基于ipv6的中小型企业网的设计和实现.docx

基于ipv6的中小型企业网的设计和实现.docx

《基于ipv6的中小型企业网的设计和实现.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《基于ipv6的中小型企业网的设计和实现.docx（40页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。

基于ipv6的中小型企业网的设计和实现

毕业设计（论文）

题目：

基于ipv6的中小型企业网的设计和实现

专业：

学生：

班级学号：

指导教师：

指导单位：

日期：

2016年03月18日至2016年06月07日

摘要

2011年宣布IPv4地址空间的耗尽后，现有的网络面临许多问题，网络规模越来越庞大，管理维护越来越复杂，网络设备的配置越来越多。

这些问题与挑战对企业而言是个巨大的负担，也正是因此企业迫切需要一个新的网络协议来从根本上解决这些目前存在的问题。

所以IPv6协议诞生了，IPv6是继IPv4以后的下一代互联网协议。

对于中小型企业而言，IPv6的部署既是挑战也是机遇，对于IPv6网络的需求也十分强烈。

本文首先对IPv6协议进行了深入的研究，简要分析了IPv6协议的主要功能，并且将IPv6协议和IPv4协议进行比较，分析他们的不同之处，找出IPv6协议的优缺点。

并且根据3种典型方案对IPv4和IPv6过渡阶段的兼容性进行了分析。

在此基础上构建了一个中小型企业网的IPv6网络架构解决IPv6与IPv4兼容性，并通过GNS3软件进行仿真模拟。

在模拟实验中完成预期目标，用ICMP协议测试网络连通性。

关键词：

IPv6；企业网；网络规划；IPv6与IPv4兼容性

Abstract

Afterthe2011IPv4addressspaceisexhausted,theexistingnetworkfacesmanyproblems,thenetworkscalebecomeslargerandlarger,themanagementandmaintenancebecomesmoreandmorecomplex,andthenetworkequipmentconfigurationismoreandmore.Theseproblemsandchallengesareahugeburdentotheenterprise,anditisalsotheurgentneedforanewnetworkprotocoltosolvetheseproblems.SotheIPv6protocolwasborn,IPv6isthenextgenerationInternetprotocolafterIPv4.

Forsmallandmediumenterprises,thedeploymentofIPv6isbothachallengeandanopportunity,thedemandforIPv6networkisalsoverystrong.FirstlytheIPv6protocolwerein-depthstudy,brieflyanalysesthemainfunctionofIPv6protocol,andcompareIPv4andIPv6protocol,analysisofthedifferencesbetweenthem,findouttheadvantagesanddisadvantagesofIPv6protocol.AndthecompatibilityofIPv4andIPv6inthetransitionphaseisanalyzedaccordingtothe3typicalschemes.Onthebasisofthis,theIPv6networkarchitectureofasmallandmedium-sizedenterprisenetworkisconstructedtosolvethecompatibilitybetweenIPv6andIPv4,andthesimulationiscarriedoutbyGNS3software.Inthesimulationexperiment,theexpectedgoalisaccomplished,andthenetworkconnectivityistestedbytheICMP.

KEYWORDS:

