IPv4與IPv6互聯(lián)技術(shù)探討開(kāi)題報(bào)告

1、本科畢業(yè)論文開(kāi)題報(bào)告學(xué) 院 名 稱： 物理與電子工程學(xué)院 專 業(yè) 名 稱： 電子信息工程（職師）屆 別： 2015屆學(xué) 號(hào)：1112080101姓 名：指導(dǎo)教師姓名（職稱）： (講師)教 務(wù) 處 制二一五年三月廣西師范學(xué)院本科畢業(yè)論文開(kāi)題報(bào)告題目IPv4與IPv6互聯(lián)技術(shù)探討題目類型囗理論研究囗應(yīng)用研究囗設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)囗其他命題來(lái)源囗 教師命題囗 學(xué)生自主命題囗教師科研課題擬完成時(shí)間2015年4 月22 日一、 選題依據(jù)及意義（不少于300字）（1） 選題依據(jù)從20世紀(jì)70年代開(kāi)始，互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)就以超出人們想像的速度迅猛發(fā)展。作為互聯(lián)網(wǎng)重要的基礎(chǔ)協(xié)議IPv4在過(guò)去20多年的發(fā)展進(jìn)程中取得了巨大成功，互

2、聯(lián)網(wǎng)已經(jīng)成為人們生活中不可缺少的一部分。但作為其核心IPv4協(xié)議的缺陷也不斷的暴露出來(lái)，主要的表現(xiàn)為IP地址資源的緊缺、路由表項(xiàng)目的爆炸以及難以滿足新應(yīng)用的需求。而作為下一代互聯(lián)網(wǎng)核心協(xié)議 IPv6 在地址空間、可擴(kuò)展性、路由及安全性等方面都有很大的改進(jìn) ,且易于配置 ,可靠性高。但由于IPv4與IPv6的不兼容，使得一種協(xié)議的設(shè)備不能和另一種協(xié)議的設(shè)備進(jìn)行相互通信，而如何去實(shí)現(xiàn)兩種網(wǎng)絡(luò)的互操作是目前研究的熱點(diǎn)。(二)選題意義目前使用的協(xié)議IPv4已經(jīng)不堪重負(fù)，為此許多技術(shù)工作人員做出了不懈的努力，但卻在每時(shí)每刻新接入到互聯(lián)網(wǎng)中的設(shè)備與人數(shù)的巨大壓力下，顯得杯水車薪。根據(jù)中國(guó)互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展?fàn)顩r調(diào)查

3、的結(jié)果顯示，中國(guó)的互聯(lián)網(wǎng)在整體上呈飛速上升的趨勢(shì)，增長(zhǎng)率在世界經(jīng)次于美國(guó)與日本。但目前這些IP地址資源完全不能滿足中國(guó)運(yùn)營(yíng)商的需求。隨著中國(guó)大陸地區(qū)網(wǎng)民的數(shù)量日益增長(zhǎng)，IPv4地址的需求程度與我國(guó)互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的矛盾將會(huì)更加的激烈。二、研究目標(biāo)與主要內(nèi)容（含論文(設(shè)計(jì))提綱，不少于500字）（一）課題研究目標(biāo)本課題研究目標(biāo)是通過(guò)IPv4和IPv6優(yōu)勢(shì)和劣勢(shì)進(jìn)行對(duì)比分析，從而肯定了在不同的時(shí)期下的作用。但隨著互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展，IPv6肯定會(huì)取代IPv4，但其中的過(guò)渡不可能一蹴而就，需要一個(gè)較長(zhǎng)的過(guò)渡期。在這個(gè)過(guò)渡期中，IPv4與IPv6的共存就顯得非常必要了，但其中共存所運(yùn)用到的互聯(lián)技術(shù)就是我們需要探討

4、的課題。（二）課題主要內(nèi)容1、就目前的互聯(lián)網(wǎng)形勢(shì)做出分析，互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展是迅猛的，飛速的，具有爆炸性的。2、敘述了作為現(xiàn)在互聯(lián)網(wǎng)核心協(xié)議的IPv4存在的劣勢(shì)和不足，同時(shí)提出了作為下一代互聯(lián)網(wǎng)核心協(xié)議的IPv6所具有的哪些優(yōu)勢(shì)。3、分析了IPv6的地址結(jié)構(gòu)，同時(shí)也提出了目前幾種常用的互聯(lián)互通的技術(shù)。(1)雙協(xié)議棧技術(shù)，雙協(xié)議棧技術(shù)的目標(biāo)是實(shí)現(xiàn)在網(wǎng)絡(luò)中，雙協(xié)議棧節(jié)點(diǎn)之間可以相互通信。這種機(jī)制可以在單一的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備上或者是一個(gè)雙棧的骨干網(wǎng)中實(shí)現(xiàn)。(2)NAT-PT技術(shù), NAT技術(shù)一部分是IPv4與IPv6協(xié)議層的翻譯，另一部分是IPv4應(yīng)用與IPv6應(yīng)用間的翻譯。NAT-PT是一種IPv4節(jié)點(diǎn)和純IP

