IPv4與IPv6互聯(lián)技術探討開題報告

1、本科畢業(yè)論文開題報告學 院 名 稱： 物理與電子工程學院 專 業(yè) 名 稱： 電子信息工程（職師）屆 別： 2015屆學 號：1112080101姓 名：指導教師姓名（職稱）： (講師)教 務 處 制二一五年三月廣西師范學院本科畢業(yè)論文開題報告題目IPv4與IPv6互聯(lián)技術探討題目類型囗理論研究囗應用研究囗設計開發(fā)囗其他命題來源囗 教師命題囗 學生自主命題囗教師科研課題擬完成時間2015年4 月22 日一、 選題依據及意義（不少于300字）（1） 選題依據從20世紀70年代開始，互聯(lián)網技術就以超出人們想像的速度迅猛發(fā)展。作為互聯(lián)網重要的基礎協(xié)議IPv4在過去20多年的發(fā)展進程中取得了巨大成功，互

2、聯(lián)網已經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，主要的表現(xiàn)為IP地址資源的緊缺、路由表項目的爆炸以及難以滿足新應用的需求。而作為下一代互聯(lián)網核心協(xié)議 IPv6 在地址空間、可擴展性、路由及安全性等方面都有很大的改進 ,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)議的設備不能和另一種協(xié)議的設備進行相互通信，而如何去實現(xiàn)兩種網絡的互操作是目前研究的熱點。(二)選題意義目前使用的協(xié)議IPv4已經不堪重負，為此許多技術工作人員做出了不懈的努力，但卻在每時每刻新接入到互聯(lián)網中的設備與人數(shù)的巨大壓力下，顯得杯水車薪。根據中國互聯(lián)網發(fā)展狀況調查

3、的結果顯示，中國的互聯(lián)網在整體上呈飛速上升的趨勢，增長率在世界經次于美國與日本。但目前這些IP地址資源完全不能滿足中國運營商的需求。隨著中國大陸地區(qū)網民的數(shù)量日益增長，IPv4地址的需求程度與我國互聯(lián)網發(fā)展的矛盾將會更加的激烈。二、研究目標與主要內容（含論文(設計)提綱，不少于500字）（一）課題研究目標本課題研究目標是通過IPv4和IPv6優(yōu)勢和劣勢進行對比分析，從而肯定了在不同的時期下的作用。但隨著互聯(lián)網的發(fā)展，IPv6肯定會取代IPv4，但其中的過渡不可能一蹴而就，需要一個較長的過渡期。在這個過渡期中，IPv4與IPv6的共存就顯得非常必要了，但其中共存所運用到的互聯(lián)技術就是我們需要探討

4、的課題。（二）課題主要內容1、就目前的互聯(lián)網形勢做出分析，互聯(lián)網的發(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)網核心協(xié)議的IPv4存在的劣勢和不足，同時提出了作為下一代互聯(lián)網核心協(xié)議的IPv6所具有的哪些優(yōu)勢。3、分析了IPv6的地址結構，同時也提出了目前幾種常用的互聯(lián)互通的技術。(1)雙協(xié)議棧技術，雙協(xié)議棧技術的目標是實現(xiàn)在網絡中，雙協(xié)議棧節(jié)點之間可以相互通信。這種機制可以在單一的網絡設備上或者是一個雙棧的骨干網中實現(xiàn)。(2)NAT-PT技術, NAT技術一部分是IPv4與IPv6協(xié)議層的翻譯，另一部分是IPv4應用與IPv6應用間的翻譯。NAT-PT是一種IPv4節(jié)點和純IP

5、v6節(jié)點的互通方式。(3)隧道技術，提供了一種用IPv4網絡協(xié)議體系來傳遞IPv6數(shù)據的方法，通過一定規(guī)律的劃分，將IPv6的數(shù)據拆分為若干個無結構意義的數(shù)據，再封裝進IPv4數(shù)據包中，使用IPv4網絡進行傳輸。4、對IPv4與IPv6互聯(lián)的幾種技術進行了探討，就目前發(fā)展應用而言，IPv6技術并未能完全的去取代IPv4，因此在往后的很長一段時間內，IPv6與IPv4共存是必然的。兩種協(xié)議間和網絡間的存在及互聯(lián)，將會是一個長時間探討的課題。三、研究方法和手段（1）查找并閱讀相關資料，對IPv4、IPv6有進一步的認識。（2）查找有關實例，對其中的應用方法進行研究。（3）通過理論與實例的結合分析，

