畢業(yè)論文-ipv6隧道技術(shù)研究與實(shí)現(xiàn)

1、<p><b>　　目 錄</b></p><p>　　1 互聯(lián)網(wǎng)IP通信協(xié)議1</p><p>　　1.1 IP概述1</p><p>　　1.2 IPV4協(xié)議簡(jiǎn)介2</p><p>　　1.3 IPV6協(xié)議簡(jiǎn)介3</p><p>　　1.4 IPV4與IPV6的區(qū)別和聯(lián)

2、系4</p><p>　　2 IPV4到IPV6的過(guò)渡5</p><p>　　2.1 IPv4/IPv6雙棧方法5</p><p>　　2.2 IPv6協(xié)議隧道方法7</p><p>　　2.2.1 IPv6-over-IPv4 隧道技術(shù)9</p><p>　　2.2.2 6to4隧道技術(shù)9</p&g

3、t;<p>　　2.2.3 ISATAP隧道技術(shù)9</p><p>　　2.2.4 IPv4兼容IPv6自動(dòng)隧道10</p><p>　　2.2.5 6PE隧道技術(shù)11</p><p>　　2.2.6 Teredo隧道11</p><p>　　3 隧道技術(shù)實(shí)現(xiàn)12</p><p>　　3.1 模

4、擬器介紹12</p><p>　　3.2 模擬器實(shí)現(xiàn)6to4隧道技術(shù)12</p><p><b>　　4 小結(jié)17</b></p><p><b>　　圖表目錄</b></p><p>　　圖 1 互聯(lián)網(wǎng)通信3</p><p>　　圖 2 ipv6/ipv6雙協(xié)議通

5、信6</p><p>　　圖 3 ipv6隧道通信7</p><p>　　圖 4 跨網(wǎng)絡(luò)隧道通信8</p><p>　　圖 5 ISATAP隧道10</p><p>　　圖 6 DOC下查看隧道11</p><p>　　圖 7 DOC下隧道IP12</p><p>　

6、　圖 8 Dynamips啟動(dòng)13</p><p>　　圖 9 6to4路由器拓?fù)鋱D13</p><p>　　圖 10 Dynamips模擬器CCNP拓?fù)鋱D14</p><p>　　圖 11 R2,R3,R4地址配置15</p><p>　　圖 12 R2,R4路由配置15</p><p>　

7、　圖 13 連通ipv4網(wǎng)絡(luò)16</p><p>　　圖 14 靜態(tài)路由17</p><p>　　圖 15 R1,R5連通17</p><p>　　圖 16 R2,R4隧道情況17</p><p>　　IPv6隧道技術(shù)研究與實(shí)現(xiàn)</p><p>　　摘要：IPv6協(xié)議是因特網(wǎng)的新一代通信協(xié)議，本文介紹

8、了如何實(shí)現(xiàn)從IPv4到IPv6的平滑過(guò)渡,研究從IPv4到IPv6過(guò)度的技術(shù)。通過(guò)搜集整理大量的書(shū)籍信息和互聯(lián)網(wǎng)信息，概括總結(jié)了IPV6到IPV4的通信方式和通信技術(shù)。對(duì)于ipv6隧道技術(shù)給予了深入研究。被稱(chēng)為下一代互聯(lián)網(wǎng)的IPv6如何實(shí)現(xiàn)與上一代協(xié)議的互聯(lián)，如何完成從第一代通信協(xié)議到第二代通信協(xié)議的過(guò)渡，這些都是本文所要探討的。如何實(shí)現(xiàn)IPv6穿越IPv4網(wǎng)絡(luò)通信，本文對(duì)IPv6隧道提供一種可行的模擬方案，使用模擬器Dynamips實(shí)

9、現(xiàn)IPv6隧道技術(shù)。通過(guò)使用Dynamips模擬器，虛擬出五個(gè)路由器，通過(guò)在五個(gè)路由器上配置實(shí)驗(yàn)環(huán)境，實(shí)現(xiàn)ipv6穿越ipv4網(wǎng)絡(luò)通信，完成6to4隧道通信。</p><p>　　關(guān)鍵詞：IPv4 ；IPv6；IPv6隧道；Dynamips</p><p><b>　　引言 </b></p><p>　　如今最廣泛應(yīng)用的IP版本仍然是IPv4。

10、然而IPv6也已經(jīng)開(kāi)始使用了。IPv6與IPV4相比有更長(zhǎng)的地址作準(zhǔn)備，因此可以滿(mǎn)足更多網(wǎng)絡(luò)使用者的需要。IPv6基本包括了IPv4的所有功能，所以IPv6技術(shù)的使用也對(duì)互聯(lián)網(wǎng)效率的提高起到很大的作用。當(dāng)前階段IPV4仍然占據(jù)著互聯(lián)網(wǎng)的大部分江山，IPV6的大量投入使用還將是漫長(zhǎng)的過(guò)程。但是IPV6作為一種新技術(shù)，它也必將承擔(dān)起自己的使命。作為一種新的技術(shù)，我們對(duì)于它充滿(mǎn)了期待和新鮮感，本文將對(duì)于這種IPV4到IPV6新技術(shù)的過(guò)度問(wèn)題進(jìn)

11、行研究。并且用模擬器Dynamips實(shí)現(xiàn)ipv6隧道技術(shù)的通信。</p><p>　　1 互聯(lián)網(wǎng)IP通信協(xié)議</p><p><b>　　1.1 IP概述</b></p><p>　　IP(Internet Protocol)是“網(wǎng)絡(luò)之間互連的協(xié)議”的縮寫(xiě)，是計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)通信協(xié)議，是用來(lái)唯一標(biāo)識(shí)互聯(lián)網(wǎng)上計(jì)算機(jī)的邏輯地址。一般IP即是指IPV4。I