5、v6節(jié)點(diǎn)的互通方式。(3)隧道技術(shù)，提供了一種用IPv4網(wǎng)絡(luò)協(xié)議體系來(lái)傳遞IPv6數(shù)據(jù)的方法，通過(guò)一定規(guī)律的劃分，將IPv6的數(shù)據(jù)拆分為若干個(gè)無(wú)結(jié)構(gòu)意義的數(shù)據(jù)，再封裝進(jìn)IPv4數(shù)據(jù)包中，使用IPv4網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行傳輸。4、對(duì)IPv4與IPv6互聯(lián)的幾種技術(shù)進(jìn)行了探討，就目前發(fā)展應(yīng)用而言，IPv6技術(shù)并未能完全的去取代IPv4，因此在往后的很長(zhǎng)一段時(shí)間內(nèi)，IPv6與IPv4共存是必然的。兩種協(xié)議間和網(wǎng)絡(luò)間的存在及互聯(lián)，將會(huì)是一個(gè)長(zhǎng)時(shí)間探討的課題。三、研究方法和手段（1）查找并閱讀相關(guān)資料，對(duì)IPv4、IPv6有進(jìn)一步的認(rèn)識(shí)。（2）查找有關(guān)實(shí)例，對(duì)其中的應(yīng)用方法進(jìn)行研究。（3）通過(guò)理論與實(shí)例的結(jié)合分析，

6、探討實(shí)現(xiàn)的技術(shù)方法。（4）借助虛擬機(jī)來(lái)搭建網(wǎng)絡(luò)，具體的探討理論的可行性。四、參考文獻(xiàn)目錄（作者、書(shū)名或論文（設(shè)計(jì)）題目、出版社或刊號(hào)、出版年月或出版期號(hào)）1 錢俊,谷和啟.互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展趨勢(shì)IPv4到Ipv6協(xié)議j.當(dāng)代通信，2003，05：42-48.2 郝稚宇. IPv4向IPv6平滑過(guò)渡技術(shù)的研究與實(shí)現(xiàn)j. 電腦編程技巧與維護(hù),2011,19:22-29.3 謝希仁.計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)（第五版）M.北京：電子工業(yè)出版社.2009:365，173.4 董秋生,路瑩.IPv4IPv6過(guò)渡時(shí)期圖書(shū)館網(wǎng)絡(luò)建設(shè)j.現(xiàn)代情報(bào),2008,28(7)：76-78.5 沈慶偉, 張霖. 基于隧道的IPv4IPv6過(guò)

7、渡技術(shù)分析M. 計(jì)算機(jī)技術(shù)與發(fā)展. 2007，17(5)：170 -172.五、文獻(xiàn)綜述（在對(duì)選題涉及的研究領(lǐng)域的文獻(xiàn)進(jìn)行廣泛閱讀或調(diào)查的基礎(chǔ)上，對(duì)該領(lǐng)域的研究現(xiàn)狀、發(fā)展動(dòng)態(tài)等內(nèi)容進(jìn)行綜述，并提出自己的見(jiàn)解和研究思路。不少于700字） 互聯(lián)網(wǎng)目前是以IPv4協(xié)議為基礎(chǔ)的，但由于IPv4的地址空間，服務(wù)質(zhì)量，應(yīng)用限制，管理靈活性和安全性等方面存在許多的缺陷，以IPv6協(xié)議為基礎(chǔ)的下一代互聯(lián)網(wǎng)是大勢(shì)所趨，而IPv6則會(huì)是下一代互聯(lián)網(wǎng)的基本特征之一。隨著互聯(lián)網(wǎng)的高速發(fā)展，現(xiàn)代化的生活對(duì)于互聯(lián)網(wǎng)的依賴程度越來(lái)越高，但同時(shí)其現(xiàn)有的安全機(jī)制的脆弱性也暴露無(wú)疑。IPv6作為下一代的互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議，對(duì)于IPv4的

8、取代是不可避免的。IPv4 在很多的方面，特別是在地址空間，傳輸性能，網(wǎng)絡(luò)配置，服務(wù)質(zhì)量，安全性等方面都暴露出不足和局限性，而IPv6則在全球正受到越來(lái)越多的重視。1、目的和意義我們?yōu)槭裁葱枰狪Pv6？用一個(gè)比較形象的比喻來(lái)解釋就是：用馬車來(lái)傳遞與天空中的航空郵遞，孰優(yōu)孰劣，眾人皆知。目前使用的協(xié)議IPv4已經(jīng)不堪重負(fù)，為此許多技術(shù)工作人員做出了不懈的努力，但卻在每時(shí)每刻新接入到互聯(lián)網(wǎng)中的設(shè)備與人數(shù)的巨大壓力下，顯得杯水車薪。 IPv6作為Internet的新版本，其根本目的是繼承和取代IPv4。因此，人們?cè)谝?guī)劃IPv6的時(shí)候，就把眼光投向了包括地址在內(nèi)的上述重要需求，希望能夠解決這些目前已經(jīng)

