IPV6校园网的实现与应用.pdf-资料库

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华中科技大学硕士学位论文IPV6校园网的实现与应用姓名：吴丽申请学位级别：硕士专业：计算机技术指导教师：李之棠20060508

华申科技大学硕士学位论文摘要IPV6校园网的建设是中阁下一代互联网(CNGl)的重要组成部分。它是在IPv4校园网络的基础上进行的新的建设。因此，lPv6校园网的规划、配置和建设方寨就需要依据不同高校的网络状况和不同的实现技术进行设计。从lPv4过渡到球V6的关键问题就是实现理v4到碍v6的互联互通，文中主要对校园嘲四种情况的实现方式分别罔各种核心的技术进行了详细的讲解。对女眭讶规划校园网网络地址空间提出了更大的地址空阆，更谨慎的援划原则帮地址资源永远是有限的及规划鳓址空间的权德等方面豹见解。在对撙V6校靼羽网络路由的规划时详缁食缨了各种壤况下怎么来设计动态潞由和静由路由。对一个大型的lPV6校园网来说，提出网管系统对IP网络上瓣各秘网终资源进行监测、控亲l帮协调，并在网络出现故障时及赠进行报告窝处理，从两实现尽快维护和恢复，保证弱络正常态效运彳亍的观点。网络安全方恧从协议安全、网络安全年目安全加密的硬件三个瑟瑟来介绢。最后，利用狰v6校园潮实瑗的关键双栈技术和隧道技术，构建了一个模拟的校园局域网络，逶过实验环境的测试，能正确发现本地链路内的节点和其鞠关的蠢己置信息，能够识剩崮本地链路内的双栈节点，能够发现珏～6的拓扑结构，发现路由器之闻静连接关系。测试环境之间通过信患处理能够正常通信，能对信息进行整合。逶过大量的实验工作，为构建安全可信的lPv6校园网奠定了基础，推进了1Pv6校园网的重要应用。关键词：IPv6，网络管理，校阂网，cERNElt2工程

华中科技大学硕士学位论文AbstractASanimportantpartofChina’snextgene洲onIntemet(cNGI)project，theconstIuctionofIPV6caHlpusnetworkisbasedonlP、r4campusnctwork．Therefbre，thelayout，deploymema芏ld蝴lst棚ctionpl柚oflPV6㈣pusne两。呔吐ouldbeproposedaccOfdingtocalnpusnet、阳rk’sstalusandimplementedtechnology．ThepivotalproblemOftransitionfmmlPv4toIPv6istheimercommunicatiOnbetweenthcm．Thispapcffocusesonfou“遍sesofcampusnetwo如andanaiysest垂le拓corctechnolo垂esindetajl．1nViewofhowtomafkoutne“vorkaddfcssesinc鼬pusneMork，anewopiniontllathasla唱eraddressspaceandmOreprudentialdesignhasbeenpresented．Funhe凇ore，ithastradedoffbetwecntheljmitedaddfessrcsoufcesandtheunlimi沁ddemandsforit。0ntllepartofIPV6campusnetwork’srouting，itpresentshowt0designdynamicmutingalldstaticroutingina11cases．F0fthepu印oseofne惭ofk，srobustnessandh鹚e饿c呈ency，ne卸。嫩managemenlshoulds珏弦Ⅳ主se，c衄tmlandha瑚onize氇evafiousrcsources0ftheIPne柳Ork，aIldalsoreponandprOcessthefailureasquicklyaspossibleinla唱e-sizcdIPV6c锄pusnetwork．瓢enitintroducesne研orksecurityfromtheaspectofp翔幻∞l，ne蝌。擅，andhardwareencfyption，羚s辨c耋iVely．Atlast，itadoptsdualstackandtunnelingtechnologytoconstnIctasimulativecampusnetwork．1nthelabeIlviro啪ent，itcandctectthenodeoflocallinkanditsconfig孵ltion，ide艇fylhedua】sta球蘸醴e赫locall主瞌，dis∞vefthe幻p酿ogyoflh6networkandtlleconnectionbe觚eentherouter．Throu曲the1argenumbersoftestwork，nesCablishesthefoundationofIPv6campusnetwOrkandpmmotestheinlpIementatiOnofit．Keywo列s：IPV6，箍e常。呔m韪赫agem雌t，ca越pusnelwo呔，CERM挥2pfojed{l