12、P地址都是一個(gè)十分重要的概念，INTERNET的許多服務(wù)和特點(diǎn)都是通過(guò)IP地址體現(xiàn)出來(lái)的。它規(guī)定了計(jì)算機(jī)在因特網(wǎng)上進(jìn)行通信時(shí)應(yīng)當(dāng)遵守的規(guī)則，每臺(tái)連網(wǎng)計(jì)算機(jī)都依靠IP地址來(lái)標(biāo)識(shí)自己。IP是網(wǎng)絡(luò)上信息從一臺(tái)計(jì)算機(jī)傳遞給另一臺(tái)計(jì)算機(jī)的方法或者協(xié)議，IP地址將其與網(wǎng)絡(luò)上其他計(jì)算機(jī)區(qū)別開(kāi)。IP協(xié)議實(shí)際上是一套由軟件程序組成的協(xié)議軟件，它有一個(gè)非常重要的內(nèi)容，那就是給因特網(wǎng)上的每臺(tái)計(jì)算機(jī)和其它設(shè)備都規(guī)定了一個(gè)唯一的地址，叫做“IP 地址”。<

13、/p><p>　　1.2 IPV4協(xié)議簡(jiǎn)介</p><p>　　IPv4(Internet Protocol version 4)，工作在網(wǎng)絡(luò)層，是網(wǎng)際通信協(xié)議版本4。IPv4中規(guī)定IP地址長(zhǎng)度為32比特。IPv4首部一般是20字節(jié)長(zhǎng)。一般的書(shū)寫(xiě)法為4個(gè)用小數(shù)點(diǎn)分開(kāi)的十進(jìn)制數(shù)。也有人把4位數(shù)字化成一個(gè)十進(jìn)制長(zhǎng)整數(shù)，但這種標(biāo)示法并不常見(jiàn)。IPv6使用的128位地址所采用的位址記數(shù)法。 過(guò)去IAN

14、AIP地址分為A,B,C,D 4類(lèi)，把32位的地址分為兩個(gè)部分：前面的部分代表網(wǎng)絡(luò)地址，由IANA分配，后面部分代表局域網(wǎng)地址。如在C類(lèi)網(wǎng)絡(luò)中，前24位為網(wǎng)絡(luò)地址，后8位為局域網(wǎng)地址，可提供254個(gè)設(shè)備地址(因?yàn)橛袃蓚€(gè)地址不能為網(wǎng)絡(luò)設(shè)備使用: 255為廣播地址，0代表此網(wǎng)絡(luò)本身) 。IP包由首部(header)和實(shí)際的數(shù)據(jù)部分組成。數(shù)據(jù)部分一般用來(lái)傳送其它的協(xié)議，如TCP，UDP，ICMP等。數(shù)據(jù)部分最長(zhǎng)可為65515字節(jié)(Byte)(

15、=2xx16 - 1 - 最短首部長(zhǎng)度20字節(jié)) 。一般而言，低層(鏈路層) 的特性會(huì)限制能支持的IP包長(zhǎng)。 Ipv4并不區(qū)分作為網(wǎng)絡(luò)終端的主機(jī)(host) 和網(wǎng)絡(luò)中的中間設(shè)備如路由器中間的差別。每臺(tái)電腦可以即做主機(jī)又做路由器。</p><p><b>　　圖 1 互聯(lián)網(wǎng)通信</b></p><p>　　1.3 IPV6協(xié)議簡(jiǎn)介</p><p>

16、;　　IPv6（Internet Protocol Version 6）是網(wǎng)絡(luò)層協(xié)議的第二代標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議，也被稱(chēng)為IPng（IP Next Generation，下一代因特網(wǎng)）。它是IETF（Internet Engineering Task Force，Internet工程任務(wù)組）設(shè)計(jì)的一套規(guī)范，是IPv4的升級(jí)版本。IPv6和IPv4之間最顯著的區(qū)別為：IP地址的長(zhǎng)度從32比特增加到128比特。IPv6正處在不斷發(fā)展和完善的過(guò)程中，它在

17、不久的將來(lái)將取代目前被廣泛使用的IPv4。IPv6的地址結(jié)構(gòu)中除了把32位地址空間擴(kuò)展到了128位外，還對(duì)IP主機(jī)可能獲得的不同類(lèi)型地址作了一些調(diào)整，IPv6中取消了廣播地址而代之以點(diǎn)播地址。IPv4中用于指定一個(gè)網(wǎng)絡(luò)接口的單播地址和用于指定由一個(gè)或多個(gè)主機(jī)偵聽(tīng)的組播地址基本不變。IPv6中包括總長(zhǎng)為40字節(jié)的8個(gè)字段(其中兩個(gè)是源地址和目的地址)。它與IPv4包頭的不同在于，IPv4中包含至少12個(gè)不同字段，且長(zhǎng)度在沒(méi)有選項(xiàng)時(shí)為20字

18、節(jié)，但在包含選項(xiàng)時(shí)可達(dá)60字節(jié)。IPv6使用了固定格式的包頭并減少了需要檢查和處理的字段的數(shù)量，這將使得選路的效率更高。在IP</p><p>　　IPv6地址表示方式</p><p>　　IPv6地址被表示為以冒號(hào)（:）分隔的一連串16比特的十六進(jìn)制數(shù)。每個(gè)IPv6地址被分為8組，每組的16比特用4個(gè)十六進(jìn)制數(shù)來(lái)表示，組和組之間用冒號(hào)隔開(kāi)，比如：2001:0000:130F:0000:0

19、000:09C0:876A:130B。為了簡(jiǎn)化IPv6地址的表示，對(duì)于IPv6地址中的“0”可以有下面的處理方式： 每組中的前導(dǎo)“0”可以省略，即上述地址可寫(xiě)為2001:0:130F:0:0:9C0:876A:130B。如果地址中包含連續(xù)兩個(gè)或多個(gè)均為0的組，則可以用雙冒號(hào)“::”來(lái)代替，即上述地址可寫(xiě)為2001:0:130F::9C0:876A:130B。</p><p>　　IPv6主要有三種類(lèi)型的地址：?jiǎn)尾?/p>

20、地址、組播地址和任播地址。</p><p>　　單播地址：用來(lái)唯一標(biāo)識(shí)一個(gè)接口，類(lèi)似于IPv4的單播地址。發(fā)送到單播地址的數(shù)據(jù)報(bào)文將被傳送給此地址所標(biāo)識(shí)的接口。</p><p>　　組播地址：用來(lái)標(biāo)識(shí)一組接口（通常這組接口屬于不同的節(jié)點(diǎn)），類(lèi)似于IPv4的組播地址。發(fā)送到組播地址的數(shù)據(jù)報(bào)文被傳送給此地址所標(biāo)識(shí)的所有接口。</p><p>　　任播地址：用來(lái)標(biāo)識(shí)一組接

