-【毕业论文】基于GNS3的IPv6过渡协议分析设计的开发与实现.docx

毕业设计（论文）题 目：基于GNS3的IPv6过渡协议分析（英 文）： Analysis on IPv6 tnmsitionprotocols based on GNS3院 另u ： 专 业： 姓 名： 学 号： 指导教师： 日 期：于GNS3的IPv6的过渡协议分析摘要互联网的成功发展给人民的生活带来了重大的改变，互联网的影响已然渗透到社会 的各个方面与此同时，互联网的发展也成为国家信息化和现代化建设的重要部分，并 产生了重大的经济效益和社会效益但由于口前的互联网是基于IPv4协议的，随着互 联网的飞速发展，在实际应用中越来越多的暴露了不足之处，同时IPv6成为下一代互 联网协议已经成为定局，然而从IPv4过渡到IPv6述需耍很长一段时间木次研究的目的是，研究IPv6迁移中过渡技术，先了解迁移到IPv6的必要性和重 要性，认识IPv6的优势所在，然后对几种过渡技术进行理论分析，同时对这几种技术 的配置步骤进行陈列，然后在GXS3进行模拟实验，采集数据，分析比较本次方案设计基于除S3模拟器，采用C7200路由器进行模拟，通过配置后，测试 连通性，并冃采集结果数据，对不同技术Z间的结果数据比较和分析。

关键字：IPv6；过渡技术；GNS3；双栈；NAT-PT；隧道技术Analysis of the GNS3 of IPv6 transitionprotocolsAbstractThe successful development of the Internet has brought significant changes to peoples lives,and the impact of the Internet has penetrated into every aspect of seciety.At the same time.the Internet has become an import part of national development and modernization construction,and brought into a major economic and social benefits.However,due to the current Internet is based on IPv4,with the rapid development of the Intemet^it exposured more and more inadequate in the practical application,at the same time IPv6 to be the next generation Internet protocol has become a foregone conclusion.However^there is a long process in the transition from IPv4 to IPv6.The purpose of this study is that IPv6 transition technology in the migration, to understand the necessity and importance of migration to IPv6, understand the advantages of IPv6, and theoretical analyses of several transition technologies, at the same time to display the configuration steps for these types of technology, and simulation experiment on GNS3, collecting data, analysis and comparison.This study is based on GNS3 simulator.utilizing C7200 router simulator to simulate.Through testing connectivity and collecting outcome pareing the result data between the different technologies,we summarize the scope and conditions of the various technologies.Key word: IPv6; transition; GNS3; dual-stack; NAT-PT; tunneling目录1. 概论 11.1. 研究背景和内容 12. IPv6简介 22.1. IPv6 优势 22.2. IPv6 编址 52.3. IPv6现状和未來 83. IPv6过渡技术 93.1. IPv4/IPv6 双栈和 NAT—PT 93.2. 隧道 94. IPv6 rt渡详解及配置步骤 104.1. IPv4/IPv6 双栈 104.2. NAT-PT 114.3. 静态隧道 12431. MCT 隧道 124.3.2. GRE 隧道 134.4. 动态隧道 144.4.1. 6to4 隧道 144.4.2. ISATAP 隧道 155. IPv6过渡技术方案配置 175.1. IPv4/IPv6 双栈配置 175.2. NAT-PT 配置 195.3. 静态隧道配置（MCT和GRE） 215.4. 动态隧道配置 25541. 6to4 隧道 255.4.2. 1SATAP 隧道 296. 总结分析 33参考文献 37致谢 381概论1.1研究背景和内容互联网的成功发展给人民的生活带来了重大的变化，互联网的影响已经渗透到社会 的各个方面。

与此同时，互联网的发展也成为国家信息化和现代化建设的重要部分，并 产生了重大的经济效益和社会效益但由于目前的互联网是基于IPv4,随着互联网应用 的飞速增长，当前的互联网协议IPv4的缺点已经越来越突出IPv6作为IETF确定的下 一代互联网协议，有望彻底解决IPv4存在的问题，因此受到人们的关注TETF从1992 年就开始着手研究IPv6口前IPv6的相关标准和产品已经逐渐成熟随着3G、NGN等潜 在业务需求的增IPv6的市场前景日趋看好2003年，我国启动了基于IPv6的“下一 代互联网示范网CNG1工程”，更使得IPv6成为了国内业界关注的焦点IPv6成为下一代 互联网协议已经成为定局，然而从IPv4过渡到IPv6还有很长的一段过程尽管目前我国已经开始了较大规模的IPv6网络建设，但IPv6业务的发展还将是个 漫长的过程‘IPv4向IPv6的过渡需要相当长的吋间才能完成在IPv6完全取代IPv4之 前，两种协议不可避免地有很长一段共存期因此，有必要制定相应的方案保证IPv4 和IPv6的互操作性和平滑过渡在这方而，1ETF的IPv6过渡工作组己经捉出了许多建 议方案，并定义了多种IPv4/IPv6过渡技术，以实现IPv4向IPv6的过渡。

这些技术各有 不同的特点和适用场合木次主要是研究ipv4过渡到ipv6吋，主要的三种过渡协议进行理论分析，然后对 其中的隧道技术进行深入分析和研究，实验方面采用GNS3模拟器，导入C7200路由器进 行模拟各种过渡情况，并且着重对ipv6过渡技术中的隧道技术进行重点分析和实验，采 集结果数据，并对不同技术Z间的结果进行数据比较2 IPv6简介2. 1 IPv6 优势(1) 巨大的地址空间IPv6的源地址和目标地址都是128位的仃6字节)，几乎可以不受限制地提供IP地址, 128位可以表达超过3. 4X 1038种可能的组合，也就是说整个地球的每平方米而积上可以 分配6. 65X 1023个IP地址，设计这种巨大的地址空间的目的是为了能更好的把路由器域 名划分出层次结构,并更好地反映出现代Internet的拓扑结构，使寻址和路出层次的设 计更具灵活性，允许使用多级的子网划分和地址分配，涵盖范围从Internet骨干直到机 构组织内部的各个子网，这些正是基于IPv4的Internet所缺乏的，即便是算上目前已为 主机分配的所冇1P地址，IPv6网络协议仍然述冇充足的地址可供今后使用，由于冇绝对 更多地可用地址,就不再需要一些节约地址的技术，比如NAT转换,这样就可以全面建立 端到端的连接T［，］o IPv4和IPv6地址空间比较如图2.1.1所示。

IPv4• 32 bits or 4 bytes long一 =4,200,000,000 possible addressable nodesIPv6• 128 bits or 16 bytes: four times the bits of IPv4-=3.4* 1038 possible addressable nodes一 =340,282,366,920,938,463,374,607,432,768,211,456-=5 * 1028 addresses per person图2. 1. 1 IPv4和IPv6地址空间比较(2) 新的协议头格式IPv6协议的头采用一种新的格式，可最大程度地减少协议头开销IPv6的报头有一 个基木包头和多个扩展包头构成,基木包头具有40字节的固定长度，放置所有路由器都 需要处理的信息由于Internet上的绝大部分包都只是被路由器简单地转发，因此固定 的包头长度冇助丁加快路由速度为实现这个目标,IPv6包头中字段的数量从IPv4中的 12(包括选项)个，降到了8个；中间路由器必须处理的字段从6个降到了4个，这样网络中 的中间路曲器在处理这种简化的IPv6协议头时,效率就更高;很少使用的字段，如支持拆 分的字段，以及IPv4包头中的选项，被移到了 IPv6包头的扩展包头中。

IPv6定义了多种 扩展包头，能提供对多种应用的强力支持，同时乂为以后支持新的应用提供了可能IPv4 头和IPv6头不具冇互操作性IPv6从功能上说,并不是IPv4的超集，也就是说它并不向 下兼容IPv4o因此每台主机或路由器都必须既实现IPv4,又实现IPv6协议，以便识别和 处理两种不同的协议头虽然新IPv6中的地址位数是IPv4地址位数的4倍，但是，新IPv6 网络协议头的长度仅是IPv4协议头的2倍⑶IPv4和IPv6包头比较如图2. 1. 2所示IPv4 HeaderIPv6 HeaderVersionIHLType of ServiceTotal LengthIdentificationFlagsFragment OffsetTime to LiveProtocolHeader ChecksumSource AddressDestination AddressOptions PaddingI ]・ Field name kept from IPv4 to IPv6-Fields not kept in IPv6• Name and position changed in IPv6• New field in IPv6图2. 1.2 IPv4和IPv6包头比较(3) 有效地、分级的寻址和路由结构与IPv4地址空间的划分准则相似,IPv6网络协议的地址空间也是基于地址中高位的 值來进行划分的。