基于IPv6校园网的过渡技术研究与实现

论文摘要

随着Internet的飞速发展,目前基于IPv4的互联网在实际应用中越来越暴露出其不足之处:如地址空间的日益耗尽、服务质量、网络安全等问题。这些问题已经成为制约互联网发展的严重障碍,只有通过下一代互联网的建设才能彻底、有效地解决上述问题,于是基于IPv6互联网技术应运而生了。IPv6作为Internet协议的下一版本,取代IPv4已成必然,IPv6协议的新特性将为下一代互联网的应用和发展提供了更加广阔的前景和完善的支持。Internet在我国的发展也已近10年,网络规模已相当可观,要将一个商用网由IPv4改造为IPv6也是困难的。但是IPv4地址的严重短缺问题在严重地威胁着我们,特别是严重影响IP网的持续发展。我国的人口基数甚大,经济增长的势头良好,固定通信网的规模和移动通信网的规模已居世界第二位。IPv4无法满足我国高速发展的需求。从技术上讲,尽管采用私有地址,通过NAT转换可以解决部分地址问题,但大量的实践已表明,这并非是好办法。最好的办法是及时采用IPv6技术。作为IPv4的下一代协议,IPv6克服了前辈IPv4所有缺点,并针对下一代网络提出了很多确实有效的改进,在地址空间、服务质量、安全性和移动性等方面具有明显的优势,使得通信更加稳定和完善。Internet上成千上万的主机、路由器等网络设备都运行着IPv4协议。IPv4向IPv6的过渡不可能一蹶而就,在很长一段时间内两者会共存。IPv6不是对IPv4的简单升级,由于头部特征和地址配置机制的差异,两者无法实现完全兼容。如何平滑、渐进地过渡到IPv6是必须要解决的一个问题。校园网同样面临这样的问题,所以研究基于校园网的IPv4向IPv6的平滑过渡技术是十分必要的。本文首先简述IPv6技术的特点和优势,介绍了地址表示方法及报头特点,并对IPv6协议、IPv4协议进行比较分析;然后研究了IPv6中的路由技术,给出过渡原因;接着研究了三种常见的过渡技术:双栈技术、隧道技术、NAT-PT协议转换,针对校园网中特殊的过渡情况,将来有很长时间处于IPv4和IPv6共处的环境,结合当前以IPv4为主的网络中提出了在校园网中兼容IPv6网络方案。并针对校园网设计系统环境来真实仿真可能出现的几种过渡技术。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 研究背景
• 1.2 研究内容及论文结构
• 第2章 IPv6技术及过渡现状
• 2.1 IPv6技术的研究
• 2.1.1 IPv6地址表示
• 2.1.2 IPv6地址分类
• 2.1.3 IPv6报头结构
• 2.1.4 IPv6消息协议
• 2.1.5 IPv6路由技术
• 2.1.6 IPv6安全性
• 2.2 IPv6的过渡技术
• 2.2.1 双协议栈技术
• 2.2.2 隧道技术
• 2.2.3 协议转换技术
• 2.2.4 三种过渡方案的对比研究
• 2.3 本章小结
• 第3章 校园网的IPv6构架方案
• 3.1 园区网的建设需求
• 3.2 校园网IPv6过渡方案
• 3.3 校园网接入Cernet2策略
• 3.4 本章小节
• 第4章 校园网过渡技术仿真与实现
• 4.1 仿真环境的构建
• 4.1.1 仿真平台的构建
• 4.1.2 仿真平台的登入
• 4.2 局域网内的IPv6主机联通实现
• 4.2.1 实验环境及拓扑结构
• 4.2.2 IPv6实验主机的配置
• 4.2.3 其它操作系统的IPv6设置
• 4.3 双协议栈仿真
• 4.4 NAT-PT技术仿真实现
• 4.4.1 静态NAT-PT仿真实现
• 4.4.2 动态NAT-PT仿真实现
• 4.5 隧道技术仿真实现
• 4.5.1 系统拓扑及目的
• 4.5.2 系统配置
• 4.5.3 系统测试及结论
• 4.6 改进 IPsec过渡隧道仿真实现
• 4.6.1 IPsec技术
• 4.6.2 系统配置
• 4.6.3 系统测试及结论
• 4.7 基于IPv6的UDP通信测试
• 4.7.1 Windows下的Socket接口编程
• 4.7.2 系统测试
• 4.8 本章小结
• 第5章 总结与展望
• 5.1 总结
• 5.2 展望
• 参考文献
• 致谢
• 附录