21、口（通常這組接口屬于不同的節(jié)點(diǎn)）。發(fā)送到任播地址的數(shù)據(jù)報(bào)文被傳送給此地址所標(biāo)識(shí)的一組接口中距離源節(jié)點(diǎn)最近（根據(jù)使用的路由協(xié)議進(jìn)行度量）的一個(gè)接口。</p><p>　　1.4 IPV4與IPV6的區(qū)別和聯(lián)系</p><p>　　IPv6是新一代Internet通信協(xié)議，具有許多的功能特色：全新的表頭格式、較大的地址空間、有效及階層化的地址與路由架構(gòu)、內(nèi)建的安全性、與鄰近節(jié)點(diǎn)相互作用的新型通

22、信協(xié)議Neighbor Discovery Protocol for IPv6、可擴(kuò)展性等。</p><p>　　IPV6與IPV4相比具有以下幾個(gè)優(yōu)勢(shì)：一，IPv6具有更大的地址空間。IPv4中規(guī)定IP地址長(zhǎng)度為32個(gè)比特，即有2^32-1個(gè)地址；而IPv6中IP地址的長(zhǎng)度為128比特，即有2^128-1個(gè)地址。二，IPv6使用更小的路由表。IPv6的地址分配一開(kāi)始就遵循聚類(lèi)的原則，這使得路由器能在路由表中用一

23、條記錄表示一片子網(wǎng)，大大減小了路由器中路由表的長(zhǎng)度，提高了路由器轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)包的速度。三，IPv6增加了增強(qiáng)的組播支持以及對(duì)流的支持，這使得網(wǎng)絡(luò)上的多媒體應(yīng)用有了長(zhǎng)足發(fā)展的機(jī)會(huì)，為服務(wù)質(zhì)量（QoS，Quality of Service）控制提供了良好的網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)。四，IPv6加入了對(duì)自動(dòng)配置的支持。這是對(duì)DHCP協(xié)議的改進(jìn)和擴(kuò)展，使得網(wǎng)絡(luò)（尤其是局域網(wǎng)）的管理更加方便和快捷。五，IPv6具有更高的安全性。在使用IPv6網(wǎng)絡(luò)中用戶(hù)可以對(duì)網(wǎng)絡(luò)層的

24、數(shù)據(jù)進(jìn)行加密并對(duì)IP報(bào)文進(jìn)行校驗(yàn)，極大的增強(qiáng)了網(wǎng)絡(luò)的安全性。</p><p>　　IPv4面臨的最緊迫的問(wèn)題是地址空間的大小問(wèn)題，主要研究方向也定位在如何減少地址空間的浪費(fèi)并提高使用效率上。其他議題，包括選路、網(wǎng)絡(luò)管理、配置及IPv4擴(kuò)展選項(xiàng)有時(shí)考慮到IPv4存在的時(shí)間，它確實(shí)工作得不錯(cuò)。那為什么還要用其他的東西來(lái)替換它呢？畢竟如果把IPv4替換掉的話(huà)，網(wǎng)絡(luò)中的所有系統(tǒng)均需要升級(jí)。IPv4需要一些改變以使得它能夠

25、在網(wǎng)絡(luò)協(xié)議的發(fā)展中得以繼續(xù)生存。增長(zhǎng)中的網(wǎng)絡(luò)正在消耗有限的IP地址空間資源，這一簡(jiǎn)單問(wèn)題意味著地址空間必須擴(kuò)充。IPV4將逐漸出現(xiàn)向IPv6過(guò)渡，IPv4與IPv6將共存并交互。</p><p>　　2 IPV4到IPV6的過(guò)渡</p><p>　　IPv6是新一代Internet通信協(xié)議，以后IPv4的全面升級(jí)向IPv6過(guò)渡必定是漸進(jìn)的。考慮到目前已經(jīng)有大量網(wǎng)絡(luò)和節(jié)點(diǎn)連接到Interne

26、t，人們無(wú)法接受大量的切換形式的升級(jí)。隨著網(wǎng)絡(luò)廠(chǎng)商和開(kāi)發(fā)者逐漸將IPv6引入不同的平臺(tái)，隨著網(wǎng)絡(luò)管理者逐漸確定自己所需要的IPv6功能，向IPv6過(guò)渡也將是一個(gè)相對(duì)緩慢的過(guò)程[1]。大多數(shù)過(guò)渡策略都依靠協(xié)議隧道的兩路方法，將來(lái)自IPv6孤島的IPv6包封裝在IPv4包中，然后在廣泛分布的IPv4海洋中傳送。經(jīng)過(guò)過(guò)渡的早期階段，越來(lái)越多的I P網(wǎng)絡(luò)和設(shè)備將支持IPv6。但即使在過(guò)渡的后期階段， IPv6封裝仍將提供跨越只支持IPv4的骨干

27、網(wǎng)和其他堅(jiān)持使用IPv4的網(wǎng)絡(luò)的連接能力。另一路策略是雙棧方法，即主機(jī)和路由器在同一網(wǎng)絡(luò)接口上運(yùn)行IPv4棧和IPv6棧。這樣，雙棧節(jié)點(diǎn)既可以接受和發(fā)送IPv4包，也可以接受和發(fā)送IPv6包，因而兩個(gè)協(xié)議可以在同一網(wǎng)絡(luò)中共存。</p><p>　　2.1 IPv4/IPv6雙棧方法</p><p>　　雙棧節(jié)點(diǎn)完全支持兩種協(xié)議版本，這類(lèi)節(jié)點(diǎn)常常被稱(chēng)為IPV6/IPV4節(jié)點(diǎn)。這種節(jié)點(diǎn)和IPV

