ipv互联技术的探讨与实现潘江敏定稿

目录一、IPV6协议与IPV4协议简介....................................................................................................2（一）IPV4协议.........................................................................................................................2（二）IPV6协议.........................................................................................................................2（三）IPV6与IPV4的区别.......................................................................................................31、扩展了路由和寻址的能力..............................................................................................32、报头格式的简化................................................................................................................33、对可选项更大的支持........................................................................................................34、内置的安全性....................................................................................................................35、可扩展性...........................................................................................................................4二、IPV4与IPV6网络之间的通信................................................................................................5（一）双协议栈技术..................................................................................................................5（二）网络地址转换/协议转换(NAT-PT)技术........................................................................5三、IPV4与IPV6互联技术解决方案............................................................................................7四、IPV4/IPV6互连通信实验模型构建........................................................................................8（一）IPV4/IPV6网络互连的实现............................................................................................8（二）IPV6节点的实现.............................................................................................................9（三）路由器的配置..................................................................................................................9（四）DNS服务器的配置.......................................................................................................10五、结论.........................................................................................................................................11致谢..............................................................................................................................................12参考文献.........................................................................................................................................131IPv6与IPv4互联技术的探讨与实现作者：潘江敏[摘要]Internet网络规模日溢澎涨，而IPv4网址却已是濒临枯竭。现如今，IPv6协议的产生，将进一步完善IP网络。然而，在现在以及未来的一段时间内IPv4协议仍会占据着网络的领导地位，能否顺利地实现从IPv4到IPv6的过渡也是IPv6将会是进入下一代网络置为关键的一步。[关键词]IPv4、IPv6、互联、实现2一、IPv6协议与IPv4协议简介互联网协议(InternetProtocol)是规范计算机网络中数据传送的一套协议。目前使用的是IPv4，IPv6在试验阶段。（一）IPv4协议目前的全球因特网所采用的协议族是TCP/IP协议族。IP是TCP/IP协议族中网络层的协议，是TCP/IP协议族的核心协议。目前IP协议的版本号是4(简称为IPv4)，IPv4的地址位数为32位，也就是最多有2的32次方的计算机可以联到Internet上。近十年来由于互联网的蓬勃发展，IP位址的需求量愈来愈大，使得IP位址的发放愈趋严格，各项资料显示全球IPv4地址可能在2005至2010年间全部发完。IPv4是互联网协议（InternetProtocol，IP）的第四版，也是第一个被广泛使用，构成现今互联网技术的基石的协议。1981年JonPostel在RFC791中定义了IP。应用层FTPSMTPHTTP……传输层TCPUDP网络层IPICMPARP图1.1TCP/IP协议栈示意图（二）IPv6协议IPv6是是下一代互联网的协议，它的提出最初是因为随着互联网的迅速发展，IPv4定义的有限地址空间将被耗尽，为了扩大地址空间，IPv6采用128位地址长度，几乎可以不受限制地提供地址。在IPv6的设计过程中除了一劳永逸地解决了地址短缺问题以外，还考虑了在IPv4中解决不好的其它问题，主要有端到端IP连接、服务质量(QoS)、安全性、多播、移动性、即插即用等。IPv6需要在整个互联网和它所连接到的设备上建立对IPv6的支持，从IPv4访问时的转换过程中，在网关路由器(IPv6--IPv4)还是需要一个IPv4地址和3一些NAT(共享的IP地址)，增加了它的复杂性，还意味着IPv6许诺的巨大的空间地址不能够立刻被有效的使用。（三）IPv6与IPv4的区别1、扩展了路由和寻址的能力IPv6把IP地址由32位增加到128位，从而能够支持更大的地址空间，估计在地球表面每平米有4*lO^18个IPV6地址，使IP地址在可预见的将来不会用完。IPv6地址的编码采用类似于CIDR的分层分级结构，如同电话号码。简化了路由，加快了路由速度。在多点传播地址中增加了一个“范围”域，从而使多点传播不仅仅局限在子网内，可以横跨不同的子网，不同的局域网。2、报头格式的简化IPv4报头格式中一些冗余的域或被丢弃或被列为扩展报头，从而降低了包处理和报头带宽的开销。虽然IPv6的地址是IPv4地址的4倍。但报头只有它的2倍大。IPv6的地址分配一开始就遵循聚类(Aggregation)的原则，这使得路由器能在路由表中用一条记录(Entry)表示一片子网，大大减小了路由器中路由表的长度，提高了路由器转发数据包的速度。3、对可选项更大的支持IPv6的可选项不放入报头，而是放在一个个独立的扩展头部。如果不指定路由器不会打开处理扩展头部。这大大改变了路由性能。IPv6放宽了对可选项长度的严格要求(IPv4的可选项总长最多为40字节)，并可根据需要随时引入新选项。IPv6的很多新的特点就是由选项来提供的，如对IP层安全(IPSEC)的支持，对巨报(jumbogram)的支持以及对IP层漫游(Mobile-IP)的支持等。加入了对自动配置(Auto-configuration)的支持。这是对DHCP协议的改进和扩展，使得网络(尤其是局域网)的管理更加方便和快捷。4、内置的安全性IPv6协议支持IPSec，这就为网络安全性提供了一种基于标准的解决方案，并且提高了不同IPv6实现方案之间的互操作性。IPSec由两种不同类型的扩展头和一个用于处理安全设置的协议所组成。验证头（AH）为整个IPv6数据包（除4了在传输过程中IPv6头必须改变的字段外）提供了数据完整性、数据验证和重放保护。封装安全报文（ESP）的头和尾也为ESP封装报文提供了数据完整性、数据验证、数据机密性和重放保护。在单播通信中用于处理IPSec的安全设置的协议通常是Internet密钥交换协议（IKE）。5、可扩展性IPv6可以很方便地实现功能的扩展，这主要通过在IPv6协议头之后添加新的扩展协议头方式来实现。IPv4协议头中的选项最多可以支持40个字节的选项，而IPv6扩展协议头的长度只受到IPv6数据包长度的限制。5二、IPv4与IPv6网络之间的通信（一）双协议栈技术这种机制要给每一个IPv6的站点分配一个IPv4地址.这种方法不能解决IPv4地址资源不足的问题，而且随着IPv6站点的增加会很难得到满足，因此这种方法只能用在早期的变迁过程。双栈机制是处理过渡问题最简单的方式，通过在1台设备上同时运行IPv4和IPv6协议栈使得设备能处理两种类型的协议。它对于IPv4和IPv6实现了完全的兼容。应用程序依靠DNS地址解析返回的地址类型来决定使用何种协议栈。双协议栈是IPv6过渡技术的基础，不仅用于建设双栈网络，也是各种过渡隧道机制的基础。双栈网络的建设有两种模式：其一是完全双栈网络，即所有网络设备、用户终端都支持IPv4、IPv6双协议栈，用户通信既可以使用IPv4协议栈也可以使用IPv6协议栈；其二是有限双栈网络，网络中部分网络设备、用户终端采用双协议栈，这些用户可使用IPv4或IPv6与其它用户互联互通，但新增的网络设备和用户终端则仅使用IPv6协议栈，应用基于IPv6协议栈。图2.1双协议栈结构（二）网络地址