IPv6；EnterpriseNetwork；NetworkPlanning；CompatibilitybetweenIPv6andIPv4

第一章绪论

本章节主要介绍了研究背景及意义，说明IPv6在国外部署的现状。

阐述本次研究的容，并将论文的总体结构进行说明。

1.1研究背景及意义

在2015年，我国互联网产业规模平稳增长、行业应用持续深化和不断创新、对国民经济的影响逐步加强。

预计2016年，中国互联网将更加迅速发展。

不但电子政务云平台实施效果将会进一步体现，公共服务信息平台和城市管理信息化将会在新型城市建设中承担更重要的职责。

而且在人们日常生活衣食住行等方方面面都有网络的介入，例如网上购物平台，网络视频，微博，网络游戏等。

因此在互联网领域中，中小型企业的发展成为产业重心。

也正是因为互联网的急速发展，网络规模也越来越大。

IPv4网络中的缺陷问题日益凸显，制约了当前网络发展的道路。

目前主要是存在以下几个问题：

1.IPv4地址资源的限制。

截止于2015年12月，我国IP地址数量为3.37亿个，远远小于中国网民6.68亿的需求。

IP地址的匮乏严重影响我国互联网的发展。

2.骨干路由表过于庞大。

有相关机构统计，仅在2000年就大约有120,000条路由存放在路由器中，而且还保持着60%~100%的增长率。

这使得网络设备由于处理速度的限制，经常性未到使用年限就遭到淘汰。

所以建设IPv6网络的需求迫切。

主要是因为IPv6网络能够解决目前IPv4网络所存在的两大基本问题。

也就是能解决IP地址匮乏和减小骨干路由表大小。

IPv6协议使用128位的地址替代32位的IPv4地址，这样大约可以产生3.4×1038个可用地址。

在可预见的未来，这个地址数目将可以满足人们生产生活中的需求，而且也为将来的纳米机器人联网提供了基础。

IPv6的地址分配一开始就遵循聚类（Aggregation）的原则,使得IPv6能够用一条路由表示一整片子网，从而减小了路由表的长度。

企业对于网络升级的需求增大，而针对于中小型企业的升级换代并没有十分完美的设计方案。

根据调查，为企业进行网络升级的网络公司，大部分只为大型企业提供网络升级服务。

目前在中小型企业网络升级上存在盲区。

基本是在为大型网络公司的设计方案上更改，没有实际考虑中小型企业网络构架和企业承载能力。

本文所要研究的就是在中小型企业网络构架的基础上，考虑实际生产、投资、环境等因素，设计构建出一个在骨干网络仍为IPV4时，企业网平滑过渡为IPv6的升级规划方案。

1.2国外研究部署现状

在国外IPv6业务已经进入到了实际部署阶段。

从IPv6渗透率来看，部分国家已超过15%，比如比利时为32%，德国14%，卢森堡12%，瑞士10%，而中国仍不到1%。

从Google公司的访问统计来年，目前通过IPv6来访问谷歌的流量超过了4%，基本上是每半年翻一番，照此速度发展下去，到2017年，将有50%的用户是通过IPv6来访问Google的。

在国IPv6尚未开始大规模商业化部署，IPv6资源十分稀少大部分集中于科研教育机构。

目前，至少我国有100所大学的校园网基础设施、门户和主要信息系统已经完成业务转化，能够允许IPv6协议运行。

根据网络建设的“十二五”计划，现在我国东部地区的政府机构已经能够支持IPv6业务访问，并且中西部地区的政府网络升级改造计划也在稳步实施，预计在2016年中期将完成改造。

然而排除科研机构和政府机关，我国的IPv6资源十分匮乏。

仅有排位前100的部分商业完成了IPv6的升级，能够支持IPv6地址访问。

但是工信部于2014年曾发布过我国将于2016年全面推行IPv6建设的意见。

并且我国的三大电信运营商也在积极推进IPv6进程，已经完成了IPv6商业化部署的前期准备，IPv6的大规模商业化部署正在稳步建设。

1.3研究容

随着IPv6网络的普及，以及企业网络规模扩大，业务负载的不断增加。

IPv6的商业化进程开始不断的加快。

为了提高网络利用率，防止关键业务受阻，作为互联网领域中的发展亮点，IPv6协议越来越被企业所重视。

正是因为业务的拓展和网络整体的升级，企业需要进行IPv4网络向IPv6网络的升级换代。

本文主要研究容为了解什么是IPv6协议，IPv6协议的功能。

并且通过和IPv4协议进行对比，分析出IPv6协议的优缺点。

在通过文献资料了解当下解决IPv6和IPv4协议兼容性问题的解决方案。

通过案例分析出各类解决方案优缺点。

在上述理论知识为基础的条件下，为中小型企业设计一个基于IPv6的网络构架，并针对于IPv4协议和IPv6协议的兼容性问题作出解决方案。

通过GNS3软件搭建实验平台，模拟真实企业网的构架，用来开展基础实验和验证基于IPv6的中小型企业网的规划方案。

能够实现在运营商是IPv4网络时，IPv6企业网不但能够和IPv4用户进行正常业务，而且能够和异地子公司进行数据交流。

除此之外，IPv6企业网还能够正常访问IPv6公网数据，处理IPv6网络业务。

最后进行试验测试，用来测试此网络构架能否达到预期目的。

1.4论文整体结构

本文正文部分分为四个章节，各部分容如下：

第一章绪论主要描述本文研究的背景，说明研究的意义。

简要的叙述出国外IPv6部署的现状。

然后概述了本文的具体容和文章的整体结构。

第二章IPv6协议的研究主要描述IPv6协议的特征，并与原有的IPv4协议相比较，分析IPv6协议的优缺点。

并简要分析现有的三种能够解决IPv6与IPv4协议兼容性问题的解决方案，他们分别为IPv6/IPv4双协议栈技术，隧道技术，NAT-PT技术。

通过用同一个例子进行对比，总结出各自方案的优劣性。

第三章方案的总体设计主要是说明本文中设计的基于IPv6的中小型企业网的整体构架。

首先提出了这个方案的总体需求，然后根据总体需求进行网络规划，设计二层和三层网络拓扑。

在搭建实验环境，在仿真软件上进行模拟实验。

针对试验中的关键点和可能出现的问题，提出解决方案。

第四章测试主要容为两项。

第一项是需求测试，按照方案的总体需求来进行网络功能测试。

第二项是性能测试，利用ICMP协议中的PING命令发送多个数据包，通过发送的成功率计算丢包率，从而判断网络通信性能。

第二章IPv6协议研究

本章节主要是研究IPv6协议特性，分析IPv6协议的优缺点。

通过研究三种解决IPv6和IPv4兼容性问题的解决方案，总结出各自优缺点。

2.1IPv6协议的简介

IPv6是InternetProtocolVersion6的缩写，其中InternetProtocol译为“互联网协议”。

IPv6是IETF（互联网工程任务组，InternetEngineeringTaskForce）设计的用于替代现行版本IP协议（IPv4）的下一代IP协议。

目前使用最为广泛IP协议的版本号是4号（简称为IPv4），下一个版本就是IPv6。

IPv6协议能够使每个人、每个终端都成为容提供者，也就是说人们不但能获取信息，也能提供信息。

与此同时，IPv6协议不但能满足下一代网络中对于多媒体数据例如：

语音、图片、视频等资源的通信要求，而且能够保护信息通信安全，保障通信质量，为移动设备提供了良好的