基于雙棧協(xié)議的ipv4向ipv6過(guò)渡方案設(shè)計(jì)與

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1、基于雙棧協(xié)議的IPV4向IPV6過(guò)渡方案設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)(1)摘要隨著Internet網(wǎng)絡(luò)在全球范圍內(nèi)的迅速擴(kuò)大，應(yīng)用日益增加，IP地址即將耗盡的矛盾更加突出，同時(shí)為解決IPv4的設(shè)計(jì)缺陷，國(guó)際互聯(lián)網(wǎng)工程任務(wù)組開(kāi)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(shí)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(gè)過(guò)渡時(shí)期。針對(duì)上述問(wèn)題我們研究了一種過(guò)渡機(jī)制，并針對(duì)該過(guò)渡機(jī)制設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)了瀏覽器模式的IPv4客戶(hù)機(jī)對(duì)IPv6服務(wù)器的訪(fǎng)問(wèn)。關(guān)鍵詞IPv4IPv6過(guò)渡機(jī)制雙協(xié)議棧代理服務(wù)Java前言如今，In

2、ternet在全球范圍內(nèi)的普及應(yīng)用超過(guò)了歷史上的任何一項(xiàng)新技術(shù)所產(chǎn)生的影響和帶來(lái)的變化，實(shí)踐證明，IPv4不僅是健壯的、而且是易于實(shí)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（IPv4protocol）初始設(shè)計(jì)的正確性。但是隨著Internet迅速發(fā)展，接入Internet的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備和運(yùn)行在其上的應(yīng)用程序急劇增加，由此帶來(lái)了IP地址的迅速耗盡與路由表膨脹等問(wèn)題，對(duì)IP地址范圍的擴(kuò)大也迫在眉睫。針對(duì)IP地址的問(wèn)題，IETF（Internet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（IPv6protocol），它不但解決了IPv4的地址問(wèn)題，并且改

3、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的體系結(jié)構(gòu)上，所有的應(yīng)用程序也是按照IPv4格式書(shū)寫(xiě)的。因此如何由IPv4向IPv6過(guò)渡以及由此而產(chǎn)生的過(guò)渡機(jī)制成為了一個(gè)新的研究熱點(diǎn)。針對(duì)IPv4向IPv6的過(guò)渡，我們研究了用雙協(xié)議棧來(lái)過(guò)渡的方式，遵循IPv4中的代理服務(wù)機(jī)制，嘗試實(shí)現(xiàn)了用Firefox為瀏覽器通過(guò)雙協(xié)議棧的代理服務(wù)器訪(fǎng)問(wèn)基于IPv6的網(wǎng)頁(yè)。1IPv4向IPv6的過(guò)渡1.1過(guò)渡的必然性隨著Internet應(yīng)用范圍的擴(kuò)大，發(fā)現(xiàn)IPv4有著很多不可克服的問(wèn)題，必須通過(guò)新的協(xié)議來(lái)最終替代。通常，協(xié)議的過(guò)渡是很不容易的，從IP

4、v4向IPv6的過(guò)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(dāng)成熟和具有相當(dāng)?shù)囊?guī)模，不可能一夜之間完成所有升級(jí)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(huì)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(guò)渡，是發(fā)展IPv6首要解決的問(wèn)題。由此在相當(dāng)長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)，IPv6節(jié)點(diǎn)之間的通信還要依賴(lài)于原有IPv4網(wǎng)絡(luò)的設(shè)施，同時(shí)IPv6節(jié)點(diǎn)也必不可少的要與IPv4節(jié)點(diǎn)通信，因此過(guò)渡是不可避免的，并且過(guò)渡[3]必將是分布式的、漸進(jìn)的進(jìn)行。據(jù)專(zhuān)家的預(yù)測(cè)，過(guò)渡初期的Internet將由少量運(yùn)行IPv6

5、協(xié)議設(shè)備組成小的網(wǎng)絡(luò)“孤島”和大量運(yùn)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(shí)間的推移，IPv4的海洋將會(huì)逐漸變小，而IPv6的小島不僅會(huì)越來(lái)越多，而且越來(lái)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(guò)渡策略的主要原則考慮到網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的飛速發(fā)展和現(xiàn)實(shí)世界的商業(yè)需求，在進(jìn)行IPv4網(wǎng)絡(luò)向IPv6網(wǎng)絡(luò)過(guò)渡策略的設(shè)計(jì)中，如下方向性問(wèn)題必須遵循，在“下一代協(xié)議建議規(guī)范”（RFC1752）中，明確定義了以下的過(guò)渡原則：1.過(guò)渡方式應(yīng)該是逐步的和漸進(jìn)的，保護(hù)IPv4網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的投資，確保在一個(gè)相當(dāng)長(zhǎng)的歷史

6、階段，IPv4網(wǎng)絡(luò)設(shè)備可以在過(guò)渡時(shí)期中正常地獨(dú)立使用。2.IPv4網(wǎng)絡(luò)世界和IPv6網(wǎng)絡(luò)世界相互滲透，長(zhǎng)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(shí)現(xiàn)互操作。3.IPv4網(wǎng)絡(luò)世界向IPv6網(wǎng)絡(luò)世界過(guò)渡過(guò)程中，IPv4向IPv6升級(jí)的費(fèi)用應(yīng)盡可能地低，過(guò)渡技術(shù)應(yīng)盡可能地簡(jiǎn)單，以盡快地吸引廣大用戶(hù)主動(dòng)的向IPv6過(guò)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體系結(jié)構(gòu)之間還需要構(gòu)建相關(guān)的過(guò)渡機(jī)制來(lái)支持二者無(wú)縫地并存。2過(guò)渡方案設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)2.1IPv4/IPv6雙協(xié)議棧代理服務(wù)器原理借鑒傳統(tǒng)的IPv4代理服務(wù)器原理，聯(lián)想到在一臺(tái)代

7、理服務(wù)器上安裝具有IPv4/IPv6雙協(xié)議棧，那么代理服務(wù)器就可以作為IPv4客戶(hù)端向IPv6服務(wù)器的“中轉(zhuǎn)站”，從而實(shí)現(xiàn)兩者間的間接通信。其具體實(shí)現(xiàn)原理如圖2。圖2IPv4應(yīng)用程序通過(guò)代理訪(fǎng)問(wèn)IPv6服務(wù)器共2頁(yè):1[2]下一頁(yè)基于雙棧協(xié)議的IPV4向IPV6過(guò)渡方案設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)(2)2.2IPv4/IPv6過(guò)度方案設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)本方案立足于應(yīng)用最為普遍的瀏覽器技術(shù)，而直接改寫(xiě)瀏覽器本身的代碼是不現(xiàn)實(shí)的，因此我們采用一種比較直接的解決方案：在雙協(xié)議棧主機(jī)的傳輸層中，借鑒傳統(tǒng)IPv4的傳輸層代理機(jī)制對(duì)IPv4和IPv6協(xié)議進(jìn)行“轉(zhuǎn)換”，從而讓僅