28、6節(jié)點(diǎn)通信的時(shí)候，就像一個(gè)純IPV6節(jié)點(diǎn)，而當(dāng)他和IPV4節(jié)點(diǎn)通信的時(shí)候，又像一個(gè)純IPV4節(jié)點(diǎn)。這類(lèi)節(jié)點(diǎn)實(shí)現(xiàn)中可能有一個(gè)配置開(kāi)關(guān)來(lái)啟用，禁用其中某個(gè)節(jié)點(diǎn)。因此這類(lèi)節(jié)點(diǎn)有三中操作模式[2]：?jiǎn)⒂胕pv4棧而禁用ipv6棧時(shí)，節(jié)點(diǎn)如同一個(gè)IPV4；啟用ipv6棧而禁用ipv4棧時(shí)，節(jié)點(diǎn)如同一個(gè)IPV6；同時(shí)啟用IPV4棧和ipv6棧的時(shí)候，該節(jié)點(diǎn)就能使用這兩種版本協(xié)議。Ipv6/ipv4節(jié)點(diǎn)在每種協(xié)議版本下至少有一個(gè)地址。IPv4/IPv

29、6雙棧節(jié)點(diǎn)與其他類(lèi)型的多棧節(jié)點(diǎn)的工作方式相同。鏈路層接收到數(shù)據(jù)段，拆開(kāi)并檢查包頭。如果IPv4/ IPv6頭中的第一個(gè)字段，即IP包的版本號(hào)是4，該包就由IPv4棧來(lái)處理；如果版本號(hào)是6，則由IPv6棧處理。最簡(jiǎn)單的雙棧工作是只支持IPv4和IPv6，但不支持隧道方式。對(duì)于大多數(shù)節(jié)點(diǎn)，尤其是如果這些節(jié)點(diǎn)的Internet應(yīng)用軟件都已升級(jí)為同時(shí)支持IPv4和IPv6，這種功能足夠。如同用于訪(fǎng)問(wèn)IPv4網(wǎng)絡(luò)服務(wù)一樣，同一應(yīng)用也能夠用于訪(fǎng)問(wèn)本

30、地IPv6網(wǎng)絡(luò)服務(wù)。節(jié)點(diǎn)可以與任</p><p>　　圖 2 ipv6/ipv6雙協(xié)議通信</p><p>　　2.2 IPv6協(xié)議隧道方法</p><p>　　隧道技術(shù)就是使用IPv6數(shù)據(jù)報(bào)能夠穿透IPV4網(wǎng)絡(luò)，從外部看來(lái)就好像在Ipv4網(wǎng)絡(luò)中開(kāi)通了一條道路用于IPv6數(shù)據(jù)報(bào)的傳輸。隧道方法用于連接處于IPv4海洋中的各孤立的IPv6島。此方法要求隧道兩端的IP

31、v6節(jié)點(diǎn)都是雙棧節(jié)點(diǎn)，見(jiàn)圖3所示，節(jié)點(diǎn)A和節(jié)點(diǎn)B都是只支持IPv6的節(jié)點(diǎn)。如果節(jié)點(diǎn)A要向B發(fā)送包，A只是簡(jiǎn)單地把IPv6頭的目的地址設(shè)為B的IPv6地址，然后傳遞給路由器X；X對(duì)IPv6包進(jìn)行封裝，然后將IPv4頭的目的地址設(shè)為路由器Y的IPv4地址；若路由器Y收到此IPv4包，則首先拆包，如果發(fā)現(xiàn)被封裝的IPv6包是發(fā)給節(jié)點(diǎn)B的，Y就將此包正確地轉(zhuǎn)發(fā)給B。隧道技術(shù)的關(guān)鍵點(diǎn)在于如何解決隧道的兩個(gè)端點(diǎn)：入口和出口以及數(shù)據(jù)報(bào)的封裝過(guò)程。根據(jù)

32、數(shù)據(jù)包在端口的封裝和解封裝的不同，隧道技術(shù)又分為好多種，如有手工隧道， IPv6 over ipv4隧道，6to4隧道等。而總體來(lái)說(shuō)就是兩種，手工隧道和自動(dòng)隧道。手工和自動(dòng)隧道的不同點(diǎn)就在于如何確定隧道終點(diǎn)的IP地址。</p><p>　　圖 3 ipv6隧道通信</p><p><b>　　配置隧道和自動(dòng)隧道</b></p><p>　　配

33、置隧道和自動(dòng)隧道的主要區(qū)別在于：只有執(zhí)行隧道功能的節(jié)點(diǎn)的IPv6地址是IPv4兼容地址時(shí)，自動(dòng)隧道才是可行的。在為執(zhí)行隧道功能的節(jié)點(diǎn)建立IP地址時(shí)，自動(dòng)隧道方法無(wú)需進(jìn)行配置；而配置隧道方法則要求隧道末端節(jié)點(diǎn)使用其他機(jī)制來(lái)獲得其IPv4地址，例如采用D H C P、人工配置或其他IPv4的配置機(jī)制。</p><p><b>　　IPv6隧道類(lèi)型</b></p><p>

34、　　可以作為隧道端點(diǎn)的節(jié)點(diǎn)有幾種不同的組合類(lèi)型，圖4描述了這些不同隧道的操作情形。圖中的互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)由三個(gè)網(wǎng)絡(luò)、兩個(gè)路由器和兩臺(tái)主機(jī)組成，它使用了如下幾種不同的隧道類(lèi)型。但是，為了區(qū)別這些不同類(lèi)型的隧道，根據(jù)所演示的隧道類(lèi)型，圖中的實(shí)體可能是只支持IPv4、只支持IPv6或者IPv4 / IPv6雙棧。</p><p>　　圖 4 跨網(wǎng)絡(luò)隧道通信</p><p>　　各種不同的隧道類(lèi)型包括[

35、3]：</p><p>　　○ 路由器-路由器隧道。路由器X和路由器Y使用隧道方式來(lái)傳送經(jīng)過(guò)網(wǎng)絡(luò)O的包，而網(wǎng)絡(luò)O只支持IPv4。主機(jī)A可以透明地將IPv6包發(fā)送給主機(jī)B，這兩個(gè)主機(jī)都不必考慮中間插入的IPv4網(wǎng)絡(luò)(即網(wǎng)絡(luò)O )。這種情況下，主機(jī)A和主機(jī)B都是只支持IPv6的節(jié)點(diǎn)。</p><p>　　○ 路由器-主機(jī)隧道。此時(shí)網(wǎng)絡(luò)M只支持IPv4，但主機(jī)B同時(shí)運(yùn)行IPv4和IPv6，網(wǎng)絡(luò)的

