IPv4/IPv6过渡环境下转换网关关键技术研究

论文摘要

转换网关作为IPv4/IPv6过渡技术的一个重要应用,有效解决了IPv4/IPv6过渡环境下网络的互连互通问题。然而,现有转换网关解决方案大多侧重于研究NAT-PT的应用,并且较少考虑安全问题,因此难以满足复杂过渡场景下网络安全互联的需要。随着网络过渡的逐步深入,网络的复杂程度和安全隐患进一步增加,如何提高转换网关的适应性和安全性已成为必须研究解决的重要课题。本文在分析现有IPv4/IPv6过渡技术的基础上,提出了一种新的转换网关设计方案,并对其中的关键技术进行了深入研究。本文的主要工作如下:1.分析了现有IPv4/IPv6过渡技术,并从适应性和安全性两方面讨论了IPv4/IPv6过渡技术在转换网关中的应用问题。2.提出了基于Netfilter框架的转换网关总体设计方案,并指出了转换网关设计时需要解决的关键问题。3.在分析过渡技术特征的基础上,设计了一种基于特征分析的协同调度算法,从而实现了转换网关内部多种过渡技术的协同工作。4.研究了NAT-PT和IPSec协议存在的兼容性问题,分析比较了现有NAT-PT和IPSec兼容解决方案,并在此基础上提出了一种增强的NAT-PT和IPSec兼容解决方案。5.结合提出的增强NAT-PT和IPSec兼容解决方案,设计并实现了转换网关中的NAT-PT模块,并且进行了实验测试与性能分析。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 研究背景
• 1.2 研究现状
• 1.3 研究内容
• 1.4 本文的结构安排
• 第二章 IPv4/IPv6过渡技术综述
• 2.1 IPv4/IPv6过渡概述
• 2.1.1 过渡的基本原则
• 2.1.2 过渡解决的问题
• 2.2 IPv4/IPv6过渡技术分类和比较
• 2.2.1 双栈技术
• 2.2.2 隧道技术
• 2.2.3 翻译技术
• 2.3 IPv4/IPv6过渡技术在转换网关中的应用分析
• 2.3.1 适应性分析
• 2.3.2 安全性分析
• 2.3.3 解决对策
• 2.4 本章小结
• 第三章 基于 Netfilter框架的 IPv4/IPv6转换网关总体设计
• 3.1 设计目标
• 3.2 转换网关应用场景分析
• 3.2.1 应用场景选择的前提
• 3.2.2 转换网关的应用场景
• 3.2.3 集成过渡技术的选择
• 3.3 基于 Netfilter框架的转换网关总体设计
• 3.3.1 设计思路
• 3.3.2 总体结构
• 3.3.3 数据包处理过程
• 3.4 关键问题
• 3.4.1 多种过渡技术的协同工作问题
• 3.4.2 NAT-PT和 IPSec协议的兼容性问题
• 3.5 本章小结
• 第四章 过渡技术协同工作机制
• 4.1 概述
• 4.2 转换网关处理的数据包分析
• 4.3 过渡技术协同工作机制
• 4.3.1 特征分析
• 4.3.2 过渡技术协同工作机制
• 4.4 基于特征分析的协同调度算法
• 4.4.1 设计思想
• 4.4.2 算法设计
• 4.5 数据包调度流程
• 4.5.1 IPv4数据包调度流程
• 4.5.2 IPv6数据包调度流程
• 4.6 本章小结
• 第五章 NAT-PT和 IPSec协议兼容性研究
• 5.1 概述
• 5.2 NAT-PT和 IPSec协议的兼容性问题
• 5.2.1 NAT-PT和 AH协议的兼容性问题
• 5.2.2 NAT-PT和 ESP协议的兼容性问题
• 5.2.3 NAT-PT和 IKE协议的兼容性问题
• 5.3 现有解决方案分析
• 5.3.1 NAT和IPSec协议兼容解决方案
• 5.3.2 现有 NAT-PT和 IPSec协议兼容解决方案
• 5.4 增强 NAT-PT和 IPSec兼容解决方案
• 5.4.1 IKE协议改进
• 5.4.2 分段 IPsec保护建立全过程
• 5.4.3 安全性分析
• 5.5 本章小结
• 第六章 兼容 IPSec的 NAT-PT模块的设计和实现
• 6.1 概述
• 6.2 NAT-PT组成结构
• 6.3 地址映射表
• 6.3.1 数据结构
• 6.3.2 处理函数
• 6.4 协议翻译模块
• 6.4.1 协议翻译规则
• 6.4.2 协议翻译流程
• 6.5 IKE报文处理模块
• 6.6 实验测试
• 6.6.1 测试环境
• 6.6.2 环境配置
• 6.6.3 测试内容及结果分析
• 6.7 本章小结
• 第七章 结束语
• 7.1 主要工作总结
• 7.2 后续工作
• 参考文献
• 作者简历 攻读硕士学位期间完成的主要工作
• 致谢