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IPv6协议在现代网络工程中的应用研究

董镇溪  
【摘要】:下一代网络(NGN:the Next Generation Network),是用来描述下一代电信网络而使用的一个广义概念,其技术和业务快速发展,内涵也在不断的扩展。从OSI模型的第三层意义上讲,NGN概念几乎涵盖所有网络环节:从主干网到城域网直至接入层、用户端,以及复杂的应用业务层。与NGN不同,NGI概念属于计算机学科,NGN多用于电信,两者核心协议同样对IPv6有着很深依赖,NGI并没有严格定义,一般指安全性高、速度快、规模大、方便、及时的下一代互联网。 当前,Internet采用最广泛的IP协议是v4版,用户已经习惯了IPv4简单、高效,但同时也认识到IPv4的32位地址空间渐渐变得无法满足需求,IPv4地址空间短缺问题日益严重。另外,IPv4存在自身局限性,例如有安全方面的漏洞等,上述原因决定了新IPv6标准诞生必然性,被誉为“互联网末日的挽救者”的新协议应运而生,IETF工作组制定出IPng的协议规范并称为"IP版本6”,即IPv6,成了下一代网络(NGN)的核心协议。它最明显的改进是IP地址数量变得几乎无限。在采用IPV6的情况下,地址空间被耗尽的可能性就几乎不存在了。基本上,IPv6的地址空间相当于为地球表面每平方米的面积提供了6.65×1023个地址。此外,还考虑了诸多IPv4中解决不好的问题,例如服务质量(QOS)的改善、v4版中ToS缺陷的改进,协议安全性保障机制的增强,提高了网络整体数据吞吐量,更好地实现了多播功能,并且支持即插即用和移动性。 目前IPv6协议已经在现代网络工程技术和设备设计中展开试探性开发,并在许多教育网以及大中型企业推广应用,本文基于以上背景,结合自己工作经验,探讨了现代网络工程中实际设备的网络操作系统(IOS)的配置方法。在对IPv6技术进行理论探讨的基础上,深入研究如何有效利用IPv6技术构建现代通信网络,解决当前IPv4网络地址短缺,网络带宽不能满足信息流量增长的需要,以及网络安全的问题。具体研究内容如下: (1)根据IPv6的技术特点、IPv6路由协议、网络拓扑结构、各种IPv6过渡技术的优缺点以及各自适用的应用环境,说明ipv4向IPv6的平滑过渡技术的实际应用,为IPv6技术的推广和更好的应用于现代网络通信提供理论依据。 (2)分析了从IPv4向IPv6过渡的技术问题,比较双协议站技术、隧道技术、网络地址-协议转换(NAT-PT)、ISATAP (Intra-Site Automatic Tunnel Addressing Protocol)站内自动隧道寻址协议)等目前较成熟的过渡技术的优缺点,并在Cisco IOS及其它IOS平台下,构造不同的网络拓扑,来应对过渡技术问题。 (3)讨论了如何在尽量低的过渡成本下,逐步的由基于IPv4协议的网络平滑过渡到IPv6主导的网络,而不至于影响当前在使用中的网络。 本文依据实际应用,结合个人工作环境,客观地陈述个人观点,畅想了在不远的将来NGN带给人们的便捷与高效的生活。


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