基于ipv6的实验网络设计大学论文.docx

基于ipv6的实验网络设计大学论文.docx

《基于ipv6的实验网络设计大学论文.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《基于ipv6的实验网络设计大学论文.docx（25页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。

基于ipv6的实验网络设计大学论文

分类号：

学校代码：

学号：

南京晓庄学院本科生毕业论文

基于IPV6的实验网络设计

ExperimentalDesignof NetworkBasedonIPV6

所属院（部）：

信息工程学院

学生姓名：

指导教师：

研究起止日期：

二○一四年十月至二○一五年五月

二○一五年五月

学位论文独创性声明

本人郑重声明：

1.坚持以“求实、创新”的科学精神从事研究工作。

2.本论文是我个人在导师指导下进行的研究工作和取得的研究成果。

3.本论文中除引文外，所有实验、数据和有关材料均是真实的。

4.本论文中除引文和致谢的内容外，不包含其他人或其它机构已经发表或撰写过的研究成果。

5.其他同志对本研究所做的贡献均已在论文中作了声明并表示了谢意。

作者签名：

日期：

【摘要】

近年来，随着科技的飞速发展，互联网已经成为人们生活中不可或缺的组成部分。

然而，由于使用的人数过多，早在2012年2月国际互联网名称与数字地址分配机构配机构（ICANN）发布公告称其拥有IPv4地址已经全部发出，IPv4地址已经枯竭。

这标志着在互联网IPv4向IPv6地址的转换已经成为网络的未来发展趋势，全人类都将面临IPv4地址枯竭的问题。

本论文将组建一个基于IPv6的小型实验网络，完成实验室教学中的各种需求，为未来校园网络IPv6化打下一个良好的基础。

【关键字】：

IPV6；互联网；路由协议；三层技术

【Abstract】

Inrecentyears,withtherapiddevelopmentofscienceandtechnology,Internethasbecomeanindispensiblepartofourlife.However,duetotheamountofuserswastoolarge,asearlyasFebruary2012,theinternationalInternetnameandNumberassignedwithinstitutions（ICANN）madeannouncementthatithadallpossessedIPv4addressesissued,IPv4addresseshaddriedup.ThismarksthatatransformationinInternetIPv4toIPv6addresshasbecomethefuturedevelopmenttrendofnetwork,allmankindwillfaceaproblemofrunningoutofIPv4address.  

ThisthesiswillformasmallexperimentalnetworkbasedonIPV6,andcompletethevariousrequirementsoflaboratoryteaching,thuslayagoodfoundationforIPV6campusnetworkinthefuture.

【KeyWords】：

IPV6;Internet;Routingprotocol;Threelayertechnology

目录

第一章绪论1

1.1选题背景及意义1

1.2国内外研究现状1

1.3本文所做工作2

1.4本文组织结构2

第二章IPV6综述3

2.1IPV6简述3

2.2IPV6特性3

2.3IPV6与IPV4的不同点4

第三章小型IPV6实验网络的设计与实现5

3.1实验背景5

3.2设计目的5

3.3实验网络拓扑及概述5

3.4IPV4向IPV6转换的过度问题6

3.5IPV6的IGP路由问题7

3.5.1RIPng的简述7

3.5.2OSPFv3的简述7

3.5.3OSPFv3和RIPng的区别7

3.6IPV6的NTP时间同步问题8

3.7IPV6的DHCP地址发布问题8

3.8网络设备8

第四章总结与展望10

参考文献11

致谢12

附录：

各设备配置文件13

第一章绪论

1.1选题背景及意义

如今的IPv4较之开发初始并没有太大的变化。

IPv4初期的优良设计是导致其至今仍旧富有活力的重要因素，IPv4在全球范围的网络应用中体现出了其易于实现而且操作性良好的优良特性。

但是，还是有一些问题是设计之初没有预料到的：

近几年由于互联网络的飞速发展，导致了IPv4的地址空间几乎耗尽。

IPv4地址已经越来越稀缺，这使得许多的公司都使用地址转换技术将内部的私网地址转换成一个外部的公共地址。

IP的地址转换技术虽然在一定程度上解决了公共IP地址稀缺的问题，但是地址转换技术难免的在地址转换中出现各种错误，而且其还不支持一些网络层的安全协议，这就又造成了网络中的许多新问题。

地址转换技术并不能够从根本上的解决IPv4地址的稀缺问题，随着互联网络中用户和网络设备的逐步增加，IPv4的地址空间早晚会全部用尽。

IPv6的设计很好的解决了上述的一些问题，这个IPv4的新版本，被人们称之为“下一代的IP”，集合了一些对IPv4协议进行提升的提案。

IPv6在设计之初就考虑到了要减少增加一些没必要的特性，从而降低IPv6对现有协议的影响和冲击。

1.2国内外研究现状

由于IPv4地址的稀缺，在对待IPv6的态度上亚洲要比欧美更加积极，其中比较突出的便是日本。

日本政府已经把IPv6的技术发展定位为未来的发展项目，并将IPv4网络过度到IPv6网络作为政府的基本政策。

1992年初日本就开始研发IPv6的标准化，如今已经在IPv6的研发和应用上达到了全球领先水平。

1992年底日本开始为客户提供IPv6的体验服务，到21世纪初日本开始将IPv6提供到商用服务之中。

到目前为止，日本的几大运营商已经基本都将提供IPv6的商业接入服务给用户，IPv6网络已经在日本日益完善。

作为IPv4协议的发源地美国有着在商业应用和地址空间上别的国际无法比拟的先天优势，如今的美国IPV4地址空间仍旧比较充裕，IPv4网络依然占据了互联网的主导地位，暂时还没有地址数目短缺的顾虑，所以美国并不愿意在IPv6商业网络体系上花费大量的人力和物力。

