IPv4与IPv6互联技术探讨开题报告Word格式.doc

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教务处制

二〇一五年三月

广西师范学院

题　目

IPv4与IPv6互联技术探讨

题目类型

囗　理论研究　　囗　应用研究　　囗　设计开发　　囗　其他　

命题来源

囗教师命题　　囗学生自主命题　　囗　教师科研课题

拟完成时间

2015　年　4　月　22　日

一、选题依据及意义（不少于300字）

（一）选题依据

从20世纪70年代开始，互联网技术就以超出人们想像的速度迅猛发展。

作为互联网重要的基础协议IPv4在过去20多年的发展进程中取得了巨大成功，互联网已经成为人们生活中不可缺少的一部分。

但作为其核心IPv4协议的缺陷也不断的暴露出来，主要的表现为IP地址资源的紧缺、路由表项目的爆炸以及难以满足新应用的需求。

而作为下一代互联网核心协议IPv6在地址空间、可扩展性、路由及安全性等方面都有很大的改进,且易于配置,可靠性高。

但由于IPv4与IPv6的不兼容，使得一种协议的设备不能和另一种协议的设备进行相互通信，而如何去实现两种网络的互操作是目前研究的热点。

（二）选题意义

目前使用的协议IPv4已经不堪重负，为此许多技术工作人员做出了不懈的努力，但却在每时每刻新接入到互联网中的设备与人数的巨大压力下，显得杯水车薪。

根据中国互联网发展状况调查的结果显示，中国的互联网在整体上呈飞速上升的趋势，增长率在世界经次于美国与日本。

但目前这些IP地址资源完全不能满足中国运营商的需求。

随着中国大陆地区网民的数量日益增长，IPv4地址的需求程度与我国互联网发展的矛盾将会更加的激烈。

二、研究目标与主要内容（含论文（设计）提纲，不少于500字）

（一）课题研究目标

本课题研究目标是通过IPv4和IPv6优势和劣势进行对比分析，从而肯定了在不同的时期下的作用。

但随着互联网的发展，IPv6肯定会取代IPv4，但其中的过渡不可能一蹴而就，需要一个较长的过渡期。

在这个过渡期中，IPv4与IPv6的共存就显得非常必要了，但其中共存所运用到的互联技术就是我们需要探讨的课题。

（二）课题主要内容

1、就目前的互联网形势做出分析，互联网的发展是迅猛的，飞速的，具有爆炸性的。

2、叙述了作为现在互联网核心协议的IPv4存在的劣势和不足，同时提出了作为下一代互联网核心协议的IPv6所具有的哪些优势。

3、分析了IPv6的地址结构，同时也提出了目前几种常用的互联互通的技术。

（1）双协议栈技术，双协议栈技术的目标是实现在网络中，双协议栈节点之间可以相互通信。

这种机制可以在单一的网络设备上或者是一个双栈的骨干网中实现。

（2）NAT-PT技术,NAT技术一部分是IPv4与IPv6协议层的翻译，另一部分是IPv4应用与IPv6应用间的翻译。

NAT-PT是一种IPv4节点和纯IPv6节点的互通方式。

（3）隧道技术，提供了一种用IPv4网络协议体系来传递IPv6数据的方法，通过一定规律的划分，将IPv6的数据拆分为若干个无结构意义的数据，再封装进IPv4数据包中，使用IPv4网络进行传输。

4、对IPv4与IPv6互联的几种技术进行了探讨，就目前发展应用而言，IPv6技术并未能完全的去取代IPv4，因此在往后的很长一段时间内，IPv6与IPv4共存是必然的。

两种协议间和网络间的存在及互联，将会是一个长时间探讨的课题。

三、研究方法和手段

（1）查找并阅读相关资料，对IPv4、IPv6有进一步的认识。

（2）查找有关实例，对其中的应用方法进行研究。

（3）通过理论与实例的结合分析，探讨实现的技术方法。

（4）借助虚拟机来搭建网络，具体的探讨理论的可行性。

四、参考文献目录（作者、书名或论文（设计）题目、出版社或刊号、出版年月或出版期号）

[1]钱俊,谷和启.互联网的发展趋势―IPv4到Ipv6协议[j].当代通信，2003，05：

42-48.

[2]郝稚宇.IPv4向IPv6平滑过渡技术的研究与实现[j].电脑编程技巧与维护,2011,19:

22-29.

[3]谢希仁.计算机网络（第五版）[M].北京：

电子工业出版社.2009:

365，173.

[4]董秋生,路莹.IPv4／IPv6过渡时期图书馆网络建设[j].现代情报,2008,28（7）：

76-78.

[5]沈庆伟,张霖.基于隧道的IPv4／IPv6过渡技术分析[M].计算机技术与发展.2007，17（5）：

170-172.