6、探討實現(xiàn)的技術方法。（4）借助虛擬機來搭建網絡，具體的探討理論的可行性。四、參考文獻目錄（作者、書名或論文（設計）題目、出版社或刊號、出版年月或出版期號）1 錢俊,谷和啟.互聯(lián)網的發(fā)展趨勢IPv4到Ipv6協(xié)議j.當代通信，2003，05：42-48.2 郝稚宇. IPv4向IPv6平滑過渡技術的研究與實現(xiàn)j. 電腦編程技巧與維護,2011,19:22-29.3 謝希仁.計算機網絡（第五版）M.北京：電子工業(yè)出版社.2009:365，173.4 董秋生,路瑩.IPv4IPv6過渡時期圖書館網絡建設j.現(xiàn)代情報,2008,28(7)：76-78.5 沈慶偉, 張霖. 基于隧道的IPv4IPv6過

7、渡技術分析M. 計算機技術與發(fā)展. 2007，17(5)：170 -172.五、文獻綜述（在對選題涉及的研究領域的文獻進行廣泛閱讀或調查的基礎上，對該領域的研究現(xiàn)狀、發(fā)展動態(tài)等內容進行綜述，并提出自己的見解和研究思路。不少于700字） 互聯(lián)網目前是以IPv4協(xié)議為基礎的，但由于IPv4的地址空間，服務質量，應用限制，管理靈活性和安全性等方面存在許多的缺陷，以IPv6協(xié)議為基礎的下一代互聯(lián)網是大勢所趨，而IPv6則會是下一代互聯(lián)網的基本特征之一。隨著互聯(lián)網的高速發(fā)展，現(xiàn)代化的生活對于互聯(lián)網的依賴程度越來越高，但同時其現(xiàn)有的安全機制的脆弱性也暴露無疑。IPv6作為下一代的互聯(lián)網協(xié)議，對于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，網絡配置，服務質量，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越多的重視。1、目的和意義我們?yōu)槭裁葱枰狪Pv6？用一個比較形象的比喻來解釋就是：用馬車來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已經不堪重負，為此許多技術工作人員做出了不懈的努力，但卻在每時每刻新接入到互聯(lián)網中的設備與人數(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，人們在規(guī)劃IPv6的時候，就把眼光投向了包括地址在內的上述重要需求，希望能夠解決這些目前已經

9、出現(xiàn)和將來可能出現(xiàn)的問題。中國是當前全球最急需IP地址的國家之一，因此在IPv6標準制訂以及產業(yè)化和商業(yè)化的進程中都顯得非常積極。但是IPv6協(xié)議在全國全面實現(xiàn)短時間內還不可能完成。中國密切關注著IPv6的發(fā)展，目前很多的內地高校和科研機構已經與國外一些運營商合作，對IPv6進行研究實驗。美國之前擁有著全球74%的IP地址資源，所以對IPv6的態(tài)度一直略顯得不關心。直到思科于2001年7月10日宣布與微軟、IBM、惠普、SUN和摩托羅拉結成伙伴關系，共同推進IPv6硬件和軟件的開發(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Internet上新的革命，無論是硬件還

10、是軟件都將有全新的發(fā)展。在互聯(lián)網發(fā)展初期，人們認為網絡地址是不會分配完的，這就造成對網絡地址進行很隨意的分配，其結果就是IP地址的利用率較低。分配過程是按時間順序進行的，最開始的時候一個學?？梢允褂靡粋€A類的網絡，而到后來一個國家可能只可以擁有一個C類的網絡。A類的網絡數(shù)目并不多，所以問題的焦點就都集中到了B類和C類的網絡地址上，A類網絡太大，而C類的太小，因此后來幾乎所有的申請者都愿意申請一個B類網絡，一個B類的網絡擁有65534個主機地址，而往往實際并不用到這么多地址，類似這樣這低效率的分配方法，導致B類地址消耗特別快。因此就導致了現(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)網發(fā)展的瓶頸已不再是物理線路速率，ATM技術，百兆/千兆以太網技術的出現(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)網發(fā)展的主要因素。隨著互聯(lián)的成功和發(fā)展，IPv4設計時沒有引入QoS這樣的概念，在設計上的不足使得它很難提供相應豐富的、靈活的QoS選項。雖然人們提出了一系列的技術例如：VLSM、RSVP等來緩解這些問題，但都只是權宜之計，解決不了因地址不多及地址結構不合理導致的地址短板的根本問題。最終IPv6應運而生。2、互聯(lián)技術目前，IPv4用戶對IPv6的需求量越來越大，為了滿足用戶的需求，各種IPv4與IPv6互連的技術也應運而生?，F(xiàn)階段IPv4與IPv6互連

