnel agreement, the office of a college, while IPv4 and IPv6 access, and schoolbased ISATAP tunnel mode single point of customer access to IPv4 and IPv6, while three possible IPv6 work access solutions, and built a simulation environment, pleted a certain sense, usability testing. Key words: CERNET2。 作者簽名： 日期： 畢業(yè)論文（設(shè)計）授權(quán)使用說明 本論文（設(shè)計）作者完全了解 **學(xué)院有關(guān)保留、使用畢業(yè)論文（設(shè)計）的規(guī)定，學(xué)校有權(quán)保留論文（設(shè)計）并向相關(guān)部門送交 論文（設(shè)計）的電子版和紙質(zhì)版。但不幸的是，一些現(xiàn)在看來不錯的事物并不意味著能夠 永遠使用下去無論他現(xiàn)在是多么的輝煌，他或者將會過時，或者將被開始殆盡，總會有新鮮的事物遮蓋它原有的光芒。 特別是近三年，我國 IPv4 地址的增長量遠遠落后于網(wǎng)民的增長量， 3G 引發(fā)的移動互聯(lián)網(wǎng)熱潮對 IP 地址的海量需求更會讓中國 IP 地址捉襟見肘。 ? IP 安全性缺陷：安全性一直被認為是由網(wǎng)絡(luò)層以上的層來負責(zé)，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。本文的研究意義主要有以下幾個方面： （ 1）通過對 IPv6 網(wǎng)絡(luò)的理解與學(xué)習(xí)，掌握下一代網(wǎng)絡(luò)的運行機制，以便更好的在基于 IPv6 的網(wǎng)絡(luò)上開展業(yè)務(wù)?，F(xiàn)在 RFC1884 已經(jīng)被 RFC 2373 所替代， 1998 年夏天 I E T F 批準(zhǔn)了一個草案來替換 RFC 1883。它與 IPv4 包 頭的不同在于， IPv4 中包含至少 12個不同字段，且長度在沒有選項時為 20 字節(jié)，但在包含選項時可達 60 字節(jié)。通過這種方法，選項頭只有在必要的時候才需要檢查和處理。第一個逐跳選項被定義用于超長 IP 包 (巨型凈荷 )。對流中的包的處理可以與其他包不同，但無論如何，對于它們的處理更快，因為路由器無需對每個包頭重新處理。如果兩個數(shù)值相等，接收方可以確認數(shù)據(jù)在傳輸過程中沒有被改變；如果不相等，接受方可以推測出數(shù)據(jù)或者是在傳輸過程中遭到了破壞，或者是被某些人進行了故意的修改。在 IPv6 中，包頭以 64 位為單位，且包頭的總長度是40 字節(jié)。流標(biāo)簽和源節(jié)點地址唯一標(biāo)識了一個業(yè)務(wù)流。 ? 跳極限。 ? 目的地址。 但是，這種方法的效率可能不太高，尤其是當(dāng)包并不是孤立的，且實際上是兩個通信系統(tǒng)間的業(yè)務(wù)流的一部分時。 業(yè)務(wù)流類別 最早有關(guān) IPv6 的 RFC1883 中定義了 4 位優(yōu)先級字段，這意味著每個包可能具備 16 個優(yōu)先級中的一個。 分段 IPv6 的分段只能由源節(jié)點和目的節(jié)點進行，這樣就簡化了包頭并減少了 用于選路的開銷。這使得 IPv4 選項引發(fā)一個路由器把包含該選項的包擱置一邊，等到有時間的時候 再進行處 山東科技大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 14 理。巨型凈荷選項指明包的凈荷長度超過 IPv6 的 16 位凈荷長度字段。如此繼續(xù)，直到包到達其最終目的地。這是最后一個擴展頭，不進行加密。對于 IPv4 在處理移動性時主要是通過外地代理來解決，多個移動節(jié)點共享一個轉(zhuǎn)交地址，這樣做主要還是出于考慮 IPv4 地址空間的局限性，在引入 IPv6 之后巨大的地址空間使得地址的自動配置變得非常簡單，移動節(jié)點可以很簡單地快速的得到一個轉(zhuǎn)交地址，這樣使得 IPv6 不再需要外地代理，同樣也不需要外地代理轉(zhuǎn)交地址了，也就是說，移動 IPv6 中唯一的一種轉(zhuǎn)交地址是配置轉(zhuǎn)交地址。 很長一段時間以來， IPv6 在美國的發(fā)展都處于休眠狀態(tài)，而 20xx 年 6 月美國國防部公布將不再購買不支持 IPv6 的網(wǎng)絡(luò)硬件設(shè)備的消息令業(yè)界為之一振。 山東科技大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 20 4 IPv4 到 IPv6 的過渡技術(shù) 由于 Inter 的規(guī)模以 及目前 網(wǎng)絡(luò)中數(shù) 量龐大的 IPv4用 戶和設(shè)備 ， IPv4 到 IPv6 的過 渡不可能 一次性實 現(xiàn)。特別是 IETF 組織 專門成立 了一個 研究此演 變的研究小組 NGTRANS，已 提交了 各種演 進策 略草案 ，并力 圖使之成為 標(biāo)準(zhǔn)。 山東科技大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 22 圖 41 通過在雙棧 IPv4/IPV6 路由器之間使用隧道連接 IPv6 網(wǎng)絡(luò)孤島的連接可以跨越 IPv4 海洋 包含 IPv4 地址的 IPv6 地址 大至可分 為兩類 ： IPv4 兼容地 址和 IPv4 映 射地址 。 在網(wǎng)絡(luò) 的其他部 分， IPv6包 可以自由 傳送。很長時間內(nèi)， IP v4 仍將存在，即使一些網(wǎng)絡(luò)或連網(wǎng)時間的其余部分已升級為 IP v6。鏈路層接收到數(shù)據(jù)段并拆開，段頭指明數(shù)據(jù)報是發(fā)給TCP/IP 棧還是發(fā)給 IP X 棧，然后將該包傳遞給正確的棧處理。如下圖所示，可以與雙棧節(jié)點 D 互操作的節(jié)點包括：網(wǎng)絡(luò) A 和網(wǎng)絡(luò) B 中的 IP v4 節(jié)點或 IP v6 節(jié)點、網(wǎng)絡(luò) M 中的所有 IP v4 節(jié)點，但 D 不能和網(wǎng)絡(luò) C 中的節(jié)點互操作。 山東科技大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 26 圖 43 根據(jù)是否能在 IPv4 網(wǎng)絡(luò)中按隧道方式轉(zhuǎn)發(fā) IPv6 包，雙棧 節(jié)點、路由器和網(wǎng)絡(luò)提供不同程度的互操作性 支持隧道方式的雙棧節(jié)點增加了在 IP v4 網(wǎng)絡(luò)上進行互操作的能力，而無需額外的 IP v6 路由器。 協(xié)議轉(zhuǎn)換是指根據(jù) IPv6 和 IP v4 之間的差異對數(shù)據(jù)包的首部做相應(yīng)的修改以符合對方網(wǎng)絡(luò)的格式要求 , 并且由于網(wǎng)絡(luò)層協(xié)議的改變要對上層的 TCP、 UDP、 ICMP 等數(shù)據(jù)包做相應(yīng)的修改。校園內(nèi)其他網(wǎng)絡(luò)用戶不要求接入。 ? 技術(shù)背景 通過對應(yīng)用背景提出網(wǎng)絡(luò)要求的分析，我們可以通過在核心路由器上建雙棧協(xié)議，同時在學(xué)院科研辦公室的出口