畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）基于雙協(xié)議棧實(shí)現(xiàn)IPv4到IPv6過渡的設(shè)計(jì)

1、畢 業(yè) 論 文（設(shè)計(jì)）論文（設(shè)計(jì)）題目：基于雙協(xié)議棧實(shí)現(xiàn)ipv4到ipv6過渡的設(shè)計(jì)系 別： 專 業(yè)： 學(xué) 號(hào)： 姓 名： 指導(dǎo)教師： 時(shí) 間： 畢 業(yè) 論 文（設(shè) 計(jì)） 開 題 報(bào) 告系別:計(jì)算機(jī)與信息科學(xué)系 專業(yè):網(wǎng)絡(luò)工程學(xué) 號(hào)姓 名論文（設(shè)計(jì)）題目基于雙協(xié)議棧實(shí)現(xiàn)ipv4到ipv6過渡的設(shè)計(jì)命題來源教師命題 學(xué)生自主命題 教師課題選題意義:本選題的目的是在基于雙協(xié)議棧實(shí)現(xiàn)ipv4到ipv6的平滑過渡。 隨著互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用的飛速增長，當(dāng)前的互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議ipv4的缺點(diǎn)已經(jīng)越來越突出。 ipv6作為ietf確定的下一代互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議，有望徹底解決ipv4存在的問題。ipv6協(xié)議解決ipv4協(xié)議中地址枯竭

2、，安全性不足以及移動(dòng)性差等問題，但是，從ipv4到ipv6是一個(gè)逐漸演進(jìn)的過渡過程，在 ipv6完全取代ipv4之前，兩種協(xié)議不可避免地有很長一段共存期。在初始階段，孤立的ipv6網(wǎng)絡(luò)和大量的ipv4網(wǎng)絡(luò)共存，隨著ipv6的大規(guī)模發(fā)展，出現(xiàn)骨干internet網(wǎng)絡(luò)逐漸過渡到ipv6為主的階段，本文基于雙協(xié)議棧的過度技術(shù)進(jìn)行研究，雙棧機(jī)制是使ipv6節(jié)點(diǎn)與ipv4節(jié)點(diǎn)兼容的最直接的方式，在ipv6發(fā)展過程中該項(xiàng)技術(shù)可以幫助ipv6業(yè)務(wù)在現(xiàn)有的成熟的ipv4網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)架構(gòu)上進(jìn)行各種業(yè)務(wù)的互操作，逐步解決ipv4網(wǎng)絡(luò)存在的問題，實(shí)現(xiàn)現(xiàn)有的ipv4網(wǎng)絡(luò)向ipv6網(wǎng)絡(luò)的平穩(wěn)過渡，更重要的是使得ipv4網(wǎng)絡(luò)

3、和ipv6網(wǎng)絡(luò)的互通性好,還能保障internet網(wǎng)絡(luò)長期穩(wěn)定運(yùn)行。對(duì)于目前的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境來說,實(shí)現(xiàn)完全的雙協(xié)議棧網(wǎng)絡(luò)不需特殊配置,業(yè)務(wù)開展非常方便,對(duì)于ipv6的試驗(yàn)應(yīng)用和業(yè)務(wù)也很有利,是目前開展ipv6網(wǎng)絡(luò)試驗(yàn)的重點(diǎn)之一。研究綜述: ipv6已被認(rèn)為是下一代互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)協(xié)議核心標(biāo)準(zhǔn)之一，是為了解決ipv4存在的問題：安全性不高、路由表過度膨脹等，特別是ipv4地址的匾乏而應(yīng)運(yùn)而生的,對(duì)于ipv4仍然很好的支撐著的internet而言，ipv6協(xié)議得到廣泛應(yīng)用需要一個(gè)過程。使用ipv6協(xié)議棧并希望能夠與當(dāng)前的internet正常通信，研究者們必須開發(fā)出ipv4 / ipv6互通技術(shù)以保證ipv4能夠

4、平穩(wěn)過渡到ipv6，為了解決由ipv4向ipv6過渡問題和高效無縫互連問題，國際上，ietf組建了專門的working group即ngtrans工作組來處理這個(gè)問題。目前已經(jīng)出現(xiàn)了多種過渡技術(shù)和互連方案，這些技術(shù)各有特點(diǎn)，用于解決不同過渡時(shí)期、不同環(huán)境的通信問題。有一些已經(jīng)相當(dāng)成熟并形成了rfc，有一些還只是作為internet draft，有待進(jìn)一步完善。目前，解決ipv4網(wǎng)絡(luò)向ipv6過渡問題成熟的技術(shù)主要有三種：雙協(xié)議棧技術(shù)（dual stack）、隧道技術(shù)（tunnel）、協(xié)議翻譯技術(shù)（nat-pt）。本文主要研究雙協(xié)議棧過渡技術(shù)： （1）基本原理：主機(jī)同時(shí)運(yùn)行ipv4和ipv6兩套

5、協(xié)議棧，同時(shí)支持兩套協(xié)議。這是使ipv6節(jié)點(diǎn)保持 與純ipv4節(jié)點(diǎn)兼容最直接的方式，針對(duì)的對(duì)象是通信端節(jié)點(diǎn)（包括主機(jī)、路由器）。支持雙協(xié)議棧的ipv6節(jié)點(diǎn)與ipv6節(jié)點(diǎn)互通時(shí)使用ipv6協(xié)議棧，與ipv4節(jié)點(diǎn)互通時(shí)借助于4over6使用ipv4協(xié)議棧。 （2）ipv4/ipv6雙協(xié)議棧結(jié)構(gòu)：這是在同一個(gè)節(jié)點(diǎn)啟用兩種協(xié)議的協(xié)議棧結(jié)構(gòu)，盡管兩者都基于相 同的物理平臺(tái)，但由于ipv6和ipv4是不兼容的兩種網(wǎng)絡(luò)層協(xié)議, 而加載于其 上的傳輸層協(xié)議tcp和udp也有所不同，故形成了雙協(xié)議棧結(jié)構(gòu)，如下圖1所示：圖1 雙協(xié)議棧結(jié)構(gòu) （3）雙棧方式的工作機(jī)制：鏈路層解析出接收到的數(shù)據(jù)包的數(shù)據(jù)段，拆開并檢查包

6、頭。如果ipv4/ipv6 包頭中的第一個(gè)字段，即ip包的版本號(hào)是4，該包就由ipv4的協(xié)議棧來處理；如果 版本號(hào)是6，則由ipv6的協(xié)議棧處理。研究的目標(biāo)和主要內(nèi)容：本選題主要研究雙協(xié)議棧技術(shù)在ipv4到ipv6過渡過程的應(yīng)用，根據(jù)雙協(xié)議棧的基本理論并結(jié)合模擬軟件dynamips gui來搭建一個(gè)虛擬的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境，該虛擬網(wǎng)絡(luò)環(huán)境是由ipv4“海洋”和ipv6“小島”組成，在ipv4“海洋”和ipv6“小島”的邊界設(shè)備（節(jié)點(diǎn)）上應(yīng)用雙協(xié)議棧技術(shù)模擬從ipv4網(wǎng)絡(luò)向ipv6網(wǎng)絡(luò)過渡的過程，以達(dá)到由ipv4到ipv6網(wǎng)絡(luò)的平滑過渡。本選題研究內(nèi)容如下： (1)對(duì)ipv4和ipv6協(xié)議的相關(guān)特性、現(xiàn)狀

7、、發(fā)展方向進(jìn)行詳細(xì)的介紹，分析和研究； (2)介紹現(xiàn)在的由ipv4到ipv6的主流過渡技術(shù)特點(diǎn)和現(xiàn)狀，并通過對(duì)比簡述各種過渡技術(shù)的優(yōu)劣； （3）詳細(xì)介紹雙協(xié)議棧技術(shù)的基本原理、分類以及主要應(yīng)用的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境； （4）利用dynamips gui模擬器搭建虛擬的ipv4和ipv6共存的過渡性網(wǎng)絡(luò)環(huán)境，配置好相應(yīng)的網(wǎng)絡(luò) 設(shè)備，在虛擬網(wǎng)絡(luò)中采用雙協(xié)議棧技術(shù)實(shí)現(xiàn)ipv4網(wǎng)絡(luò)和ipv6網(wǎng)絡(luò)的互聯(lián)，并詳細(xì)記錄實(shí)驗(yàn)過 程所遇到的問題； （5）測(cè)試ipv4網(wǎng)絡(luò)與ipv6網(wǎng)絡(luò)間的互通性，給出并分析相應(yīng)的參數(shù)； （6）詳述在實(shí)驗(yàn)過程所遇到的問題，并作詳細(xì)分析，提出相應(yīng)的解決方法； （7）根據(jù)實(shí)驗(yàn)整個(gè)過程，分析采用雙協(xié)

8、議棧技術(shù)在ipv4到ipv6遷移過程中的局限性和可行性。擬采用的研究方法a）查找并閱讀相關(guān)資料，了解基本的內(nèi)容，掌握技術(shù)原理；b）搜尋實(shí)驗(yàn)用的技術(shù)文檔和研究過程中用到的軟件詳細(xì)使用手冊(cè)；c）根據(jù)已有的資料設(shè)計(jì)一個(gè)ipv4和ipv6共存的實(shí)驗(yàn)網(wǎng)絡(luò)環(huán)境并利用軟件來搭建這樣一個(gè)實(shí)驗(yàn)；d）采用測(cè)試方法檢查ipv4網(wǎng)絡(luò)和ipv6網(wǎng)絡(luò)的互通性。研究工作的進(jìn)度安排2010年12月01日12月10日 與指導(dǎo)老師溝通交流，完成畢業(yè)論文選題2010年12月15日12月18日 搜集資料，查閱文獻(xiàn)，完成開題報(bào)告并完成文獻(xiàn)綜述l2011年01月10日01月15日 設(shè)計(jì)虛擬網(wǎng)絡(luò)環(huán)境l2011年01月16日02月10日 搭

9、建該網(wǎng)絡(luò)環(huán)境并記錄詳細(xì)的實(shí)驗(yàn)過程l2011年02月12日02月15日 對(duì)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行調(diào)試和測(cè)試l 2011年02月16日02月27日 整理相關(guān)實(shí)驗(yàn)資料并完成概要l2011年03月01日03月06日 根據(jù)整理出來的資料，完成畢業(yè)設(shè)計(jì)論文初稿2011年03月10日03月15日 修改畢業(yè)論文定稿，打印裝訂，準(zhǔn)備參加答辯參考文獻(xiàn)目錄1 joseph davies美. 深入解析ipv6（第二版）m.楊秩，蘇嘯鳴，吳超譯.北京:人民郵電出版社，20092 qing li美，tatuya jinmei，keiichi shima日.ipv6詳解m.卷1/卷2 陳涓, 趙振平譯.北京:人民郵電出版社，20093

10、ciprian popoviciu，eric levy-abegnoli, patrick grossetete美.部署ipv6網(wǎng)絡(luò)m.王玲芳, 張武, 趙志強(qiáng)譯.北京:人民郵電出版社，20074 diane teare, catherine paquet美.ccnp學(xué)習(xí)指南：組建可擴(kuò)展的cisco互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)(bsci)m.陳宇, 袁國忠譯.北京:人民郵電出版社，20075 regis desmeules美. cisco ipv6網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)技術(shù)m. 北京:人民郵電出版社， 2005.6 張宏科，蘇偉ipv6路由協(xié)議棧原理與技術(shù)m北京:郵電學(xué)院出版社，20067w.richard stevens美.

11、tcp/ip詳解卷1：協(xié)議m.范建華譯.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，20008gary r.wright，w.richard stevens美.tcp/ip詳解卷2：實(shí)現(xiàn)m.陸雪瑩譯.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，20009伍孝金ipv6技術(shù)與應(yīng)用.m.北京：清華大學(xué)出版社，201010ciprian popoviciu, eric levy-abegnoli, patrick grossetete美.部署ipv6網(wǎng)絡(luò)m. 王玲芳, 張武, 趙志強(qiáng)譯.北京：人民郵電出版社，2007指導(dǎo)教師意見該生的選題擬采用雙協(xié)議棧技術(shù)實(shí)現(xiàn)ipv4到ipv6過渡，難度適中，也有實(shí)用價(jià)值，工作量符合要求，同意開題。 簽名：

12、年 月 日教研室主任意見同意指導(dǎo)教師意見，同意開題。 簽名： 年 月 日 目 錄摘要1關(guān)鍵詞1引言11 ipv4過渡到ipv6的必然性2 1.1 報(bào)文格式對(duì)比 2 1.2功能的差異 22 過渡遵循的基本原則33 雙協(xié)議棧工作原理3 3.1 原理4 3.2 工作方式約定4 3.3 雙協(xié)議棧的模型54 網(wǎng)絡(luò)環(huán)境模擬6 4.1 網(wǎng)絡(luò)環(huán)境模擬軟件6 4.1.1 gns36 4.1.2 vmware workstation6 4.2 過渡方案設(shè)計(jì)6 4.2.1 試驗(yàn)環(huán)境7 4.2.2 網(wǎng)絡(luò)配置7 4.2.3 模擬測(cè)試結(jié)果 95 總結(jié) 10參考文獻(xiàn) 10abstract 10key words11致謝 1

13、1 基于雙協(xié)議棧實(shí)現(xiàn)ipv4到ipv6過渡的設(shè)計(jì) 網(wǎng)絡(luò)工程專業(yè) 指導(dǎo)教師 摘要 如今，由于internet的規(guī)模的不斷地增大，龐大的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備需要更多的ipv4地址資源，然而目前的ipv4地址已無法滿足internet的高速地發(fā)展，再者就是物聯(lián)網(wǎng)的逐步由實(shí)驗(yàn)室走到現(xiàn)實(shí)生活，無疑讓本來就稀缺的ipv4地址資源更顯不足。由此看來，新的地址協(xié)議ipv6取代ipv4是必然趨勢(shì)。問題在于，就目前大量部署基于ipv4應(yīng)用的網(wǎng)絡(luò)不可能在短時(shí)間內(nèi)就被ipv6網(wǎng)絡(luò)替代，在ipv6網(wǎng)絡(luò)完全取代ipv4網(wǎng)絡(luò)之前，必須得有個(gè)過渡階段。 采用雙協(xié)議棧技術(shù)如何過渡，怎樣過渡是本文將要研討的內(nèi)容。關(guān)鍵詞 雙協(xié)議棧；過渡；ds

14、tm；ipv4 ；ipv6引言 正如大家所看到的一樣，互聯(lián)網(wǎng)在全球范圍內(nèi)的應(yīng)用和影響遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出人們的想象，各個(gè)領(lǐng)域的高速發(fā)展過程當(dāng)中，都能看到有互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的應(yīng)用。實(shí)際上，基于ipv4協(xié)議的應(yīng)用網(wǎng)絡(luò)是非常成熟的，而且在全球范圍內(nèi)得到廣泛地部署。但ipv4地址資源的迅速耗盡和導(dǎo)致路由器的路由表膨脹的問題存在，阻礙了互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展。針對(duì)ipv4地址資源不足和路由表膨脹等眾多的問題，ietf提出了新一代網(wǎng)際互聯(lián)協(xié)議ipv6協(xié)議，該協(xié)議不僅解決了ipv4的地址資源緊缺的問題，并且提高了ip協(xié)議的性能。而在現(xiàn)階段中，由于internet的應(yīng)用都完全是建立在ipv4的體系架構(gòu)上的，因此由ipv4向ipv6過渡是

15、必須經(jīng)歷的一個(gè)重要階段。對(duì)于 ipv4向ipv6的過渡，可以使用雙協(xié)議棧技術(shù)來實(shí)現(xiàn)。根據(jù)不同的網(wǎng)絡(luò)情況，作為一項(xiàng)基礎(chǔ)性技術(shù)的雙協(xié)議棧技術(shù)往往會(huì)結(jié)合其他過渡技術(shù)一起使用，使得ipv4能順利向ipv6過渡。1 ipv4過渡到ipv6的必然性11 報(bào)文格式對(duì)比ipv4報(bào)頭 圖 1 ipv4報(bào)頭ipv6報(bào)頭 圖2 ipv6報(bào)頭 通過兩種協(xié)議的報(bào)頭對(duì)比，我們不難發(fā)現(xiàn)版本號(hào)字段在兩種協(xié)議中是相同的。ipv6 丟棄了 ipv4 的數(shù)據(jù)包長度、服務(wù)類型、分片、偏移量和頭標(biāo)校驗(yàn)和等字段。分片總長度、生存時(shí)間和協(xié)議字段在 ipv6 中有了新名稱，功能進(jìn)行了重新定義。ipv4中的選項(xiàng)字段已從報(bào)頭中消失。最后，ipv

