山东科技大学学士学位论文 1 摘要

CERNET2的正式投入运行将使IPv6在CERNET2上由实验阶段转入应用阶段，在国内大多高校校园网也将由逐步完成基于IPv4的CERNET2接入，本文分析比较了IPv4与IPv6网络的各种优缺点；研究了现阶段IPv4向IPv6的过渡技术，在调研考察现阶段高校校园网接入CERNET2的技术和方案的基础上，给出了基于隧道技术的网络中心纯IPv6接入；基于双隧道以及双栈协议的某学院办公室的IPv4与IPv6的同时接入；以及基于ISATAP模式隧道的校内单点客户的IPv4与IPv6的同时接入三种可行的IPv6网络的接入方案，并搭建了模拟实验环境，完成了一定意义上可用性的测试。

关键词：CERNET2；IPv6；IPv4；隧道；双栈协议；过渡技术。 山东科技大学学士学位论文

2 Abstract CERNET2 formal operational IPv6 will CERNET2 by the experimental stage in the application stage, most of campus network in the country will also be gradually completed the CERNET2 IPv4-based access, this paper compares IPv4 and IPv6 networks of all kinds of advantages and disadvantages; of the current IPv4 to IPv6 transition technology, at this stage in the research study CERNET2 campus network access technologies and programs based on the tunneling technology is presented based on pure IPv6 network center access, and dual stack based on double tunnel agreement, the office of a college, while IPv4 and IPv6 access, and school-based ISATAP tunnel mode single point of customer access to IPv4 and IPv6, while three possible IPv6 network access solutions, and built a simulation environment, completed a certain sense, usability testing.

Key words: CERNET2; IPv6; IPv4; tunnel; Dual stack; transitional technology. 山东科技大学学士学位论文

3 毕业论文（设计）原创性声明

本人所呈交的毕业论文（设计）是我在导师的指导下进行的研究工作及取得的研究成果。据我所知，除文中已经注明引用的内容外，本论文（设计）不包含其他个人已经发表或撰写过的研究成果。对本论文（设计）的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中作了明确说明并表示谢意。

作者签名： 日期： 毕业论文（设计）授权使用说明

本论文（设计）作者完全了解**学院有关保留、使用毕业论文（设计）的规定，学校有权保留论文（设计）并向相关部门送交论文（设计）的电子版和纸质版。有权将论文（设计）用于非赢利目的的少量复制并允许论文（设计）进入学校图书馆被查阅。学校可以公布论文（设计）的全部或部分内容。保密的论文（设计）在解密后适用本规定。

作者签名： 指导教师签名：

日期： 日期： 山东科技大学学士学位论文 IV 山东科技大学学士学位论文

V 注 意 事 项 1.设计（论文）的内容包括： 1）封面（按教务处制定的标准封面格式制作） 2）原创性声明 3）中文摘要（300字左右）、关键词 4）外文摘要、关键词 5）目次页（附件不统一编入） 6）论文主体部分：引言（或绪论）、正文、结论 7）参考文献 8）致谢 9）附录（对论文支持必要时） 2.论文字数要求：理工类设计（论文）正文字数不少于1万字（不包括图纸、程序清单等），文科类论文正文字数不少于1.2万字。 3.附件包括：任务书、开题报告、外文译文、译文原文（复印件）。 4.文字、图表要求： 1）文字通顺，语言流畅，书写字迹工整，打印字体及大小符合要求，无错别字，不准请他人代写 2）工程设计类题目的图纸，要求部分用尺规绘制，部分用计算机绘制，所有图纸应符合国家技术标准规范。图表整洁，布局合理，文字注释必须使用工程字书写，不准用徒手画 3）毕业论文须用A4单面打印，论文50页以上的双面打印 4）图表应绘制于无格子的页面上 5）软件工程类课题应有程序清单，并提供电子文档 山东科技大学学士学位论文 VI 5.装订顺序 1）设计（论文） 2）附件：按照任务书、开题报告、外文译文、译文原文（复印件）次序装订 3）其它 山东科技大学学士学位论文

VII 目录

1 绪论 ......................................... 1 1.1选题背景 ..................................... 1 1.2研究的主要内容 ............................... 3 1.3研究意义 ..................................... 4

2 IPv6协议的基本框架 .......................... 6 2.1 变化概述 ..................................... 6 2.2 包头结构 .................................... 10 2.3 流标签 ...................................... 11 2.4 业务流类别 .................................. 12 2.5 分段 ........................................ 13 2.6 扩展头 ...................................... 13

3 IPv6的优势与现状 ........................... 16 3.1 IPv6相对于IPv4的优势 ...................... 16 3.2 IPv6的国内外现状 ........................... 17

4 IPv4到IPv6的过渡技术 ...................... 20 4.1 隧道技术 .................................... 21 4.2 双栈协议 .................................... 24 4.3 网络地址转换-协议转换 ...................... 26

5 不同需求下的三种接入方案 .................... 28 5.1 网络中心工作小组的接入方案 ................. 28 5.2 某学院办公室IPv4/IPv6的同时接入 ........... 38 5.3 校园网内某一用户要IPv4/IPv6网络接入方案 ... 51

6 结束语 ...................................... 56

致谢辞 ........................................ 57 参考文献 ...................................... 58 山东科技大学学士学位论文 VIII 附录一 ........................................ 59 外文文献 ........................................ 59 附录二 ........................................ 70 中文翻译 ........................................ 70 山东科技大学学士学位论文

1 1 绪论 1.1选题背景 1.1.1 何时升级IPv4网络 我们都知道岁月的流逝并不会使一些美好的事物消失。但不幸的是，一些现在看来不错的事物并不意味着能够永远使用下去----无论他现在是多么的辉煌，他或者将会过时，或者将被开始殆尽，总会有新鲜的事物遮盖它原有的光芒。IPv4就是这样一种东西，而当这种好的事物已经成为基础设施的一部分的时候，对它的维护变得非常重要，而了解何时对它进行升级以及如何以最少的混乱、最低的代价进行升级则显得尤其重要。 按照目前基于IPv4网络各种业务开展的速度计算，亚太地区的IPv4地址在3年内将会消耗殆尽。由于互联网对IP地址的需求是不断增加的，如果不将IPv4升级到 IPv6，IP地址的耗尽就会导致互联网效率变低，“网络塞车”会在很大程度上限制互联网的发展。网络调查显示，截至2009年6月，中国大陆共分得IPv4地址2.05亿个，仅次于美国，排名世界第二。CNNIC作为APNIC最大的国家级IP地址注册管理机构(NIR)，目前的IPv4地址自主分配能力位居世界第一，能一次分配26万多个IP地址。到今年6月，CNNIC分配 IPv4地址已经累计达到5395万个，在一定程度上缓解了我国IP地址资源的压力。 然而，尽管如此，中国已获得的IPv4地址数量却还不到全球已分配总量的4.5%，未来国内的需求量会不断增大，并且增