基于雙棧協(xié)議的IPV4向IPV6過渡方案設(shè)計與實現(xiàn)

1、基于雙棧協(xié)議的IPV4向IPV6過渡方案設(shè)計與實現(xiàn)摘要隨著Internet網(wǎng)絡(luò)在全球范圍內(nèi)的迅速擴大，應(yīng)用日益增加，IP地址即將耗盡的矛盾更加突出，同時為解決IPv4的設(shè)計缺陷，國際互聯(lián)網(wǎng)工程任務(wù)組開發(fā)了新一代Internet協(xié)議-IPv6，但由于IPv4與IPv6之間存在著很大的差異，同時存在眾多基于IPv4協(xié)議的網(wǎng)絡(luò)及應(yīng)用，因此，要用新的IPv6代替舊的IPv4必然存在一個過渡時期。針對上述問題我們研究了一種過渡機制，并針對該過渡機制設(shè)計實現(xiàn)了閱讀器形式的IPv4客戶機對IPv6效勞器的訪問。關(guān)鍵詞IPv4IPv6過渡機制雙協(xié)議棧代理效勞Java前言如今，Internet在全球范圍內(nèi)的普及

2、應(yīng)用超過了歷史上的任何一項新技術(shù)所產(chǎn)生的影響和帶來的變化，理論證明，IPv4不僅是強健的、而且是易于實現(xiàn)的，并具有很好的互操作性。這些都充分肯定了IPv4協(xié)議IPv4prtl初始設(shè)計的正確性。但是隨著Internet迅速開展，接入Internet的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備和運行在其上的應(yīng)用程序急劇增加，由此帶來了IP地址的迅速耗盡與路由表膨脹等問題，對IP地址范圍的擴大也迫在眉睫。針對IP地址的問題，IETFInternet工程任務(wù)組提出了新一代網(wǎng)際互聯(lián)協(xié)議IPv6協(xié)議IPv6prtl，它不但解決了IPv4的地址問題，并且改善了IP協(xié)議的性能1,2。而在現(xiàn)階段中，由于Internet完全是建立在IPv4的體系

3、構(gòu)造上，所有的應(yīng)用程序也是按照IPv4格式書寫的。因此如何由IPv4向IPv6過渡以及由此而產(chǎn)生的過渡機制成為了一個新的研究熱點。針對IPv4向IPv6的過渡，我們研究了用雙協(xié)議棧來過渡的方式，遵循IPv4中的代理效勞機制，嘗試實現(xiàn)了用Firefx為閱讀器通過雙協(xié)議棧的代理效勞器訪問基于IPv6的網(wǎng)頁。1IPv4向IPv6的過渡1.1過渡的必然性隨著Internet應(yīng)用范圍的擴大，發(fā)現(xiàn)IPv4有著很多不可克制的問題，必須通過新的協(xié)議來最終替代。通常，協(xié)議的過渡是很不容易的，從IPv4向IPv6的過渡也是如此。目前由于IPv4協(xié)議已經(jīng)成功的使用了將近20年，基于IPv4的應(yīng)用程序和設(shè)備已經(jīng)相當成

4、熟和具有相當?shù)囊?guī)模，不可能一夜之間完成所有晉級變更。而另一方面，IPv6的應(yīng)用程序和設(shè)備還不成熟完備，這樣必然會出現(xiàn)許多孤立的IPv6網(wǎng)絡(luò)。那么如何完成從IPv4向IPv6的過渡，是開展IPv6首要解決的問題。由此在相當長時間內(nèi)，IPv6節(jié)點之間的通信還要依賴于原有IPv4網(wǎng)絡(luò)的設(shè)施，同時IPv6節(jié)點也必不可少的要與IPv4節(jié)點通信，因此過渡是不可防止的，并且過渡3必將是分布式的、漸進的進展。據(jù)專家的預(yù)測，過渡初期的Internet將由少量運行IPv6協(xié)議設(shè)備組成小的網(wǎng)絡(luò)“孤島和大量運行IPv4協(xié)議的設(shè)備組成的“海洋組成。如圖1所示：圖1：IPv4網(wǎng)絡(luò)海洋中的IPv6孤島而隨著時間的推移，IP

5、v4的海洋將會逐漸變小，而IPv6的小島不僅會越來越多，而且越來越大,并最終完全取代IPv4形成新的下一代Internet網(wǎng)絡(luò)。1.2過渡策略的主要原那么考慮到網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的飛速開展和現(xiàn)實世界的商業(yè)需求，在進展IPv4網(wǎng)絡(luò)向IPv6網(wǎng)絡(luò)過渡策略的設(shè)計中，如下方向性問題必須遵循，在“下一代協(xié)議建議標準RF1752中，明確定義了以下的過渡原那么：1.過渡方式應(yīng)該是逐步的和漸進的，保護IPv4網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的投資，確保在一個相當長的歷史階段，IPv4網(wǎng)絡(luò)設(shè)備可以在過渡時期中正常地獨立使用。2.IPv4網(wǎng)絡(luò)世界和IPv6網(wǎng)絡(luò)世界互相浸透，長期并存，這就要求IPv4和IPv6網(wǎng)絡(luò)設(shè)備彼此可以互連互通，實現(xiàn)互操作。