16、6 加入了兩個(gè)新字段：數(shù)據(jù)流類型和流標(biāo)識(shí)。12 功能的差異 （1）ipv6地址字段由ipv4的32位設(shè)計(jì)到了128位，相對(duì)ipv4，增加了296倍的地址空間，地址空間一下子變的廣闊很多； （2）簡化的報(bào)頭格式 。一些ipv4報(bào)頭字段被刪除或變?yōu)榱丝蛇x項(xiàng)，ipv6基本報(bào)頭被固定為40bit，使路由器可以加快對(duì)數(shù)據(jù)包的處理速度，提高了轉(zhuǎn)發(fā)效率，從而提高網(wǎng)絡(luò)的整體吞吐量，使信息傳輸更加快速； （3）標(biāo)識(shí)流的能力。增加了一種新的能力，使得標(biāo)識(shí)屬于發(fā)送方要求特別處理（如非默認(rèn)的服務(wù)質(zhì)量獲“實(shí)時(shí)”服務(wù)）的特定通信“流”的包成為可能，使得業(yè)務(wù)可以根據(jù)不同的數(shù)據(jù)流進(jìn)行更細(xì)的分類，實(shí)現(xiàn)優(yōu)先級(jí)控制和qos保障，極

17、大地改善了ipv6的服務(wù)質(zhì)量； （4）認(rèn)證和加密能力。ipv6中指定了支持認(rèn)證、數(shù)據(jù)完整性和（可選的）數(shù)據(jù)機(jī)密性的擴(kuò)展功能。從ipv4和ipv6兩種協(xié)議的對(duì)比來看，ipv6的優(yōu)勢(shì)是非常明顯的，符合未來互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展需求，因此ipv6替代ipv4是必然的。2 過渡遵循的基本原則 考慮到internet的飛速發(fā)展和現(xiàn)實(shí)世界的商業(yè)需求，在進(jìn)行ipv4網(wǎng)絡(luò)向ipv6網(wǎng)絡(luò)過渡策略的設(shè)計(jì)中，必須遵循以下的過渡原則： (1) 過渡方式應(yīng)該是逐步的和漸進(jìn)的，保護(hù)ipv4網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的投資，確保在一個(gè)相當(dāng)長的歷史階段，ipv4網(wǎng)絡(luò)設(shè)備可以在過渡時(shí)期中正常地獨(dú)立使用。 (2) ipv4網(wǎng)絡(luò)世界和ipv6網(wǎng)絡(luò)世界相互滲透

18、，長期并存，這就要求ipv4和ipv6網(wǎng)絡(luò)設(shè)備彼此可以互連互通，實(shí)現(xiàn)互操作。 (3) ipv4網(wǎng)絡(luò)世界向ipv6網(wǎng)絡(luò)世界過渡過程中，ipv4向ipv6升級(jí)的費(fèi)用應(yīng)盡可能地低，過渡技術(shù)應(yīng)盡可能地簡單，以盡快地吸引廣大用戶主動(dòng)的向 ipv6過渡。 由于ipv4協(xié)議和ipv6協(xié)議之間不具有兼容性，因此ipv4和ipv6體系結(jié)構(gòu)之間還需要構(gòu)建相關(guān)的過渡機(jī)制來支持二者無縫地并存，使得互聯(lián)網(wǎng)的各項(xiàng)應(yīng)用受到盡可能少的影響。3 雙協(xié)議棧（dual stack）工作原理 雙協(xié)議棧的目標(biāo)是實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)中的雙協(xié)議棧節(jié)點(diǎn)之間的相互通信的一種機(jī)制，可以在單一的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備上實(shí)現(xiàn)，也可以是在一個(gè)雙棧的骨干網(wǎng)。使用雙協(xié)議棧技術(shù)使得

