基于IPV4和IPv6的双协议栈网络设计与实施

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1、基于IPV4和IPv6的双协议栈网络设计与实施毕业论文系部:学生姓名:专业班级:学号:指导教师:年月日【摘要】在当前IPv4网络和IPv6网络共存的环境下，如何解决两代IP标准的网络互通互联问题是进行网络建设的一个重要课题。本课题以某高校现有网络环境为背景，探讨在原有IPv4网络上搭建IPv6网络的技术，并选择6to4隧道技术、双栈技术、NAT-PT技术作为实现该口的的过渡技术，完成基于IPv4和IPv6双协议栈网络的设计和实施。一、弓丨言1（一）网络应用现状概述1（-）IPv6协议的优点1（三）基于IPv4协议网络和基于IPv6协议网络的共存2（四）IPv4向IPv6）

2、1渡的基本原则2二、基于IPv4协议和IPv6协议的双栈局域网设计3（一）需求分析3（-）双栈局域网设计31、设计拓扑32、功能和使用描述3三、基于IPv4协议和IPv6协议的双栈局域网实施4（-）实施关键点分析4（-）IPv4协议网络到IPv6协议网络过渡技术41、双协议栈技术42、IPv4/IPv6协议翻译技术53、隧道技术6（三）实施技术选择8（四）技术实施配置81、6to4隧道配置82、NAT—PT技术配置103、IPv6DHCP配置11四、小结11五、致谢13六、参考文献14一、引言(-)网络应用现状概述当前，各类网络应用飞速发展，网络服务商、终端用户激增，这就

3、要求网络具有更大的容量。现存的网络多数为基TIPv4协议的TCP/TP网络，具有一定的局限性和先天的缺陷。主要表现为：•有限的地址空间：IPv4中地址长度为32,即有2^32-1个地址。-IPv4数据包的性能不足：尽管IP表现得不错，但是，IPv4在最大传输单元、最大包长度、IP头的设计以及校验和的使用等方面都冇待提高。这些问题在IPv6中能够得到有效的解决。•安全性不高：基于IPv4协议的数据包只具有最少的安全性选项，没有提供加密和认证机制，不能保证数据资源的安全传输。IPv6已经将安全性选项加入到设计中，提高了IP协议的安全性能。在IPv6安全特性屮包括数据的加密，并

4、且对于所传输的加密数据和未加密数据进行身份验证。•路出瓶颈：Internet规模的增长导致路由器的路由表迅速膨胀，导致路出效率下降，特别是骨干网络路由效率急剧下降。另外，在移动通信网络IPv4的地址归用户所有，这使得移动IP路由更加复朵，难以适应当今移动业务发展的需耍。路由问题已经成为制约网络服务应用效率提升和发展的瓶颈。基于以上原因，TCP/IP的工程师和设计人员早在80年代初期就致力于解决IPv4地址匮乏问题的研究。NAT技术的使用使得IPv4协议地址匮乏的问题得到缓解，但是由于地址匮乏的原因，IETF小组在1990年开始规划IPv4下一代协议，1998年IPv6协议

5、草案标准出台。(二)IPv6协议的优点当前IPv6的标准体系已经基木完善，在这个过程屮，IPv6逐步优化了协议体系结构，为业务发展创造机会‘IPv6具有以下优势：•地址充足:IPv6产生的初衷主要是解决IPv4地址匮乏问题。即将IPv4的32bit地址，扩展到了128bit地址，提供了足够的地址资源。同吋IPv6地址是有范围的，包括链路本地地址、站点本地地址和任意传播地址，这也进一步增加了地址应用的扩展性。•简化的报文头格式：通过简化固定的基本报头、采用64比特边界定位、取消TP头的校验和域等措施，以提高网络设备对IP报文的处理效率。•扩展为先:IPv6取消了IPv4报文

6、头中的选项字段，并引入了多种扩展报文头，在提高处理效率的同时还大大增强了IPv6的灵活性，为TP协议提供了良好的扩展能力「IPv4报文头中的选项字段最多只有40字节，而IPv6扩展报文头的大小只受到IPv6报文大小的限制。•层次化地址结构：IPv6极大的地址空间使层次性的地址规划成为可能，同时国际标准中已经规定了各个类型地址的层次结构，这样既便于路出的快速查找，也冇利于路由聚合，缩减IPv6路由表大小，降低网络地址规划的难度。•地址自动配置：IPv6引入自动配置以及重配置技术，对于IP地址等信息实现自动增删和更新配置，提高IPv6的易管理性。•内置安全性：IPv6集成IP

7、Sec,用于网络层的认证与加密，为用户提供端到端的安全特性,使用起来比IPv4简单、方便,可以在迁移到IPv6时同步发展TPSeCo•支持QoS：IPv6报文头的流标签（FlowLabel）字段实现流量的标识，允许设备对某一流中的报文进行识别并提供特殊处理。•移动便捷：MobileTPv6增强了移动终端的移动特性、安全特性、路由特性，降低了网络部署的难度和投资，为用户提供了永久在线的服务。近年来在许多国家政府部门的推动下，以及网络服务商的支持，IPv6的标准化进程明显加快，具有IPv6特性的网络设备和网络终端以及相关硬件平台的