9、出現(xiàn)和將來(lái)可能出現(xiàn)的問(wèn)題。中國(guó)是當(dāng)前全球最急需IP地址的國(guó)家之一，因此在IPv6標(biāo)準(zhǔn)制訂以及產(chǎn)業(yè)化和商業(yè)化的進(jìn)程中都顯得非常積極。但是IPv6協(xié)議在全國(guó)全面實(shí)現(xiàn)短時(shí)間內(nèi)還不可能完成。中國(guó)密切關(guān)注著IPv6的發(fā)展，目前很多的內(nèi)地高校和科研機(jī)構(gòu)已經(jīng)與國(guó)外一些運(yùn)營(yíng)商合作，對(duì)IPv6進(jìn)行研究實(shí)驗(yàn)。美國(guó)之前擁有著全球74%的IP地址資源，所以對(duì)IPv6的態(tài)度一直略顯得不關(guān)心。直到思科于2001年7月10日宣布與微軟、IBM、惠普、SUN和摩托羅拉結(jié)成伙伴關(guān)系，共同推進(jìn)IPv6硬件和軟件的開(kāi)發(fā)。這也體現(xiàn)出了IPv6的重要性。從IPv4到IPv6的改變將不可避免的帶來(lái)Internet上新的革命，無(wú)論是硬件還

10、是軟件都將有全新的發(fā)展。在互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展初期，人們認(rèn)為網(wǎng)絡(luò)地址是不會(huì)分配完的，這就造成對(duì)網(wǎng)絡(luò)地址進(jìn)行很隨意的分配，其結(jié)果就是IP地址的利用率較低。分配過(guò)程是按時(shí)間順序進(jìn)行的，最開(kāi)始的時(shí)候一個(gè)學(xué)?？梢允褂靡粋€(gè)A類的網(wǎng)絡(luò)，而到后來(lái)一個(gè)國(guó)家可能只可以擁有一個(gè)C類的網(wǎng)絡(luò)。A類的網(wǎng)絡(luò)數(shù)目并不多，所以問(wèn)題的焦點(diǎn)就都集中到了B類和C類的網(wǎng)絡(luò)地址上，A類網(wǎng)絡(luò)太大，而C類的太小，因此后來(lái)幾乎所有的申請(qǐng)者都愿意申請(qǐng)一個(gè)B類網(wǎng)絡(luò)，一個(gè)B類的網(wǎng)絡(luò)擁有65534個(gè)主機(jī)地址，而往往實(shí)際并不用到這么多地址，類似這樣這低效率的分配方法，導(dǎo)致B類地址消耗特別快。因此就導(dǎo)致了現(xiàn)有的IP地址分配速率很快，IP地址即將被分配完的局面。如

11、今，互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的瓶頸已不再是物理線路速率，ATM技術(shù)，百兆/千兆以太網(wǎng)技術(shù)的出現(xiàn)使得物理線路表現(xiàn)有了顯著改善，現(xiàn)在的路由器的處理速度成了阻礙互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的主要因素。隨著互聯(lián)的成功和發(fā)展，IPv4設(shè)計(jì)時(shí)沒(méi)有引入QoS這樣的概念，在設(shè)計(jì)上的不足使得它很難提供相應(yīng)豐富的、靈活的QoS選項(xiàng)。雖然人們提出了一系列的技術(shù)例如：VLSM、RSVP等來(lái)緩解這些問(wèn)題，但都只是權(quán)宜之計(jì)，解決不了因地址不多及地址結(jié)構(gòu)不合理導(dǎo)致的地址短板的根本問(wèn)題。最終IPv6應(yīng)運(yùn)而生。2、互聯(lián)技術(shù)目前，IPv4用戶對(duì)IPv6的需求量越來(lái)越大，為了滿足用戶的需求，各種IPv4與IPv6互連的技術(shù)也應(yīng)運(yùn)而生?，F(xiàn)階段IPv4與IPv6互連

