IPv4/v6多种过渡转换协议的实现与融合

摘要

近些年来IPv6技术快速兴起，以其在地址容量、安全性、网络管理、移动性以及服务质量等方面较之IPv4的明显优势，逐渐发展成为下一代互联网络协议采用的核心标准之一。现阶段由于IPv4与IPv6协议之间的不兼容性，基于IPv4的网络资源向IPv6网络的移植工作缓慢。为解决这一问题，国内外众多学者先后提出了双协议栈技术、隧道技术和翻译技术等一系列较为成熟的过渡方案。在这些过渡技术的基础上，一些过渡转换协议也应运而生，在一定程度上实现了双网的互联互通，提高了IPv6组网利用率，但各个过渡转换协议之间关联性差，应用环境单一，无法有效地适用于当前复杂条件下的网络环境。
　　基于上述原因，本文结合各种过渡技术的优点和应用场景，提出并实际实现了一种融合多种IPv4/v6过渡转换协议技术的多种过渡转换协议统一系统，并在实际应用场景中测试验证了设计效果。
　　本文首先对IPv6协议进行研究，并与IPv4协议进行对比。介绍了目前国内外采用的三种IPv4/v6过渡方案:双协议栈技术、隧道技术和翻译技术，并分析了每个技术的优劣，提出了针对不同环境下过渡技术的选择方案;
　　其次，本文提出了IPv4/v6多种过渡转换协议统一系统，阐述了系统的设计思想和整体架构。对于系统内部，当数据包进入内核需要转发时，利用虚拟设备技术根据数据包的不同，通过特定路由将数据包送入对应的过渡转换协议模块进行相应处理，使得过渡转换协议统一系统能够适用于更多的网络环境并灵活选择当前所适用的过渡转换协议。并且根据当前三种主流过渡转换协议的定义，在多种过渡转换协议统一系统上重新设计AFTR模块、NAT64模块和IVI模块等主要功能。
　　之后，本文根据之前设计实现了IPv4/v6多种过渡转换协议统一系统，并且通过在多种过渡转换协议统一系统中重新实现各过渡转换协议模块功能，将多种过渡转换协议进行融合，对用户提供一套统一格式的的配置命令，解决他们之间可能产生的冲突，使得能够更快捷、充分地使用IPv6网络。
　　最后，本文对多种过渡转换协议统一系统进行功能一致性测试、连通性测试等，验证DS-Lite、IVI、NAT64等过渡转换协议各功能模块主要功能及性能指标是否满足要求，给出实验结果及问题分析。

目录

声明

致谢

摘要

1 引言

1．1 研究背景

1．2 国内外研究现状

1．3 研究意义

1．4 论文的组织结构

2 相关技术介绍

2．1 IPv6协议研究及与IPv4协议对比

2．2 IPv4／v6节点类型及过渡原则

2．3 IPv4／v6过渡技术

2．3．1 双栈技术

2．3．2 转换技术

2．3．3 隧道技术

2．4 IPv4／v6过渡技术的选择

2．5 本章小结

3 IPv4／v6多种过渡转换协议统一系统设计

3．1 多种过渡转换协议统一系统设计

3．2 多种过渡转换协议设计

3．2．1 DS-Lite协议实现方案设计

3．2．2 NAT64协议实现方案设计

3．2．3 IVI协议实现方案设计

3．3 虚拟设备设计

3．4 本章小结

4 IPv4／v6多种过渡转换协议的具体实现与融合

4．1 IPv4／v6多过渡转换协议统一系统

4．1．1 线程添加

4．1．2 路由导流

4．2 AFTR模块融合

4．2．1 AFTR模块总体实现

4．2．2 AFTR模块功能实现

4．3 NAT64模块融合

4．3．1 NAT64模块总体设计

4．3．2 NAT64模块功能实现

4．4 IVI模块融合

4．4．1 IVI模块总体设计

4．4．2 IVI模块功能实现

4．5 本章小结

5 IPv4／v6多种过渡转换协议统一系统测试

5．1 测试目的

5．2 测试项目

5．2．1 DS-Lite协议融合测试

5．2．2 NAT64协议融合测试

5．2．3 IVI协议融合测试

5．3 本章小结

6 结论

参考文献

作者简历

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