12、的過渡技術大致有三種，包括隧道技術、雙協(xié)議棧和NAT-PT技術。在這三種基礎之上，又衍生出很多種的互通與轉換機制。這些機制主要分為兩類，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)點之間的通信。在IPv6的發(fā)展中，我們不可避免的會遇到網絡的可擴展性、移動性、安全性和可持續(xù)發(fā)展性等四個關鍵問題，未雨綢繆的部署大規(guī)模IPv6的實驗是非常必要的。作為IPv4的升級協(xié)議，IPv6改變了以往IPv4在網絡改變時，數(shù)據包IP地址會改變的缺點，它為每一個數(shù)據包分配固定的標識地址，使數(shù)據包在通信時更為流暢，并且有更為完善的無線網絡通信能力。這個優(yōu)勢被各大通信公司所看中，紛

13、紛投入了大量的人力物力進行IPv6的開發(fā)，IPv6的經濟應用前景一片大好。但IPv6網絡并不是完全安全的網絡協(xié)議，它仍需要使用防火墻、入侵檢測等一般的網絡安全設備，有的設備在IPv6的網絡環(huán)境中還不能直接使用，需要替換或者是做一些改進措施。然后令我們感到欣慰的是，由于IPv6網絡中引入了網絡層的加密技術，未來網絡上的數(shù)據通信的保密性將會越來越強。對中國而言，IPv6網絡技術的發(fā)展為國內的信息業(yè)帶來的影響可謂深遠，它不僅可以提升中國通信產業(yè)界的整體實力，更是一個從引進先進技術轉變?yōu)橐龑袠I(yè)技術發(fā)展的契機。中國作為互聯(lián)網絡通信大國，中國通信業(yè)的發(fā)展將會對全球的通信業(yè)帶來舉足輕重的影響，中國也將毫無

14、疑問的成為全球新技術和應用發(fā)展的主要目標市場。隨著IPv6技術的日趨成熟，IPv6所具有的多項優(yōu)勢及功能使其成為下一代網絡環(huán)境的中流砥柱，大力發(fā)展建設基于IPv6的下一代網絡比然會成為我國及全球網絡技術的重要的發(fā)展方向與目標。參考文獻1 錢俊,谷和啟.互聯(lián)網的發(fā)展趨勢IPv4到Ipv6協(xié)議j.當代通信，2003，05：42-48.2 郝稚宇. IPv4向IPv6平滑過渡技術的研究與實現(xiàn)j. 電腦編程技巧與維護,2011,19:22-29.3 謝希仁.計算機網絡（第五版）M.北京：電子工業(yè)出版社.2009:365，173.4 董秋生,路瑩.IPv4IPv6過渡時期圖書館網絡建設j.現(xiàn)代情報,2008,28(7)：76-78.5 沈慶偉, 張霖. 基于隧道的IPv4IPv6過渡技術分析M. 計算機技術與發(fā)展. 2007，17(5)：170 -172.六、工作進度安排（時間、內容、步驟）（一）準備階段1.2015年2月20日至2014年3月10日，查閱收集文獻資料，確定論題，準備開題報告。2.2015年3月11日至2015年3月25日，修正研究研究目標、內容和方法，完成開題報告。3.2015年3月26日至2015年3月29日，進一步查閱文獻，收集和整理資料，為論文寫作做準備。（二）寫作階段1.2015年3月30日至3月31日，整理文獻資料和數(shù)據。2.2015年4月1日至4月8日，撰寫