12、的過(guò)渡技術(shù)大致有三種，包括隧道技術(shù)、雙協(xié)議棧和NAT-PT技術(shù)。在這三種基礎(chǔ)之上，又衍生出很多種的互通與轉(zhuǎn)換機(jī)制。這些機(jī)制主要分為兩類，其中一類是IPv6小島與IPv4海洋之間的通信，另一類是IPv4海洋中的IPv6節(jié)點(diǎn)之間的通信。在IPv6的發(fā)展中，我們不可避免的會(huì)遇到網(wǎng)絡(luò)的可擴(kuò)展性、移動(dòng)性、安全性和可持續(xù)發(fā)展性等四個(gè)關(guān)鍵問(wèn)題，未雨綢繆的部署大規(guī)模IPv6的實(shí)驗(yàn)是非常必要的。作為IPv4的升級(jí)協(xié)議，IPv6改變了以往IPv4在網(wǎng)絡(luò)改變時(shí)，數(shù)據(jù)包IP地址會(huì)改變的缺點(diǎn)，它為每一個(gè)數(shù)據(jù)包分配固定的標(biāo)識(shí)地址，使數(shù)據(jù)包在通信時(shí)更為流暢，并且有更為完善的無(wú)線網(wǎng)絡(luò)通信能力。這個(gè)優(yōu)勢(shì)被各大通信公司所看中，紛

13、紛投入了大量的人力物力進(jìn)行IPv6的開(kāi)發(fā)，IPv6的經(jīng)濟(jì)應(yīng)用前景一片大好。但I(xiàn)Pv6網(wǎng)絡(luò)并不是完全安全的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議，它仍需要使用防火墻、入侵檢測(cè)等一般的網(wǎng)絡(luò)安全設(shè)備，有的設(shè)備在IPv6的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中還不能直接使用，需要替換或者是做一些改進(jìn)措施。然后令我們感到欣慰的是，由于IPv6網(wǎng)絡(luò)中引入了網(wǎng)絡(luò)層的加密技術(shù)，未來(lái)網(wǎng)絡(luò)上的數(shù)據(jù)通信的保密性將會(huì)越來(lái)越強(qiáng)。對(duì)中國(guó)而言，IPv6網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展為國(guó)內(nèi)的信息業(yè)帶來(lái)的影響可謂深遠(yuǎn)，它不僅可以提升中國(guó)通信產(chǎn)業(yè)界的整體實(shí)力，更是一個(gè)從引進(jìn)先進(jìn)技術(shù)轉(zhuǎn)變?yōu)橐龑?dǎo)行業(yè)技術(shù)發(fā)展的契機(jī)。中國(guó)作為互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)通信大國(guó)，中國(guó)通信業(yè)的發(fā)展將會(huì)對(duì)全球的通信業(yè)帶來(lái)舉足輕重的影響，中國(guó)也將毫無(wú)

14、疑問(wèn)的成為全球新技術(shù)和應(yīng)用發(fā)展的主要目標(biāo)市場(chǎng)。隨著IPv6技術(shù)的日趨成熟，IPv6所具有的多項(xiàng)優(yōu)勢(shì)及功能使其成為下一代網(wǎng)絡(luò)環(huán)境的中流砥柱，大力發(fā)展建設(shè)基于IPv6的下一代網(wǎng)絡(luò)比然會(huì)成為我國(guó)及全球網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的重要的發(fā)展方向與目標(biāo)。參考文獻(xiàn)1 錢俊,谷和啟.互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展趨勢(shì)IPv4到Ipv6協(xié)議j.當(dāng)代通信，2003，05：42-48.2 郝稚宇. IPv4向IPv6平滑過(guò)渡技術(shù)的研究與實(shí)現(xiàn)j. 電腦編程技巧與維護(hù),2011,19:22-29.3 謝希仁.計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)（第五版）M.北京：電子工業(yè)出版社.2009:365，173.4 董秋生,路瑩.IPv4IPv6過(guò)渡時(shí)期圖書(shū)館網(wǎng)絡(luò)建設(shè)j.現(xiàn)代情報(bào),2008,28(7)：76-78.5 沈慶偉, 張霖. 基于隧道的IPv4IPv6過(guò)渡技術(shù)分析M. 計(jì)算機(jī)技術(shù)與發(fā)展. 2007，17(5)：170 -172.六、工作進(jìn)度安排（時(shí)間、內(nèi)容、步驟）（一）準(zhǔn)備階段1.2015年2月20日至2014年3月10日，查閱收集文獻(xiàn)資料，確定論題，準(zhǔn)備開(kāi)題報(bào)告。2.2015年3月11日至2015年3月25日，修正研究研究目標(biāo)、內(nèi)容和方法，完成開(kāi)題報(bào)告。3.2015年3月26日至2015年3月29日，進(jìn)一步查閱文獻(xiàn)，收集和整理資料，為論文寫(xiě)作做準(zhǔn)備。（二）寫(xiě)作階段1.2015年3月30日至3月31日，整理文獻(xiàn)資料和數(shù)據(jù)。2.2015年4月1日至4月8日，撰寫(xiě)