尽管如此，在IPv6协议的技术和开发方面，美国仍然走在了世界的前端，IPv6的设计和研究组织大都来自美国，但是在商业推广的方面美国的力度就没有日本和欧洲的一些国家大了。

随着国外对IPv6的大力开发，国内政府也加强了IPv6的开发力度，结合国内的情况分步骤、分阶段的来进行IPv6的实施。

同时，随着新业务的发展，更要对某些相应的设备和技术提出新的要求和新的规范、标准，来促进新业务市场的健康、规范和发展。

中国主要采用加大专项资金投入的方式来进行IPv6的开发和研究。

在国内的一些大学和各研究机构也开始进行了对IPv6协议的技术研究和开发。

如清华大学、北京交通大学、国防科技大学、北京邮电大学、中国科学院等国内知名院校和机构都开始进行了对IPv6协议的技术研究和开发。

一些院校更是已经设立了针对于IPv6的研究小组和IPv6的网络实验室，实时了解IPv6的技术和发展动态，并且对IPv6的路由、安全等技术方面进行了研究。

1.3本文所做工作

本文主要研究的是基于IPv6的小型实验网络的设计和规划，研究基于IPv6网络的路由协议配置实施、IPv6地址的自动分配问题、IPv4和IPv6协议之间的转换过度问题等等。

并且设计一个IPV6的校园实验室网络，方便在日常教学中学生们对IPV6的理解和研究，为未来校园网络IPV6化的转换奠定一个良好的基础。

1.4本文组织结构

第一章绪论，介绍了本文的研究背景、研究现状及所做工作等；

第二章IPv6综述，简述了IPv6的概念、特性以及与IPv4的不同点；

第三章小型IPv6实验网络的设计与实现，规划实验网络的拓扑图，介绍实验室所用设备，介绍所用的IPv6二层、三层技术，并解决IPv6相关的问题；

第四章总结与展望，阐述在本文当中遇到的问题及解决方式。

第二章IPV6综述

2.1IPV6简述

由互联网络工程任务组所开发设计的IPv6协议是用于取代现行IPv4协议的下一代IP协议，它是由128位二进制数码表示的。

IP是TCP/IP协议中网络层的协议，为TCP/IP协议组中的核心协议。

现行的IPv4技术其核心技术源于美国。

它最大的问题就是网络地址的资源有限，从理论角度上来讲，编址1600万个互联网络、40亿台计算机机。

但采用了A、B、C三类编址方式后，可以使用的网络地址和主机地址的数目便大打折扣，以至于IP地址已经于2011年的2月3日分配完毕。

其中北美占有四分之三，大约30亿个地址，然而人口最多的亚洲只占有不到4亿个地址，中国截止至2010年6月IPv4地址的数量已经达到了2.5亿个，大大落后于4.2亿网民的需求。

IP地址数目的不足，非常严重地制约了中国以及其他国家互联网的应用和发展。

一面是IP地址资源数量的限制，另一面是随着网络技术及电子技术的发展，计算机网络已经进入了人们的日常生活，成为了人们生活中必不可少的一个组成部分，可能人们身边的每一样东西都需要接入全球互联网。

在这样大的环境下，IPv6应运而生。

单从数量上来说，IPv6所拥有的地址容量是IPv4的约8×1028倍，达到了2128个。

这不仅解决了网络地址资源数量的问题，同时也为除了电脑以外的设备接入互联网在数量限制上扫清了障碍。

2.2IPV6特性

1、IPv6的地址长度为128位，地址空间较IPv4增加了2128-232个。

2、IPv6的报文头部格式较IPv4有所不同，进行了简化，只有8个字段，加快了报文的转发速度，提高了设备的吞吐量。

3、IPv6在安全方面得到了提高，身份认证和隐私权是IPv6关键的特性。

4、IPv6可支持更多的服务类型。

5、在扩展的方面IPv6允许协议继续演变，增加新的功能，使其更能适应未来科技的发展。

2.3IPV6与IPV4的不同点

一、同IPv4相比IPv6具有更大的地址空间。

IPv4的地址长度为32位，最大地址个数为232；而IPv6的地址长度为128位，即最大地址的个数为2128个。

与32位的地址空间相比，其地址空间增加了2128-232个。

如今IPv4地址采用32位地址长度，大约有43亿个地址，而IPv6采用128位地址长度，已经可以忽略不计无限制的地址，有足够多的地址资源。

IPV6地址数目的丰富将完全去除在IPv4互联网络应用中的很多限制。

假设每一台电话，每一种带电的物品可以拥有一个IP地址，那么将真正形成一个数字家庭。

IPv6在技术上的优势，目前在一定程度上能够解决IPv4互联网络中存在的问题，这便成为了IPv4向IPv6演进的重要动力之一。

二、IPv6所使用的路由表较之IPv4的更小。

IPv6的地址分配方式遵循聚类的原则，这就使得路由器能在路由表中用一条路由条目表示一片子网，在最大程度上缩小了路由器中路由表的长度，增加了路由器转发数据包的速度。

三、在流控和组播方面，IPv6进行了加强，且在QOS上IPv6为其提供了良好的平台，较之IPv4，IPv6的扩展性更强一些。

四、在安全性方面，基于IPv6的网络中用户可以对网络层的数据进行加密，且对IP报文进行校验，较之IPv4，IPv6在网络安全上有了很大的增强。

五、IPv6允许扩充。

当有新的技术或应用需要扩