网络模拟器中无状态IP/ICMP翻译算法协议的实现

摘要

随着Internet的发展，IPv4协议已逐渐显现出其能力上的局限性和缺点，这导致了IPv6协议的产生，IPv6以其巨大的地址空间、安全性、较强的移动支持能力等优势将会逐步取代IPv4。但是由于IPv4网络已存在了许多年了，不可能在短时间内被IPv6网络所取代，因此这个演化过程将会是长期的、渐进的。为了实现IPv4向IPv6的平滑过渡，目前已经研究制定出了一系列的IPv4向IPv6过渡的相关解决方案，并且还不断有改进草案或新的协议开发出来。另一方面，对于这些新解决方案需要进行验证、分析和优化以便在实际应用中取得更好的效果。NS-2网络模拟器作为一种优秀的开源的网络模拟软件是完成这些工作的一个很高效的工具，能用相对很少的时间和费用了解网络在不同条件下的各种特性，获取网络研究的丰富有效的数据。 SIIT(无状态IP/ICMP翻译算法)协议是IPv4/IPv6过渡机制中的一种协议翻译方案，它定义了在IPv4和IPv6的分组报头之间进行翻译的算法，使得IPv4节点和IPv6节点可以直接相互通信。该算法也被很多其它的协议翻译过渡方案所采用。但在目前NS-2的最新版本中也还没有实现SIIT协议，因此研究NS-2下SIIT协议的扩展实现对于借助NS-2软件进行相关的协议过渡方案的研究具有重要的意义。 本文的研究内容包括分析和研究SIIT协议以及相关的IPv4/IPv6协议和ICMPv4/ICMPv6协议，总结它们之间的关系和相互作用；分析和研究NS-2网络模拟器的工作原理以及在其上进行功能扩展的方法；在此基础上进行了SIlT协议在NS-2下的设计实现，工作分为无线环境和有线环境两部分，在无线环境下，进行了SIIT协议在NS-2下的设计和实现，为NS-2的构件库增加了SIIT代理构件从而能在NS-2中进行相关的模拟研究；在有线环境下，则进行了SIIT协议在NS-2下的扩展设计。最后，通过两个模拟实验验证了无线环境下的SIIT功能。 通过对以上内容的研究，扩展了NS-2的功能，为进行与SIIT协议相关的研究提供了一种新的手段，也为SIIT协议的网络教学提供了一种新的更为直观形象的方式，对采用了SIIT协议算法的其它协议翻译机制在NS-2下的扩展实现也具有一定的借鉴作用。

目录

文摘

英文文摘

声明

1绪论

1.1研究背景

1.2课题的学术和实用意义

1.3国内外现状综述

1.4课题研究目的

2 SIIT协议

2.1 IPv4规范

2.1.1 IPv4分组格式

2.1.2 IPv4寻址体系

2.2 IPv6规范

2.2.1 IPv6分组格式

2.2.2 IPv6扩展报头

2.2.3 IPv6寻址体系

2.3 IPv4/IPv6网络过渡机制

2.3.1 IPv4/IPv6网络过渡的内容

2.3.2 IPv4/IPv6网络的过渡技术

2.4 SIIT协议

2.4.1 SIIT相关术语

2.4.2 SIIT的应用场景

2.4.3 SIIT的适用性和限制性

2.4.4将IPv4数据报翻译为IPv6数据报

2.4.5将IPv6数据报翻译为IPv4数据报

3 NS-2网络模拟器

3.1通用网络模拟概述

3.2 NS的设计目标

3.3 NS原理概述

3.3.1离散事件模拟器

3.3.2丰富的构件库

3.3.3分裂对象模型

3.4 NS-2网络模拟器

3.4.1 NS-2体系结构

3.4.2 NS-2的基类

3.4.3 NS-2的功能模块

4 SIIT在NS-2中的扩展设计

4.1使用NS进行网络模拟的方法、过程

4.2在NS-2中添加SIIT模块

4.3无线环境下的扩展

4.3.1设计的主要内容

4.3.2新增IP分组头

4.3.3 SIIT协议代理

4.3.4实现分段功能

4.3.5设计中的其余内容

4.4有线环境下的扩展设计

5模拟实验及结果分析

6结论和展望

6.1结论

6.2进一步的工作

致谢

参考文献

附录