36、其他部分都只支持IPv6。這種情況下，隧道傳送發(fā)生在路由器Y和主機(jī)B之間。在網(wǎng)絡(luò)的其他部分，IPv6包可以自由傳送。但是路由器Y必須將IPv6包封裝在IPv4包中，以便通過(guò)只支持IPv4的網(wǎng)絡(luò)M。</p><p>　　○ 主機(jī)-主機(jī)隧道。假設(shè)此時(shí)只有主機(jī)A和主機(jī)B同時(shí)支持IPv4和IPv6，而網(wǎng)絡(luò)的其他部分都只支持IPv4。這種情況下，隧道傳送發(fā)生在主機(jī)A和主機(jī)B之間。對(duì)于發(fā)往主機(jī)B的IPv6包，主機(jī)A必須把它們

37、封裝在IPv4包中，以便由只支持IPv4的路由器來(lái)運(yùn)載。</p><p>　　○主機(jī)-路由器隧道。假設(shè)此時(shí)主機(jī)A和路由器X為雙棧節(jié)點(diǎn)，網(wǎng)絡(luò)N只支持IPv4，而網(wǎng)絡(luò)的其他部分都只支持IPv6。這種情況下，主機(jī)A僅對(duì)發(fā)往路由器X的IPv6包采用隧道方式；一旦通過(guò)了只支持IPv4的網(wǎng)絡(luò)N，路由器X就對(duì)這些通過(guò)隧道傳送的包拆包，然后按正常方式通過(guò)IPv6網(wǎng)絡(luò)轉(zhuǎn)發(fā)。</p><p>　　2.2.1

38、IPv6-over-IPv4 隧道技術(shù)</p><p>　　Ipv6 over ipv4 是一種自動(dòng)建立隧道的機(jī)制，在ipv4的多播域上承ipv6鏈路本地地址。與6to4不同的是，Ipv6 over ipv4 利用ipv4的多播機(jī)制來(lái)實(shí)現(xiàn)虛擬鏈路，這種機(jī)制要求站點(diǎn)支持多播。將ipv6的鏈路本地地址映射到ipv4的多播域。相當(dāng)于ipv4的多播機(jī)制模擬ipv6的鄰居發(fā)現(xiàn)功能，發(fā)現(xiàn)ipv6的鄰居，ipv6的主機(jī)就自動(dòng)建

39、立隧道通過(guò)ipv4網(wǎng)絡(luò)。Ipv6 over ipv4 手動(dòng)隧道也是通IPv4骨干網(wǎng)連接的兩個(gè)IPv6域的永久鏈路，用于兩個(gè)邊緣路由器或者終端系統(tǒng)與邊緣路由器之間安全通信的穩(wěn)定連接。手動(dòng)隧道的轉(zhuǎn)發(fā)機(jī)制直接將IPv6報(bào)文封裝到IPv4報(bào)文中，IPv6報(bào)文作為IPv4報(bào)文的凈載荷。</p><p>　　2.2.2 6to4隧道技術(shù)</p><p>　　6to4 也是一種自動(dòng)構(gòu)造隧道的方式，它的好

40、處在于只需要一個(gè)全球唯一的ipv4地址便可以使得整個(gè)站點(diǎn)獲得ipv6的連接。6to4 隧道技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)ipv6節(jié)點(diǎn)之間使用不經(jīng)過(guò)事先聲明的ipv4隧道通過(guò)ipv4網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行通信。6to4 自動(dòng)構(gòu)建隧道機(jī)制在構(gòu)造地址時(shí)采用6to4 地址，6to4 是一個(gè)特殊的IPv6地址，它以2002開(kāi)頭，后面跟著32位的ipv4地址轉(zhuǎn)化為32位的16進(jìn)制表示，構(gòu)成一個(gè)48位的6to4 前綴（2002：ipv4 ADDR::/48）,像192.168.1.

41、1構(gòu)成6to4 前綴就是： 2002：C0A8：101：：/48。由于這種地址是自動(dòng)從站點(diǎn)的ipv4地址派生出來(lái)，因此每一個(gè)采用6to4 機(jī)制的節(jié)點(diǎn)就必須具有一個(gè)全球唯一的ipv4地址。 6to4隧道可以將多個(gè)IPv6域通過(guò)IPv4網(wǎng)絡(luò)連接到IPv6網(wǎng)絡(luò)。它和IPv4兼容IPv6自動(dòng)隧道類(lèi)似，使用一種特殊的地址——2002:a.b.c.d:xxxx:xxxx:xxxx:xxxx:xxxx格式的6to4地址。其中a.b.c.d是內(nèi)嵌在IP

42、v6地址中的IPv4地址，可以用來(lái)查找6to4網(wǎng)絡(luò)中的其他終端。6to4地址</p><p>　　2.2.3 ISATAP隧道技術(shù)</p><p>　　ISATAP（Intra-Site Automatic Tunnel Addressing Protocol）是一種自動(dòng)隧道技術(shù)，意思是域內(nèi)自動(dòng)隧道尋址協(xié)議，它指某個(gè)IPV4域內(nèi)的雙棧主機(jī)相互之間可通過(guò)該隧道通信。ISATAP地址有一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)

43、的64位前綴（可以是本鏈路的，本地站點(diǎn)，6to4前綴，也可以是全局可聚合單播地址）。利用ISATAP，IPv4內(nèi)聯(lián)網(wǎng)中的IPv6主機(jī)就可以相互通信,這時(shí)候就不需要IPv6路由器。ISATAP草案中所解釋的機(jī)制尚處于試驗(yàn)階段，這個(gè)機(jī)制希望啟動(dòng)用自動(dòng)站內(nèi)IPv6路由器搜索與無(wú)狀態(tài)地址自動(dòng)配置[4]。如圖5所示，雙棧主機(jī)PC1與路由器R1通過(guò)ISATAP隧道相連，將PC1配置成ISATAP主機(jī)（IPv4地址為10.0.0.2，IPv6地址由I