6、3.IPv4網(wǎng)絡(luò)世界向IPv6網(wǎng)絡(luò)世界過渡過程中，IPv4向IPv6晉級的費用應(yīng)盡可能地低，過渡技術(shù)應(yīng)盡可能地簡單，以盡快地吸引廣闊用戶主動的向IPv6過渡。由于IPv4協(xié)議和IPv6協(xié)議之間不具有相關(guān)性，因此IPv4和IPv6體系構(gòu)造之間還需要構(gòu)建相關(guān)的過渡機制來支持二者無縫地并存。2過渡方案設(shè)計與實現(xiàn)2.1IPv4/IPv6雙協(xié)議棧代理效勞器原理借鑒傳統(tǒng)的IPv4代理效勞器原理，聯(lián)想到在一臺代理效勞器上安裝具有IPv4/IPv6雙協(xié)議棧，那么代理效勞器就可以作為IPv4客戶端向IPv6效勞器的“中轉(zhuǎn)站，從而實現(xiàn)兩者間的間接通信。其詳細實現(xiàn)原理如圖2。圖2IPv4應(yīng)用程序通過代理訪問IPv6

7、效勞器2.2IPv4/IPv6過度方案設(shè)計與實現(xiàn)本方案立足于應(yīng)用最為普遍的閱讀器技術(shù)，而直接改寫閱讀器本身的代碼是不現(xiàn)實的，因此我們采用一種比擬直接的解決方案：在雙協(xié)議棧主機的傳輸層中，借鑒傳統(tǒng)IPv4的傳輸層代理機制對IPv4和IPv6協(xié)議進展“轉(zhuǎn)換，從而讓僅支持IPv4的應(yīng)用程序無需晉級就可以“無縫地訪問純IPv6效勞。這樣我們只需對代理效勞器編程，同時利用sket的獨立于網(wǎng)絡(luò)協(xié)議的特性，通過編寫程序完成對sket套接字中某些參數(shù)的修改，讓代理效勞器調(diào)用系統(tǒng)的IPv6協(xié)議棧來通信，實現(xiàn)接入IPv6。實現(xiàn)上述設(shè)計思路的關(guān)鍵就是對編寫修改完成對sket套接字中某些參數(shù)的修改并完成調(diào)用，下面是構(gòu)

8、造代理效勞器過程相關(guān)代碼提煉如下：/在給定Sket上創(chuàng)立一個代理線程。publiHttpPrxy(Skets)sket=s;start();publividriteLg(int,bleanbrser)thrsIExeptinlg.rite();publividriteLg(bytebytes,intffset,intlen,bleanbrser)thrsIExeptinfr(inti=0;ilen;i+)riteLg(int)bytesffset+i,brser);publiStringpressHstNae(Stringurl,Stringhst,intprt,Sketsk)java.tex

9、t.DateFratal=java.text.DateFrat.getDateTiEinstane();Syste.ut.println(al.frat(nejava.util.Date()+-+url+sk.getInetAddress()+BR);returnhst;/執(zhí)行操作的線程publividrun()Sketutbund=null;trysket.setSTieut(TIEUT);InputStreais=sket.getInputStrea();utputStreas=null;utbund.setSTieut(TIEUT);s=utbund.getutputStrea();s.

10、rite(line.getBytes();s.rite();s.rite(hst0.getBytes();s.rite();和所有線程對象一樣，HttpPrxy類的主要工作在run方法內(nèi)完成。run方法實現(xiàn)了一個簡單的狀態(tài)機，從eb閱讀器每次一個讀取字符，持續(xù)這個過程直至有足夠的信息找出目的eb效勞器。然后，run翻開一個通向該eb效勞器的Sket假如有多個代理效勞器被鏈接在一起，那么run方法翻開一個通向鏈里面下一個代理效勞器的Sket。翻開Sket之后，run先把局部的懇求寫入Sket，然后調(diào)用pipe方法。pipe方法直接在兩個Sket之間以最快的速度執(zhí)行讀寫操作。完成了代理效勞器程序的設(shè)計后，要使得客戶端能使用代理，還需要在客戶端的閱讀器進展相應(yīng)的設(shè)置，即在閱讀器中配置代理效勞器，這樣就完成了全部過程。3結(jié)論Internet的開展趨勢將證明IPv4必將會被IPv6所替代，但其過渡過程也一定會是一個漫長的、困難的。因此，對過渡問題的研究不僅有利于完成過渡，而且還能保障Internet網(wǎng)絡(luò)長期穩(wěn)定運行。本設(shè)計不僅可以完成轉(zhuǎn)換同時采用較低本錢形式，形成一個解決方案，系統(tǒng)測試的結(jié)果說明所采取的技術(shù)是合理的，可以滿足實際運行需要。參考文獻1周玲，尹霞，吳建平.實現(xiàn)IPv4向IPv6過渡的隧道技術(shù).計算機工程與應(yīng)用，2002: