NAT-PT技术在IPv6网络过渡阶段的分析与实现

论文摘要

网络的飞速发展给当前应用的IPv4版本的协议带来了更加严格的挑战,目前紧迫的问题就是IP地址的枯竭。它迫使人们积极研发下一代网络的标准。IPv6的出现解决了包括地址问题在内的许多难题,但是随之而来的就是两代网络在过渡阶段的兼容性问题。本文分析了网络的现状及其遇到的问题,介绍了目前比较流行的几种过渡阶段问题的解决方案。对其中NAT-PT技术及其涉及的相关技术进行详细研究,其主要思想是在IPv6节点与IPv4节点通信时,借助于中间的NAT-PT协议转换服务器,把网络层协议头进行IPv6/IPv4间的转换,以适应对端的协议类型。本文根据规范文档设计并实现了NAT-PT转换网关,网关在原有基础上增加了DNS-ALG模块,使得网关具有了处理一般域名查询转换的功能。实现了ICMP和DNS两个模块协助工作完成转换功能的目的。同时网关具有会话记录动态生成和删除的功能,使网关具有了更加强大的处理能力。从而更好地达到了沟通V4网络与V6网络的目的。最后本文在所搭建的模拟环境中进行了两种网络主机间通信的试验与测试,并给出了详细的会话过程协议报文分析和演示,表明系统已达到预期设计的目标,满足了沟通两种异构网络的要求。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 研究背景
• 1.2 新一代网络
• 1.3 网络过渡技术及其必要性
• 第二章 NAT-PT网关相关技术协议分析
• 2.1 IPv6地址结构
• 2.1.1 地址的文本表示
• 2.1.2 前缀标识
• 2.1.3 地址分类
• 2.2 NAT-PT协议介绍
• 2.3 相关协议报文结构
• 2.3.1 网络分层
• 2.3.2 IPv4/IPv6报文结构
• 2.3.3 ICMPv4/ICMPv6报文结构
• 2.3.4 DNS报文结构
• 2.4 程序API
• 2.4.1 Socket地址结构体
• 2.4.2 Socket相关函数
• 2.4.3 RAW socket原始套接字
• 2.4.4 多线程函数
• 2.4.5 Libpcap软件包介绍
• 第三章 NAT-PT网关的设计与实现
• 3.1 网络环境的搭建及其相关配置
• 3.2 网关系统设计
• 3.2.1 IPv4地址池的设计
• 3.2.2 网关session表的设计
• 3.2.3 网关转换流程
• 3.3 网关的实现
• 3.3.1 主程序的实现
• 3.3.2 地址池的实现
• 3.3.3 SessionTable的数据结构与实现
• 3.3.4 IPv6到IPv4会话转换函数的实现
• 3.3.5 IPv4到IPv6会话转换函数的实现
• 第四章 程序测试结果
• 4.1 V6到V4数据报处理结果
• 4.2 V4到V6数据报处理结果
• 4.3 测试结果总结
• 第五章 结论与进一步改进措施
• 5.1 论文总结
• 5.2 进一步改进
• 致谢
• 参考文献