44、SATAP路由器自動(dòng)分配）。ISATAP路由器E0接口的IPv4地址為2.2.2.2，Tunnel0接口的IPv6地址為1::5ffe:202:202，E1接口的IPv6地址為2::1，IPv6主機(jī)PC2的IPv6地址為2::2。</p><p>　　圖 5 ISATAP隧道</p><p>　　2.2.4 IPv4兼容IPv6自動(dòng)隧道</p><p>　　自動(dòng)

45、隧道能夠完成點(diǎn)到多點(diǎn)的連接，而手動(dòng)隧道僅僅是點(diǎn)到點(diǎn)的連接。IPv4兼容IPv6自動(dòng)隧道技術(shù)能夠使隧道自動(dòng)生成。在IPv4兼容IPv6自動(dòng)隧道中，只需要告訴設(shè)備隧道的起點(diǎn)，隧道的終點(diǎn)由設(shè)備自動(dòng)生成。為了完成隧道終點(diǎn)的自動(dòng)產(chǎn)生，IPv4兼容IPv6自動(dòng)隧道需要使用一種特殊的地址，即IPv4兼容IPv6地址[5]。雙棧節(jié)點(diǎn)則對(duì)于IPv4包和IPv6包都使用相同的地址。只支持IPv4的節(jié)點(diǎn)向雙棧節(jié)點(diǎn)發(fā)送包時(shí)，使用雙棧節(jié)點(diǎn)的IPv4地址；而只支持

46、IPv6的節(jié)點(diǎn)則使用雙棧節(jié)點(diǎn)的IPv6地址，即將原IPv4地址填充0后成為1 2 8位。這類(lèi)節(jié)點(diǎn)可以作為路由器鏈接IPv6網(wǎng)絡(luò)，采用自動(dòng)隧道方式穿越IPv4網(wǎng)絡(luò)。該路由器從本地IPv6網(wǎng)絡(luò)接收IPv6包，將這些包封裝在IPv4包中，然后使用IPv4兼容地址發(fā)送給IPv4網(wǎng)絡(luò)另一端的另一個(gè)雙棧路由器。如此繼續(xù)，封裝的包將通過(guò)IPv4網(wǎng)絡(luò)群轉(zhuǎn)發(fā)，直至到達(dá)隧道另一端的雙棧路由器，由該路由器對(duì)IPv4包拆包，釋放出IPv6包并轉(zhuǎn)發(fā)給本地的IPv

47、6主機(jī)。兼容IPv4的隧道兩端的主機(jī)或路由器必須同時(shí)支持IPv4和IPv6協(xié)議棧。使用兼容IPv4的隧道可以方便的建</p><p>　　2.2.5 6PE隧道技術(shù)</p><p>　　隨著MPLS技術(shù)和標(biāo)準(zhǔn)的成熟，出現(xiàn)一種新的基于MPLS/VPN的IPv6隧道機(jī)制。隨著骨干網(wǎng)越來(lái)越多地采用MPLS技術(shù)，必須考慮如何在MPLS上集成IPv6。該方法將整個(gè)MPLS網(wǎng)絡(luò)看成IPv6隧道，并充分

48、利用MPLS的特性[6]。</p><p>　　2.2.6 Teredo隧道</p><p>　　Teredo是另一種處于實(shí)現(xiàn)階段的機(jī)制。Teredo設(shè)計(jì)用來(lái)通過(guò)多層NAT之后主機(jī)仍然可以與ipv6交流，這種方法無(wú)法升級(jí)到6to4.Teredo隧道技術(shù)采用將IPv6數(shù)據(jù)封裝在UDP載荷中的方式穿越NAT，使得NAT域內(nèi)的IPv6節(jié)點(diǎn)得到全球性的IPv6連接[7。它通過(guò)UDP隧道傳輸數(shù)據(jù)包，

49、這種服務(wù)需要Teredo服務(wù)器以及Teredo中繼器。Teredo仍然是草案，處于實(shí)驗(yàn)階段，很多細(xì)節(jié)仍然有待定義。</p><p>　　在DOC下查看本機(jī)ipv6協(xié)議和隧道</p><p>　　使用命令ipv6 if,如圖6，接口3是6to4隧道，2接口是自動(dòng)隧道接口。</p><p>　　使用命令ipconfig ,如圖7，顯示出Teredo隧道，和自動(dòng)隧道。&l

50、t;/p><p>　　圖 6 DOC下查看隧道</p><p>　　圖 7 DOC下隧道IP</p><p><b>　　3 隧道技術(shù)實(shí)現(xiàn)</b></p><p><b>　　3.1 模擬器介紹</b></p><p>　　Dynamips，是Cisco 路由器模擬器。d

51、ynamips 模擬出cisco7200 路由器的硬件環(huán)境，然后在這個(gè)環(huán)境中直接運(yùn)行Cisco 的IOS。dynamips 模擬出的是真實(shí)的路由器。</p><p>　　3.2 模擬器實(shí)現(xiàn)6to4隧道技術(shù)</p><p>　　安裝，啟動(dòng)，配置dynamips。圖8。</p><p>　　圖 8 Dynamips啟動(dòng)</p><p>　　模擬

52、路由拓?fù)淙鐖D9.</p><p>　　選擇使用CCNP拓?fù)?，如圖10。啟用R1,R2,R3,R4,R5路由器。</p><p>　　圖 9 6to4路由器拓?fù)鋱D</p><p>　　圖 10 Dynamips模擬器CCNP拓?fù)鋱D</p><p>　　在R2、R3、R4之間建立ipv4網(wǎng)絡(luò),配置ip地址和啟動(dòng)路由。R1和R5兩端是ipv6

53、地址，它們互相ping,要穿過(guò)IPV4的網(wǎng)絡(luò)。</p><p><b>　　主要命令</b></p><p>　　R2(config)#interface s1/1 設(shè)置端口 </p><p>　　R2(config-if)#ip address 2.2.2.1 255.255