19、基于ipv4的各種應(yīng)用在ipv6網(wǎng)絡(luò)中不受影響；同樣的，ipv6的各種應(yīng)用也不會(huì)在ipv4網(wǎng)絡(luò)中受到影響，實(shí)現(xiàn)了ipv4到ipv6的無縫共存。31 原理雙協(xié)議棧技術(shù)是指在單個(gè)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)上同時(shí)支持ipv4和ipv6兩種網(wǎng)絡(luò)協(xié)議棧。對(duì)于ipv6的節(jié)點(diǎn)來說，為了直接有效的兼容ipv4保留一個(gè)完整的ipv4協(xié)議棧。當(dāng)雙棧節(jié)點(diǎn)接收數(shù)據(jù)包，首先鏈路層會(huì)將接收到數(shù)據(jù)段拆封并檢查包頭。如果包頭中的第一個(gè)字段,即ip包的版本號(hào)字段是4,該數(shù)據(jù)包就由ipv4協(xié)議棧來處理;如果版本號(hào)字段是6,則由ipv6協(xié)議棧處理，無需對(duì)原有的ipv4或ipv6數(shù)據(jù)包進(jìn)行包頭的二次封裝和拆封，直接轉(zhuǎn)發(fā)ipv4和ipv6報(bào)文。如此，可

20、以確保基于ipv4或ipv6的應(yīng)用和數(shù)據(jù)傳輸能夠順利進(jìn)行。具體如下圖1所示： 圖3 雙協(xié)議棧原理圖 32 工作方式約定在實(shí)際的網(wǎng)絡(luò)通信過程中,數(shù)據(jù)包的目的地址是作為路由選擇的主要參數(shù), 因而必須得根據(jù)應(yīng)用程序所使用的目的地址的協(xié)議類型對(duì)雙協(xié)議棧的工作方式做出部分的約定:（1）若應(yīng)用程序使用的目的地址為ipv4地址, 則使用ipv4協(xié)議； （2）若目的地址為ipv6地址, 且為本地在線網(wǎng)絡(luò), 則使用ipv6協(xié)議； （3）若應(yīng)用程序使用的目的地址為ipv4兼容的ipv6地址, 并且非本地在線網(wǎng)絡(luò), 則使用ipv4協(xié)議, 此時(shí)的ipv6將封裝在ipv4中； （4）若應(yīng)用程序使用的目的地址是非ipv4

21、兼容的ipv6地址, 非本地在線網(wǎng)絡(luò), 則使用ipv6協(xié)議。類似約定( 2) , 使用ipv6協(xié)議能夠保證通信正常進(jìn)行,而如果是跨越純ipv4網(wǎng)絡(luò)的通信, 將采用隧道等機(jī)制實(shí)現(xiàn)通信; 而如果通過本地網(wǎng)絡(luò), 則無須隧道機(jī)制即可完成通信； （5）若應(yīng)用程序使用域名作為目標(biāo)地址, 則先從域名服務(wù)器得到相應(yīng)的ipv4/ipv6地址, 然后根據(jù)地址情況進(jìn)行相應(yīng)的處理。3.3雙協(xié)議棧的模型 雙協(xié)議棧在實(shí)際網(wǎng)絡(luò)環(huán)境當(dāng)中的應(yīng)用，分為完全雙協(xié)議棧模型（dual stack model）和有限雙協(xié)議棧模型(limited dual stack model)。完全雙協(xié)議模型即是在網(wǎng)絡(luò)當(dāng)中的任意節(jié)點(diǎn)都是同時(shí)支持ipv

22、4和ipv6協(xié)議，節(jié)點(diǎn)發(fā)送ipv4的數(shù)據(jù)包所經(jīng)過的各個(gè)節(jié)點(diǎn)都由ipv4協(xié)議棧來處理。同理，當(dāng)節(jié)點(diǎn)發(fā)送ipv6的數(shù)據(jù)包的時(shí)候則由ipv6協(xié)議棧來處理，如圖2所示。這時(shí)該網(wǎng)絡(luò)就不會(huì)存在ipv4節(jié)點(diǎn)和ipv6節(jié)點(diǎn)之間的相互通信的問題，而且配置簡單易行。但是該模型仍然會(huì)占用ipv4地址資源，沒能解決ipv4地址資源不足的問題，因此適用于早期的遷移過。 圖4 完全雙協(xié)議棧原理有限雙協(xié)議棧是為了解決完全雙協(xié)議棧占用ipv4地址資源所提出的一種改進(jìn)型模型，服務(wù)器和路由器還是同時(shí)支持雙協(xié)議棧的，而非服務(wù)器的主機(jī)則只需支持ipv6協(xié)議棧，但是在純ipv4與純ipv6節(jié)點(diǎn)的相互通信將會(huì)有問題，因此往往需要再結(jié)合其

