OLT嵌入软件IPv6协议栈路由模块的设计实现

论文摘要

IP是TCP/IP协议族的网络层协议。IPv4(Internet Protocol Version 4)是最广泛应用的网络层协议,但在使用过程中也逐渐暴露出不少缺陷。IPv6(Internet Protocol Version 6)是IETF(Internet Engineering Task Force,互联网工程任务组)设计的用于替代IPv4的下一代IP协议。IPv6最显著的特征是采用128位地址长度,几乎可以不受限制地提供网络地址。它还具有结构化的路由、方便的网络管理,同时增强了安全性、服务质量和移动性的支持。IPv6取代IPv4是必然的发展趋势。以PON接入技术为代表的宽带接入技术同样在向IPv6演进。运营商已经明确要求PON设备支持IPv6。一些主流的设备厂商已经提出了IPv6接入方案。在PON设备嵌入式系统上进行IPv6协议栈设计开发,具有重要的研究意义和应用价值。本文所述的研究工作就是在此背景下展开的。进行的主要研究开发工作有：一、首先深入研究了IPv6相关协议,分析了IPv6的核心内容如地址体系结构、数据报文解析、ICMPv6协议、ND协议及IPv6过渡策略等。二、对Linux内核IPv6协议栈开放源码进行了研究,分析代码结构,掌握关键数据结构和函数,了解其实现方法。三、根据实际软硬件环境进行IPv6协议栈开发需求分析,提出了某厂家OLT设备IPv6协议栈移植总体设计方案,包括功能模块划分、模块接口设计等内容。四、重点研究了其中的路由模块,阐明路由模块的概念、功用,并对其进行了详细设计。最后搭建了PON系统嵌入式开发环境,在基于VxWorks的专用软件平台GWD VOS上对Linux内核IPv6协议栈代码进行修改,实现了IPv6协议栈路由模块,并调试编译通过。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 研究背景及意义
• 1.1.1 Internet网际协议的发展趋势
• 1.1.2 宽带接入网对IPv6的支持
• 1.2 论文内容及结构
• 第二章 IPv6协议分析
• 2.1 IPv6的新特性
• 2.2 IPv6地址体系结构
• 2.2.1 IPv6地址表示
• 2.2.2 IPv6地址分类
• 2.2.3 单播地址
• 2.2.4 组播地址
• 2.2.5 任播地址
• 2.2.6 接口上的IPv6地址
• 2.3 IPv6数据报文
• 2.3.1 IPv6基本报头
• 2.3.2 扩展报头
• 2.4 ICMPv6
• 2.4.1 ICMPv6基本概念
• 2.4.2 ICMPv6差错消息
• 2.4.3 ICMPv6信息消息
• 2.5 IPv6邻居发现
• 2.5.1 IPv6地址解析
• 2.5.2 无状态地址自动配置
• 2.5.3 路由器重定向
• 2.6 IPv6过渡策略
• 2.6.1 IPv4/IPv6双栈
• 2.6.2 IPv6协议隧道
• 2.6.3 网络地址转换（NAT-PT）
• 第三章 IPv6协议栈移植总体方案设计
• 3.1 IPv6协议栈移植的软硬件环境
• 3.2 总体功能框图
• 3.3 模块划分及接口描述
• 3.3.1 IPv6协议栈初始化模块
• 3.3.2 数据报接收模块
• 3.3.3 数据报发送模块
• 3.3.4 数据报本地传递模块
• 3.3.5 转发数据报处理模块
• 3.3.6 IPv6扩展报头处理模块
• IP处理模块'>3.3.7 RAW_IP处理模块
• 3.3.8 ICMPv6报文处理模块
• 3.3.9 路由模块
• 3.3.10 邻居表模块
• 3.3.11 IPv6地址配置接口模块
• 3.3.12 传输层数据报处理函数注册模块
• 第四章 路由模块的设计实现
• 4.1 路由模块涉及的基本概念
• 4.1.1 转发和路由
• 4.1.2 路由规则和FIB
• 4.1.3 Radix tree
• 4.2 Linux内核IPv6路由模块代码分析
• 4.2.1 相关数据结构
• 4.2.2 数据报文转发过程
• 4.2.3 相关功能函数
• 4.3 路由模块的设计与实现
• 4.3.1 协议栈移植技术要求
• 4.3.2 相关数据结构的设计
• 4.3.3 相关功能函数的设计
• 4.3.4 与其他模块的接口
• 4.4 路由模块的调试
• 4.4.1 调试环境
• 4.4.2 调试过程及结果
• 第五章 结束语
• 5.1 论文工作总结
• 5.2 未来工作展望
• 参考文献
• 致谢
• 攻读硕士期间所发表的学术论文和参加科研课题情况