54、.255.0 端口分配ipv4地址和掩碼</p><p>　　R2(config-if)#no shut 激活端口</p><p>　　R2(config-if)# </p><p>　　R2 的端口及地址是 s1/1 2.2.2.1 255.255.255.0 </p>&l

55、t;p>　　R3 的端口及地址是 s1/0 2.2.2.2 255.255.255.0</p><p>　　R3 的端口及地址是 s1/1 3.3.3.2 255.255.255.0</p><p>　　R4 的端口及地址是 s1/0 3.3.3.1 255.255.255.0 </p><p><b&

56、gt;　　如圖11.</b></p><p>　　在R2、R4上啟用靜態(tài)路由。</p><p>　　R2(config)#ip route 3.3.3.0 255.255.255.0 2.2.2.2 </p><p>　　R4(config)#ip route 2.2.2.0 255.255.255.0 3.3.3.2 </p>&l

57、t;p><b>　　配置如圖12.</b></p><p>　　圖 11 R2,R3,R4地址配置</p><p>　　圖 12 R2,R4路由配置</p><p>　　在R2,R4上建立隧道。</p><p><b>　　主要命令</b></p><p>　　

58、R2(config)#interface tunnel 0 </p><p>　　R2(config-if)#no ip address </p><p>　　R2(config-if)#ipv6 address 2001:250:803:1::1/64 </p><p>　　R2(conf

59、ig-if)#tunnel source 2.2.2.1 （R2 e0/1） </p><p>　　R2(config-if)#tunnel destination 3.3.3.1 （R4 e0/0） </p><p>　　R2(config-if)#tunnel mode ipv6ip </p

60、><p>　　R2相關(guān)參數(shù)tunnel 0 2001:250:803:1::1/64 source 2.2.2.1 destination 3.3.3.1</p><p>　　R4相關(guān)參數(shù)tunnel 1 2001:250:803:1::2/64 source 3.3.3.1 destination 2.2.2.1 </p><p>　　驗(yàn)證一

61、下隧道，R2 ping R4(隧道地址ipv6) 如圖13.</p><p>　　圖 13 連通ipv4網(wǎng)絡(luò)</p><p>　　在R1、R2、R4、R5上配上ipv6地址</p><p>　　R1(config-if)#ipv6 address 2001:250:803:11::1/64 </p><p>　　R2(config-if)#

62、ipv6 address 2001:250:803:11::2/64</p><p>　　R4(config-if)#ipv6 address 2001:250:803:12::1/64</p><p>　　R5(config-if)#ipv6 address 2001:250:803:12::2/64</p><p>　　配置靜態(tài)路由R1,R2、R4,R5 如圖1

63、4。</p><p>　　R1(config)#ipv6 route 2001:250:803:1::/64 2001:250:803:11::2</p><p>　　R1(config)#ipv6 route 2001:250:803:12::/64 2001:250:803:11::2</p><p>　　R2(config)#ipv6 route 2001:2

64、50:803:12::/64 2001:250:803:1::2</p><p>　　R4(config)#ipv6 route 2001:250:803:11::/64 2001:250:803:1::1</p><p>　　R5(config)#ipv6 route 2001:250:803:1::/64 2001:250:803:12::1</p><p>　

65、　R5(config)#ipv6 route 2001:250:803:11::/64 2001:250:803:12::1</p><p><b>　　圖 14 靜態(tài)路由</b></p><p>　　實(shí)現(xiàn)環(huán)境已經(jīng)搭建成功。用R1pingR5，如圖15。</p><p>　　圖 15 R1,R5連通</p><p>

66、　　查看R2,R4上的隧道，如圖16。</p><p>　　圖 16 R2,R4隧道情況</p><p>　　6to4隧道已經(jīng)實(shí)現(xiàn)，ipv6 ping通了，實(shí)現(xiàn)了穿越ipv4網(wǎng)絡(luò)通信的目的。</p><p><b>　　4 小結(jié)</b></p><p>　　通過(guò)這次畢業(yè)論文設(shè)計(jì)，在兩個(gè)多月里，我收集了大量關(guān)于ipv

67、6以及ipv6隧道技術(shù)的技術(shù)文檔，書(shū)籍。認(rèn)真研究了這些知識(shí)，達(dá)到了提高自己知識(shí)水平和動(dòng)手能力的目的。為了實(shí)現(xiàn)ipv6隧道技術(shù)，我特別去學(xué)習(xí)了模擬器，經(jīng)過(guò)認(rèn)真學(xué)習(xí)，不但對(duì)ipv6隧道技術(shù)的認(rèn)識(shí)加深，而且也對(duì)模擬器的使用有了很深刻的了解。在這個(gè)過(guò)程中，我明顯感覺(jué)到自己的自學(xué)能力和動(dòng)手能力有了很大的提高。</p><p>　　通過(guò)本次論文制作，我對(duì)未來(lái)下一代網(wǎng)絡(luò)通信的IPV6技術(shù)有了相當(dāng)多的了解。也提高了對(duì)接觸新技術(shù)的

68、興趣，相信在以后ipv6的使用過(guò)程中，更能夠應(yīng)用自如。</p><p><b>　　主要參考文獻(xiàn)</b></p><p>　　[1]李振強(qiáng)，趙曉宇，馬嚴(yán).IPv6技術(shù)揭秘[M].北京，人民郵電出版社，2006.4</p><p>　　[2]Hagen,S.著；技橋譯.IPv6精髓[M].北京，清華大學(xué)出版社，2004.5</p>

69、<p>　　[3]Joseph Davies.Understanding IPv6Second Edition[M].Microsoft Press.2008</p><p>　　[4]張?jiān)朴?，劉韻潔，張智?基于IPv6的下一代互聯(lián)網(wǎng)[M].北京，電子工業(yè)出版社，2004.7</p><p>　　[5]Joseph Davies著；張曉彤，晏國(guó)晟，曾慶峰譯.理解IPv6[M].