23、他的過渡技術(shù)一起適用，較為典型的是dstm（dual stack transition mechanism）。dstm主要有三個(gè)組成部分：dstm server、dstm tep和host，如圖3所示。在純的ipv6網(wǎng)絡(luò)中，ipv6 host需要發(fā)送一個(gè)ipv4數(shù)據(jù)包的時(shí)候，首先向負(fù)責(zé)為客戶機(jī)分配ipv4地址的dstm server發(fā)送一個(gè)臨時(shí)ipv4地址請(qǐng)求（ip address request），dstm server在地址池中選擇并在有效的時(shí)間內(nèi)保留一個(gè)ipv4地址，在回復(fù)ipv6 host消息中將該地址相關(guān)信息和dstm tep的信息寫入。ipv6 host接收到回復(fù)信息后，使用申請(qǐng)的

24、ipv4地址配置其ipv4協(xié)議棧，將所要發(fā)送的ipv4數(shù)據(jù)包通過ipv4-over-ipv6隧道發(fā)送到dstm tep,由dstm tep將數(shù)據(jù)包拆封成ipv4數(shù)據(jù)包發(fā)送出去的同時(shí)，建立一個(gè)相應(yīng)的主機(jī)ipv4和ipv6地址的映射表，根據(jù)該映射表對(duì)數(shù)據(jù)包進(jìn)行ipv4包的封裝和拆封。 圖5 有限雙協(xié)議棧原理4 網(wǎng)絡(luò)環(huán)境模擬 41 網(wǎng)絡(luò)環(huán)境模擬軟件 為了模擬真實(shí)的ipv4向ipv6過渡的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境，需要用gns3來搭建網(wǎng)絡(luò)環(huán)境，使用vmware workstation來模擬真實(shí)的服務(wù)器和ipv6節(jié)點(diǎn)，以下是這兩款軟件的簡單介紹。 4.1.1 gns3 gns3是一款具有圖形化界面可以運(yùn)行在多平臺(tái)的網(wǎng)絡(luò)

25、虛擬軟件。通過它來完成相關(guān)的網(wǎng)絡(luò)模擬操作。同時(shí)它也可以用于虛擬體驗(yàn)cisco網(wǎng)際操作系統(tǒng)ios或者是檢驗(yàn)將要在真實(shí)的路由器上部署實(shí)施的相關(guān)配置。簡單說來它是dynamips的一個(gè)圖形前端，相比直接使用dynamips這樣的虛擬軟件要更容易上手和更具有可操作性。本文將利用該軟件搭建如下面圖2的虛擬網(wǎng)絡(luò)環(huán)境，并外接到vmware workstation上的作為ipv6和ipv4的虛擬主機(jī)上。 4.1.2 vmware workstation vmware workstation 是一款功能強(qiáng)大的桌面虛擬計(jì)算機(jī)軟件，用戶可在單一的桌面上同時(shí)運(yùn)行不同的操作系統(tǒng)和進(jìn)行開發(fā)、測(cè)試 、部署新的應(yīng)用程序。它可

26、在一部實(shí)體機(jī)器上模擬完整的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境，允許操作系統(tǒng)(os)和應(yīng)用程序(application)在一臺(tái)虛擬機(jī)內(nèi)部運(yùn)行。虛擬機(jī)是獨(dú)立運(yùn)行主機(jī)操作系統(tǒng)的離散環(huán)境。42 過渡方案設(shè)計(jì) 4.2.1 試驗(yàn)環(huán)境：三臺(tái)centos 5.4虛擬主機(jī)；兩臺(tái)cisco c3700，ios版本為12.4，支持ipv6。在vmware workstation安裝的三臺(tái)虛擬主機(jī)，分別作為ipv4和ipv6的節(jié)點(diǎn)，由gns3來搭建模擬的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境，并外接vmware workstation上的虛擬主機(jī)。模擬拓?fù)鋱D如下圖4所示：圖6 模擬網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋱D在模擬網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋱D中，pc1、pc2、router1和router2都配置成了雙協(xié)議