独创性声明本人声明所呈交的学位论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除文中已经标秘引用的内容外，本论文不色含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的研究成果。对本文的磺究做出贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。学位论文作者签名：美丽日期：细6年牛月为目学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，即：学校有权保留并商国家有关部门缄梳构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权华中荤斗技大学可以将本学位论文的全部域部分内容编入骞关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。保密口，在年解密后适用本授权书。本论文属于不保密豳。(请在以上方框内打“√”)学位论文作者签名：买飘嗣期：丑D1Di年牛月23品…臌落蒜指导教9萃瓮多．／扩一嗣、曰期：)护彩年尹月枷

华中科技大学硕士学位论文1．1研究背景l绪论IPv4是全球通用因特网协议的当前版本。事实证嚷，该版本稳固耐用、便于实施、且能够和多种协议及应用设备淹好协同。尽管IPv4自20傲纪80年代初首次确立以来就几乎未曾改动，但是其始终支持因特网的升迁，一赢发展到目前的全球规模。然而，随着因特网与因特网服务不断地突飞猛进，lPv4在因特网的目前规模与复杂性蘑前已暴露其不足之处。lPv6是专为弥补这些不足丽开发出来的，以便让因特网能够进一步发展壮大。IPv6所解决的最重要问题就是增加IP地址的需要：IPv4的32位地址空间已近枯溺，而爨特网用户的数量却在不断以几何纂数增长。随蓑需要使用I壬’地址的因特网服务与应蠲设备(秘用因特两的PDA、家庭与小型办公室网络、与因特网相连的运载工具与器具、口电话与无线服务等)不断大量潲瑗，对砰地址的需求便雯显紧张。人们擎就开始着手解决IPv4缝址紧缺的闽题，采用各种技术延长现有lPv4基础架构的寿命，其中包括网络地址转换(NetworkAd出essTraIlslation，简称NAT)、动态主机配置协议(DynamicHostConfi鼬ra蛀onPfotocol，麓称DHCP)和无类别域蚓路由(ClasslessInter_Doma{硅Routin譬，简称CIDR)等技术。虽然这些技术为地址空问紧缺提供了一个工作区，但是它们仍然无法满足因特网的端到端结构与对等应用的需要。此外，住宅、学生雍舍宽荣因特网需要随时在线、随时可以联系的全球地址，但是目前的口遗址转撅策略、合用摊配以及其它临时分配技术对此并不支持。对IP地址的全球需求甚至为推动IPv6的实施增添了动力。对因特网迅猛发展的后来者恧言，pv6是满足数十亿新用户需求的唯一解决方案。许多国家，诸如中国和同本，已经为IPv6的实施计划通过立法，以满足其紧迫的部署需要。简焉言之，在可以预觅的将来，lPv6充裕的(128位)遗址空间为支持因特网的预期增长与发展提供了足够数量的全球唯一地址。然而，正如下文所述，IPv6远

华中科技大学硕士学位论文远不只是提供更多礤造蛙的～个软件修改。对新型因特网协议的需要已为网络业界所充分认识并普遍接受。更多的地址空间、IP层上更箍单的地址设计与处理、更好的Qos支持、更强的安全性、更多的媒体类型与使霹l因特网的设备，以上稀释需要均推动着因特网协议第6舨(IPv6)的发展。其体而言，珏～6网络技术在全球及教育蚓应用带来了以下一些新的问题：1)数量庞大的网内节点。理论上，JPv6的子网可以有2“个节点，这样从效率角度考虑就不能再使用诸如ping的方法去逐个测试各节点是否存在。2)本地链路地址作为路由地址。IP、，6路由表的下一跳地址一般为本地链路地址(unkL0calAddress)，雨不蹩全局遗址(GlobalunicastAddfess)，这样就不能仅仅根据路由表来确定路由器之间的连接关系。3)混合羽络和双栈节赢闻题。从IPv4囱IPv6的过渡将持续很长一段时闻，在这段时间内将存在黼4和lPv6的混合网，例如由，I’unnel(隧道)技术将IPv6孤岛(IPv6island)连到一起。Tunnel由IPv4骨干网构成，在边界上是配有双栈(即IP层同时存在Ⅱ'v4和l轴6两种拚议棱)豹路出器。弛何判叛飘nnel的存在，以及Tunnel的入口和出翻成为混合网络拓扑发现的…个主要问题。4)在今后的几年中，IPV6的网络规模越来越大，支持聊V6的设备及应用越来越多，和pv6网络相关豹新兴獗究课题越来越受到人们的重视，在这些研究中，针对IPv6骨干随络的架构及相关产品的应用是其中一个重要内容，本文的工作主要为找到实现IPv6网络架构的实现方式，然后用这种实现方式服务于教育行业，服务于衰投校霆网。1．2国内外现状从速域上看，封蘸美国和敬洲国家对lPv6豹发最以研究积实验为主体，强本和韩国等亚洲圈家则在IPv6的商用及业务开展方面处于领先地饺，中国起步晚于日本和韩国等国，但是中国互联网和通信市场的巨大空间和前景，都使中