70、 北京，清華大學(xué)出版社，2004.3</p><p>　　[6]Niall Murphy , David Malone (Author) IPv6 Network Administration [M]O'Reilly Media, Inc. (March 2, 2005) </p><p><b>　　英文摘要</b></p><p>

71、　　IPv6 Research and Implementation of Tunnel</p><p>　　Abstract：This article describes how to IPv6 from IPv4 to smooth the transition from IPv4 to IPv6 over technology. Through a large number of books gatheri

72、ng information and Internet information, a summary of IPV6 to IPV4 means of communication and communication technology.Ipv6 tunneling technology to give an in-depth research. Known as the IPv6 next-generation Internet to

73、 achieve agreement with the previous generation of the Internet, how to complete the first generation of communication protocol</p><p>　　Key words: ipv4; ipv6; ipv6 tunnels; dynamips</p><p><

74、;b>　　致謝</b></p><p>　　四年的學(xué)校生活即將結(jié)束。我感謝那些教授我知識(shí)的老師，幫助我學(xué)習(xí)的同學(xué)。真心希望他們順心如意。特別感謝高老師，在我做畢業(yè)設(shè)計(jì)的這段時(shí)間里，給我很多的關(guān)心和幫助。在這里我向她表示衷心的感謝。</p><p><b>　　附錄A </b></p><p>　　Dynamips模擬6to4

75、隧道主要步驟和命令及注釋</p><p>　　首先在R2、R3、R4之間建立ipv4網(wǎng)絡(luò)</p><p>　　R2(config)#interface s1/1 設(shè)置端口 </p><p>　　R2(config-if)#ip address 2.2.2.1 255.255.255.0

76、 端口分配ipv4地址和掩碼</p><p>　　R2(config-if)#no shut 激活端口</p><p>　　R2(config-if)# </p><p>　　R3(config)#interface s1/0 </p><p>　　R3(config

77、-if)#ip address 2.2.2.2 255.255.255.0</p><p>　　R3(config-if)#no shu</p><p>　　R3(config-if)#no shutdown</p><p>　　R3(config-if)#exit 退出端口</p>&l

78、t;p>　　R3(config)#inter</p><p>　　R3(config)#interface s1/1 </p><p>　　R3(config-if)#ip address 3.3.3.2 255.255.255.0 </p><p>　　R3(config-if)#no shut</p><p

79、>　　R3(config-if)#</p><p>　　R4(config)#interface s1/0 </p><p>　　R4(config-if)#ip address 3.3.3.1 255.255.255.0 </p><p>　　R4(config-if)#no shut</p>

80、<p>　　R4(config-if)#no shut </p><p>　　R4(config-if)#no shutdown </p><p>　　在R2、R4上啟用靜態(tài)路由，使網(wǎng)絡(luò)連通 </p><p>　　R2(config)#ip route 3.3.3.0 255.255.25

81、5.0 2.2.2.2 </p><p>　　R4(config)#ip route 2.2.2.0 255.255.255.0 3.3.3.2 </p><p>　　分別在R2、R4上打通隧道</p><p>　　R2(config)#interface tunnel 0 r2 建立隧道tunnel 標(biāo)識(shí) 0

82、 </p><p>　　R2(config-if)#no ip address 不分配ipv4地址 </p><p>　　R2(config-if)#ipv6 address 2001:250:803:1::1/64 分配隧道ipv6地址 這是個(gè)網(wǎng)段</p><p>　　R2(conf

83、ig-if)#tunnel source 2.2.2.1（R2 e0/1） 隧道上加路由 源端 </p><p>　　R2(config-if)#tunnel destination 3.3.3.1（R4 e0/0） 隧道上加路由 目的端 </p><p>　　R2(config-if)#tunnel mode ipv6ip

84、 隧道模式ipv6到ipv4</p><p>　　R4(config)#interface tunnel 1 r4建立隧道 標(biāo)識(shí) 隧道1</p><p>　　R4(config-if)#no ip address </p><p>　　R4(config-if

85、)#ipv6 address 2001:250:803:1::2/64 </p><p>　　R4(config-if)#tunnel source 3.3.3.1 （R4 e0/0） </p><p>　　R4(config-if)#tunnel destination 2.2.2.1 （R2 e0/1） </p><p>　　R

86、4(config-if)#tunnel mode ipv6ip </p><p>　　R1、R2、R4、R5上配上ipv6地址</p><p>　　R1(config)#ipv6 unicast-routing 啟動(dòng)單播路由功能 </p><p>　　R1(config)#interface s1/1

87、 分配端口 </p><p>　　R1(config-if)#ipv6 address 2001:250:803:11::1/64 分配端口地址ipv6</p><p>　　R1(config-if)#no shut 激活</p><p&

88、gt;　　R2(config)#ipv6 unicast-routing </p><p>　　R2(config)#interface s1/0 </p><p>　　R2(config-if)#ipv6 address 2001:250:803:11::2/64 </p><p>　　R2(config-if)#n

89、o shut </p><p>　　R4(config)#ipv6 unicast-routing </p><p>　　R4(config)#interface s1/1 </p><p>　　R4(config-if)#ipv6 address 2001:250:803:12::1/64</

90、p><p>　　R4(config-if)#no shut </p><p>　　R5(config)#ipv6 unicast-routing </p><p>　　R5(config)#interface s1/0 </p><p>　　R5(config-if)#ipv6 a

91、ddress 2001:250:803:12::2/64 </p><p>　　R5(config-if)#no shut </p><p>　　置靜態(tài)路由R1,R2、R4,R5 </p><p>　　R1(config)#ipv6 route 2001:250:803:1::/64 2001:250:803:11::2</p>

92、<p>　　R1(config)#ipv6 route 2001:250:803:12::/64 2001:250:803:11::2</p><p>　　R2(config)#ipv6 route 2001:250:803:12::/64 2001:250:803:1::2</p><p>　　R4(config)#ipv6 route 2001:250:803:11::/64

93、 2001:250:803:1::1</p><p>　　R5(config)#ipv6 route 2001:250:803:1::/64 2001:250:803:12::1</p><p>　　R5(config)#ipv6 route 2001:250:803:11::/64 2001:250:803:12::1</p><p><b>　　配置完

94、畢。</b></p><p><b>　　附錄B </b></p><p>　　Dynamips模擬6to4隧道實(shí)驗(yàn)部分截圖</p><p>　　查看R1的信息部分截圖</p><p><b>　　R2的信息截圖，</b></p><p><b>