27、棧節(jié)點(diǎn)，router1和router2通過串行線連接，兩者間的鏈路可同時(shí)傳送ipv4和ipv6數(shù)據(jù)包。具體各個(gè)設(shè)備的ip地址配置如下表1-1：表1-1 設(shè)備ip地址配置設(shè)備接口ipv4地址ipv6地址pc1eth0172.16.8.2/242011:10:2/112pc2eth0172.16.10.2/242011:1:1/112pc3eth010.10.10.2/24router1f0/0172.16.8.1/242011:10:1/112f0/110.10.10.1/24s2/0192.168.10.1/242011:12:1/112router2f0/010.10.10.1/24s2/0

28、192.168.10.2/242011:12:2/1124.2.2 模擬網(wǎng)絡(luò)配置router1配置：（1） 開啟ipv6路由功能router1(config)# ipv6 unicast-routing (2)配置雙協(xié)議棧接口 router1(config)# int f0/0router1(config-if)# ipv6 address 2011:10:1/112router1(config-if)# ip address 172.16.8.1 255.255.255.0router1(config-if)# no shutdown相應(yīng)的接口做同樣的配置即可。 (3)配置路由協(xié)議ripng

29、router1(config)# router riprouter1(config-router)# version 2router1(config-router)#network 172.16.8.0router1(config-router)#network 192.168.10.0router1(config)# ipv6 router rip dstmrouter1(config-if)# int f0/0router1(config-if)# ipv6 rip dstm enable在相應(yīng)端口應(yīng)用ripng即可router2的配置與router1的配置命令是一樣的，同樣要開啟ipv6

30、路由功能，配置雙協(xié)議棧接口和啟用ripng,只是要注意接口地址和網(wǎng)絡(luò)不一樣即可。 pc1的配置 eth0網(wǎng)卡配置： #cd /etc/sysconfig/network-script/#vi ifcfg-eth0device=eht0bootproto=nonehwaddr=gateway=2011:10:1/112 /網(wǎng)關(guān)設(shè)置為ipv6地址網(wǎng)關(guān)ipv6addr=2011:10:2/112 /ipv6地址ipaddr=172.16.8.2 /ipv4地址netmask=255.255.255.0ipv6init=yesipv6_autocnf=notype=ethernet:wq添加路由條目：

31、#route -a inet6 add default gw 2011:10:1 /添加靜態(tài)路由#route -a inet add default gw 172.16.8.1 /添加靜態(tài)路由)#service network restart#service network restart /重啟網(wǎng)絡(luò)配置 對(duì)于pc2和pc3的eth0網(wǎng)卡使用和pc1同樣的命令配置，注意對(duì)ip地址和路由條目做相應(yīng)的更改即可。 4.2.3 模擬測(cè)試結(jié)果 在pc1上使用ping和ping6命令來測(cè)試網(wǎng)絡(luò)的連通性，結(jié)果如下圖所示： 圖7 pc1 ping pc2 ipv6地址結(jié)果 圖8 pc1 ping pc3 ip

32、v4地址結(jié)果 從測(cè)試的結(jié)果來看，pc1和pc2之間通過ipv6協(xié)議進(jìn)行通信，pc1和pc3可以通過ipv4協(xié)議通信，說明雙協(xié)議棧在該模擬網(wǎng)絡(luò)部署成功。5 總結(jié) 雙協(xié)議棧技術(shù)作為一項(xiàng)網(wǎng)絡(luò)過渡的基本性技術(shù)，是最簡單和易行的實(shí)施方案，也為大多數(shù)技術(shù)人員所易于理解的。它將一直在ipv4向ipv6過渡的整個(gè)階段發(fā)揮著重要的作用，完全把握了該項(xiàng)技術(shù)，將非常有利于結(jié)合其他過渡技術(shù)有針對(duì)性地在ipv4向ipv6網(wǎng)絡(luò)的過渡解決各種不同需求的情況。通過基于雙協(xié)議棧的模擬試驗(yàn)來實(shí)現(xiàn)ipv4向ipv6過渡，初步掌握了雙協(xié)議棧技術(shù)的基本原理和通信方式，對(duì)于進(jìn)一步的課題研究積累了寶貴的經(jīng)驗(yàn)。 參考文獻(xiàn)： 1 joseph

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