IPv6 in UDP over IPv4研究

论文摘要

互联网的飞速发展改变了人们的生活方式。联网的计算机可以实现信息共享,网上支付,电子邮件,即时通讯,网上多媒体等等应用。网络已经逐渐成为我们日常生活中不可缺少的重要组成部分。众所周知,独立联入互联网的计算机都要有唯一的IP地址与其对应,但是目前支撑互联网的TCP/IP,协议组却存在固有的缺陷。一方面协议本身对安全方面考虑的不足,另一方面特别是IPv4版本提供的32位地址面临枯竭的尴尬境遇,限制了互联网的进一步发展。虽然NAT技术可以暂时缓解地址短缺的压力,但是这些技术不能从根本上解决问题,IPv4必将向IPv6过渡。但是,IPv4向IPv6的过渡并不是一蹴而就的。现在的互联网具有覆盖范围广、网络结构复杂、接入用户多、网络设备昂贵等特点。同时人们的日常工作、生活、学习也越来越离不开互联网。这使得网络从IPv4向IPv6过渡是一个长期、复杂、渐进的过程。在新的IPv6网没有完全覆盖全球的时候,老的IPv4网仍是不可或缺的。如果没有一个过渡方案,再先进的协议也没有实用意义。如何完成从IPv4到IPv6的转换,是IPv6发展需要解决的第一个问题。目前研究IVv6的过渡问题和高效无缝的互通问题,已提出了很多方案。为了实现IPv4到IPv6过渡的逐步演进、逐步部署、地址兼容、降低费用这四个目标,IETF推荐了双协议栈、隧道技术以及NAT等演进方案。本文的IPv6 in UDP over IPv4就是对已有的过渡方案一种很好的补充,它采用将IPv6数据包封装在IPv4协议的UDP数据包内,通过IPv4网络利用UDP协议的非连接特性,可以较好的穿越大多数NAT设备,达到访问IPv6资源的目的。这对普遍采用NAT设备的私网IP用户接入IPv6网络具有重要意义。同时分析了:目前比较流行的Tetedo和Silkroad协议,以及目前较为常见的IPv4到IPv6的过渡方案。通过虚拟机方式完成了实验平台的系统安装和搭建,并利用开源软件实现了Teredo隧道。

论文目录

• 目录
• 中文摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 研究背景
• 1.2 IPv6发展现状
• 1.3 IPv6 IN UDP OVER IPv4发展情况
• 1.4 论文结构
• 第二章 相关背景知识介绍
• 2.1 IPv6协议
• 2.1.1 IPv6协议的新特性
• 2.1.2 IPv6协议报文
• 2.1.3 IPv6地址类型
• 2.2 UDP协议
• 2.2.1 UDP协议结构
• 2.2.2 UDP协议特性
• 2.2.3 UDP协议与TCP协议的差异
• 2.3 LINUX系统
• 2.3.1 Linux的优点
• 2.3.2 Fedora介绍
• 第三章 IPV4到IPV6的过渡技术
• 3.1 IPv4向IPV6过渡的三种基本技术
• 3.1.1 双协议栈技术
• 3.1.2 隧道技术
• 3.1.3 网络地址转换/协议转换技术
• 3.2 纯IPv6（小岛）之间的通信方式
• 3.2.1 手工配置隧道（Configured Tunnel,RFC2893）
• 3.2.2 自动配置的隧道（Auto-configured Tunnel,RFC2893）
• 3.2.3 Tunnel Broker（RFC3053-IPv6 Tunnel Broker）
• 3.2.4 6 over 4（RFC2529）,IPv4多播隧道
• 3.2.5 6 to 4（RFC3056）
• 3.3 IPv6小岛与IPv4海洋之间的通信方式
• 3.3.1 Dual Stack Model（RFC2893）
• 3.3.2 Limited Dual Stack Model（RFC2893）
• 3.3.3 SIIT（Stateless IP/ICMP Translation,RFC2765）
• 3.3.4 NAT-PT（Network Address Translation-Protocol Translation,RFC2766）
• 3.3.5 BIA（Bump-In-the-API,Internet Draft）
• 3.3.6 SOCKS64（Socks gateway,rfc3089）
• 第四章 IPV6 IN UDP OVER IPV4方案介绍
• 4.1 NAT技术
• 4.1.1 什么是NAT
• 4.1.2 NAT的分类
• 4.2 TEREDO草案
• 4.2.1 Teredo简介
• 4.2.2 Teredo的构成
• 4.2.3 Teredo地址格式
• 4.2.4 Teredo数据包格式
• 4.3 SILKROAD协议
• 4.3.1 Silkroad协议特点
• 4.3.2 Silkroad报文格式
• 第五章 IPV6 IN UDP OVER IPV4的设计与实现
• 5.1 运行环境
• 5.1.1 Vmware简介
• 5.1.2 Miredo简介
• 5.2 网络环境的实现
• 5.2.1 Vmware环境的实现
• 5.2.2 Miredo安装与调试
• 5.2.3 试验环境与网络结构
• 5.2.4 配置Teredo中继
• 5.2.5 配置Teredo服务器
• 5.2.6 配置Teredo客户端
• 5.3 互联性测试
• 5.3.1 检查Teredo服务器和Teredo中继之间的连通性
• 5.3.2 检查NAT用户到Teredo服务和中继的连通性
• 5.3.3 检查NAT用户的连通性
• 第六章 总结
• 6.1 本文的主要工作
• 6.2 展望
• 致谢
• 主要参考文献