五、文献综述（在对选题涉及的研究领域的文献进行广泛阅读或调查的基础上，对该领域的研究现状、发展动态等内容进行综述，并提出自己的见解和研究思路。

不少于700字）

互联网目前是以IPv4协议为基础的，但由于IPv4的地址空间，服务质量，应用限制，管理灵活性和安全性等方面存在许多的缺陷，以IPv6协议为基础的下一代互联网是大势所趋，而IPv6则会是下一代互联网的基本特征之一。

随着互联网的高速发展，现代化的生活对于互联网的依赖程度越来越高，但同时其现有的安全机制的脆弱性也暴露无疑。

IPv6作为下一代的互联网协议，对于IPv4的取代是不可避免的。

IPv4在很多的方面，特别是在地址空间，传输性能，网络配置，服务质量，安全性等方面都暴露出不足和局限性，而IPv6则在全球正受到越来越多的重视。

1、目的和意义

我们为什么需要IPv6？

用一个比较形象的比喻来解释就是：

用马车来传递与天空中的航空邮递，孰优孰劣，众人皆知。

IPv6作为Internet的新版本，其根本目的是继承和取代IPv4。

因此，人们在规划IPv6的时候，就把眼光投向了包括地址在内的上述重要需求，希望能够解决这些目前已经出现和将来可能出现的问题。

中国是当前全球最急需IP地址的国家之一，因此在IPv6标准制订以及产业化和商业化的进程中都显得非常积极。

但是IPv6协议在全国全面实现短时间内还不可能完成。

中国密切关注着IPv6的发展，目前很多的内地高校和科研机构已经与国外一些运营商合作，对IPv6进行研究实验。

美国之前拥有着全球74%的IP地址资源，所以对IPv6的态度一直略显得不关心。

直到思科于2001年7月10日宣布与微软、IBM、惠普、SUN和摩托罗拉结成伙伴关系，共同推进IPv6硬件和软件的开发。

这也体现出了IPv6的重要性。

从IPv4到IPv6的改变将不可避免的带来Internet上新的革命，无论是硬件还是软件都将有全新的发展。

在互联网发展初期，人们认为网络地址是不会分配完的，这就造成对网络地址进行很随意的分配，其结果就是IP地址的利用率较低。

分配过程是按时间顺序进行的，最开始的时候一个学校可以使用一个A类的网络，而到后来一个国家可能只可以拥有一个C类的网络。

A类的网络数目并不多，所以问题的焦点就都集中到了B类和C类的网络地址上，A类网络太大，而C类的太小，因此后来几乎所有的申请者都愿意申请一个B类网络，一个B类的网络拥有65534个主机地址，而往往实际并不用到这么多地址，类似这样这低效率的分配方法，导致B类地址消耗特别快。

因此就导致了现有的IP地址分配速率很快，IP地址即将被分配完的局面。

如今，互联网发展的瓶颈已不再是物理线路速率，ATM技术，百兆/千兆以太网技术的出现使得物理线路表现有了显著改善，现在的路由器的处理速度成了阻碍互联网发展的主要因素。

随着互联的成功和发展，IPv4设计时没有引入QoS这样的概念，在设计上的不足使得它很难提供相应丰富的、灵活的QoS选项。

虽然人们提出了一系列的技术例如：

VLSM、RSVP等来缓解这些问题，但都只是权宜之计，解决不了因地址不多及地址结构不合理导致的地址短板的根本问题。

最终IPv6应运而生。

2、互联技术

目前，IPv4用户对IPv6的需求量越来越大，为了满足用户的需求，各种IPv4与IPv6互连的技术也应运而生。

现阶段IPv4与IPv6互连的过渡技术大致有三种，包括隧道技术、双协议栈和NAT-PT技术。

在这三种基础之上，又衍生出很多种的互通与转换机制。

这些机制主要分为两类，其中一类是IPv6小岛与IPv4海洋之间的通信，另一类是IPv4海洋中的IPv6节点之间的通信。

在IPv6的发展中，我们不可避免的会遇到网络的可扩展性、移动性、安全性和可持续发展性等四个关键问题，未雨绸缪的部署大规模IPv6的实验是非常必要的。

作为IPv4的升级协议，IPv6改变了以往IPv4在网络改变时，数据包IP地址会改变的缺点，它为每一个数据包分配固定的标识地址，使数据包在通信时更为流畅，并且有更为完善的无线网络通信能力。

这个优势被各大通信公司所看中，纷纷投入了大量的人力物力进行IPv6的开发，IPv6的经济应用前景一片大好。

但IPv6网络并不是完全安全的网络协议，它仍需要使用防火墙、入侵检测等一般的网络安全设备，有的设备在IPv6的网络环境中还不能直接使用，需要替换或者是做一些改进措施。

然后令我们感到欣慰的是，由于IPv6网络中引入了网络层的加密技术，未来网络上的数据通信的保密性将会越来越强。

对中国而言，IPv6网络技术的发展为国内的信息业带来的影响可谓深远，它不仅可以提升中国通信产业界的整体实力，更是一个从引进先进技术转变为引导行业技术发展的契机。

中国作为互联网络通信大国，中国通信业的发展将会对全球的通信业带来举足轻重的影响，中国也将毫无疑问的成为全球新技术和应用发展的主要目标市场。

随着IPv6技术的日趋成熟，IPv6所具有的多项优势及功能使其成为下一代网络环境的中流砥柱，大力发展建设基于IPv6的下一代网络比然会成为我国及全球网络技术的重要的发展方向与目标。

参考文献

六、工作进度安排（时间、内容、步骤）

（一）准备阶段

1.2015年2月20日至2014年3月10日，查阅收集文献资料，确定论题，准备开题报告。

2.2015年3月11日至2015年3月25日，修正研究研究目标、内容和方法，完成开题报告。

3.2015年3月26日至2015年3月29日，进一步查阅文献，收集和整理资料，为论文写作做准备。

（二）写作阶段

1.2015年3月30日至3月31日，整理文献资料和数据。

2.2015年4月1日至4月8日，撰写论文初稿。

3.2015年4月9日至4月22日，提交论文初稿，并根据指导教师意见修改论文初稿。

4.2015年4月23日至5月5日，根据指导老师意见，修改论文二稿、三稿……

5.2015年5月7日，论文定稿、打印、送审，准备论文答辩。