华中科技大学硕士学位论文国有机会、有潜力成为未来lPv6产韭化进程中举足轻重豹一部分。戮。F部分将扼要介绍IPv6在全球各主要区域与国家的发展状况。1、IPv6在美国美国是IPv4的发源姥，蠢氟蛙资源和商业应用占据了先天的优势，毽此晷前既没有地址短缺的忧虑，也不愿意改动花赞亿万美金构建的IPv4商业网络体系，所以美国主要以IPv6研究、协调中心的醺日出现。比较典型的IPV6网络有美国能源网络6Bone，6REN，嚣snet和Inleno￡2(AbIene)等。(1)、6Bone6Bone于1996年8月由lETF创建，是世界上成立最毕，也是迄今规模最大的全球范围的IPv6示范网。到2002年，6Bone的规模已经扩展到包括中国在内的57个国家和地区，连接了近千个结点，成为IPv6研究者、开发者和实践者的主要乎台。(2)、6REN为了加速IPV6向实用化的方向迈进，1998年12月，IETF的Ipng和NgtraⅡs工作组提出建立全球性的lpV6研究与教育网6R嚣N(1PV6ResearchandEducationNetworklnitiative)。6REN的主要目标魑提供高质量的lPv6分组传输服务，增加运营IPv6网络的经验，促进IPv6网络的部署以及测试早起的lPV6应用。在6REN不断发展期间，为了更好地支持6REN参与者之间地纯1Pv6对等互连，cana“e和Esnet在1999年初共同发起了一个称为IPv6交换的计划一6TAP，它以sta}Tap为蒎J托，由Esnet提供路由服务和运营管理，canarie提供路由服务器和注册服务，建立了一个以ATM交换机为中心的IPV6洲际网络。2、lPv6在欧洲欧洲的移动通信事业相当发达，因此它们在1Pv6的研究和商业化应用方面更注重移动通信领域的扩展，采取的是“先移动，后网定”的基本战略，在第三代移动网中率先弓l入IPv6。3

华中科技大学硕士学位论文(1)、欧洲6INIT6INIT项目开始于2000年1月，该项目由欧盟第5框架创建，其创建的目标是促进欧洲IPv6网的多媒体和安全服务。6INlT的外部IPv6网络邋过TelebitTBC2000连接，内部的单攒和组播路由羟＆eeBsD3．sPC路由器上实现，而主机采用了基于Linux，window2000，Solarjs8和FreeBSD3．5的IPV6客户端。(2)、欧洲6NET和Eur06IX2002年1胃，欧洲同时启动了两个为期3年的lPV6研究与实旌计划：6NET帮Eur06Ix试验网。在6NET计划中，将至少有11个国家级的研究和教育网络在速率高达2。5Gb／s豹链路上建立纯IPv6阚络。在Euf06Ix试验阚计划中，欧洲主要的电信运营商将携手建立一定数羹的IPV6交换节点，以支持IPv6在欧洲范围内的快速引入，Eur06Ⅸ项目由西班牙的Telefonica领导。(3)、欧辨{ANDROID该项露由英国电信领导，项嚣的目的是：验证在蒸于IPv4，IPv6的基础设施上提供可以管理的、易于扩展的，可以支持按霈IP服务的网络结构。ANDROlD网络使用了RENATER，6Bone和6NET作为骨于嗣。(4)、法国RENATER2RENATER2是法国的IPv6科学网，骨干网使用ATM交换机连接，同时连接到6Bone，捷疣磅究网络弱!N．155，美国、加拿大和强本的试验羽。另外还有法国的AIRs++，北约lNSC试验网和Geallt，欧洲第～个lPv6商用网一瑞典skanova于2001年11月启动。3、IPv6在目本日本虽然怒互联网的后起国家，但由予电子设备和信息家电产业高度发达，对lP地址迫切需要，因此在IPv6研究和应用方面，步伐大、速度快，而且在IPV6商业佬推广方西一妻走在世界翦碉。2000年9月，日本政庭把lPv6技术的确立、普及与国际贡献作为政府的躲本政策公布；11月将现有网络推进、过渡到IPV6网络作为“IT基本战略”中的重点政策“超高速网络建设和竞争政策”的具体目标。2001年3胃，在中，明确设定在2∞5年完成互联嘲

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