基于GNS3实现IPv6过渡(2)

指导教师评语 该同学通过本次毕业设计，基本完成了“基于GNS3实现IPv4到IPv6过渡”的实验。具体过程中，体现了该生具有一定的分析问题解决问题的能力。 该文选题符合符合专业培养目标，能够达到综合训练的目标。论文思路比较清晰，方法比较恰当，是一篇合格的论文。 该生态度端正，学习认真，时间安排合理，同意其参加答辩，建议成绩为“良”。 指导教师： 年月日 答辩简要情况及评语 答辩小组组长： 年月日 答辩委员会意见 答辩委员会主任： 年月日

目录

摘要 ........................................................................................................................................... 1 Abstrct ..................................................................................................................................... 2 第一章绪论 ............................................................................................................................. 3

1.1

问题概述 ................................................................................................................... 3 1.1.1 1.1.2 1.1.3 1.2

1.2.1 1.2.2 1.3 2.1 2.2

问题来源 ........................................................................................................ 3 目的与意义 .................................................................................................... 3 国际国内研究状况 ........................................................................................ 3 主要解决问题 ................................................................................................ 4 思路与方法 .................................................................................................... 4

研究问题剖析 ........................................................................................................... 4

说明书结构 ............................................................................................................... 4 IPv6地址特点 .......................................................................................................... 5 IPv6编址 .................................................................................................................. 5 2.2.1 2.2.2 2.2.3

IPv6包头 ........................................................................................................ 5 IPv6地址表示 ................................................................................................ 6 IPv6中的协议 ................................................................................................ 6

第二章 IPv6介绍................................................................................................................. 5

2.3 2.4

静态IPv6路由 ......................................................................................................... 7 IPv6内部网关协议 .................................................................................................. 7 2.4.1 2.4.2

下一代路由信息协议（RIPng） .................................................................. 7 OSPFv3 ........................................................................................................... 8

第三章 IPv6过渡技术 ....................................................................................................... 9

3.1 3.2 3.3

概述 ........................................................................................................................... 9 IPv6/IPv4 双协议栈 ................................................................................................ 9 隧道技术 ................................................................................................................. 10 3.3.1 3.3.2 3.3.3 3.3.4 3.3.5 3.4

IPv6手工配置隧道 ...................................................................................... 10 6to4自动隧道 .............................................................................................. 11 ISATAP隧道 ................................................................................................ 12 IPv6 over IPv4 GRE隧道 ............................................................................ 13 6PE ............................................................................................................... 13

IPv6与IPv4互通技术........................................................................................... 14

I

3.4.1 3.4.2 4.1 4.2 4.3 4.4 4.5

NAT-PT ......................................................................................................... 14 NAT64与DNS64 ........................................................................................ 16

第四章项目环境及方案设计 .......................................................................................... 18

GNS3模拟器 .......................................................................................................... 18 Cisco路由器........................................................................................................... 21 可行性分析 ............................................................................................................. 21 IPv6过渡问题 ........................................................................................................ 21 解决方案 ................................................................................................................. 22 4.5.1 4.5.2 4.5.3 5.1 5.2

隧道技术选择 .............................................................................................. 22 转换技术选择 .............................................................................................. 22 一种新的组合转换技术 .............................................................................. 23

第五章详细设计 ................................................................................................................. 25

实验环境搭建 ......................................................................................................... 25 流量分析 ................................................................................................................. 26 5.2.1 5.2.2 5.3

5.3.1 5.3.2 5.3.3 5.3.4 6.1

6to4流量 ...................................................................................................... 26 IPv6主机与IPv4主机互通 ........................................................................ 27 ―伪NAT64‖兼6to4中继网关配置 ............................................................. 28 公共6to4中继配置 ..................................................................................... 30 NAT64网关兼6to4中继配置 .................................................................... 31 DNS64配置 ................................................................................................. 34

配置网络 ................................................................................................................. 28

第六章测试 ........................................................................................................................... 36

网络层测试 ............................................................................................................. 36 6.1.1 6.1.2 6.2

6.2.1 6.2.2 6.2.3 6.2.4 6.2.5 6.3 6.4

6to4隧道测试 .............................................................................................. 36 翻译网关测试 .............................................................................................. 36 DNS测试 ..................................................................................................... 37 FTP测试 ...................................................................................................... 38 SSH(SFTP)测试 ........................................................................................... 39 HTTP测试 ................................................................................................... 39 HTTPS测试 ................................................................................................. 40

传输层及应用层测试 ............................................................................................. 37

传输性能测试 ......................................................................................................... 41 NAT64与“伪NAT64”对比 ............................................................................... 41

方案评价 ............................................................................................................................... 44

II

总结与展望 ........................................................................................................................... 45 致谢 ......................................................................................................................................... 46 参考文献 ............................................................................................................................... 47 附录1：BIND9 ................................................................................................................... 48 附录2：Ecdysis .................................................................................................................. 51 附录3：TAYGA ................................................................................................................. 53

III

基于GNS3实现IPv4向IPv6过渡

摘要：目前IPv4地址已经全部分配完毕，对于新增的IP地址需求已经不能满足。急需用另一

个替代办法解决地址短缺问题。多年前，考虑到此问题，IPv6就已经应运而生。 IPv6采用128位地址长度，几乎可以不受限制地提供地址，暂时解决了地址短缺问题，并且考虑了在IPv4中解决不好的其他问题，主要有端到端IP连接、服务质量（Qos）、安全性、多播、移动性、即插即用等，因此受到越来越多的关注。目前国际和国内都建立了众多的IPv6实验网，IPv6将成为未来的第三层协议已经成为人们的共识。

但现在部署IPv6网络时，首先面对的就是如何实现IPv6网络与IPv4网络的兼容，流量的互通。虽然有多种IETF推荐的方案，但各种方案使用范围不同，而且有些方案因存在严重弊端而不再适用。加之许多现有设备不支持最新过渡方案或者是设备升级开销较大，使得部署IPv6网络非常困难。

本设计在GNS3模拟器上搭建了一个模拟网络环境，部署了几个IPv6网络和一个Internet。设计混合使用了6to4隧道技术、NAT-PT和最新的NAT64技术，实现了IPv6网络跨IPv4 Internet互联，IPv6网络和IPv4网络互通，并实现了部分应用层服务，如HTTP、FTP等。通过此设计，希望能够对想部署IPv6网络但没有运营商提供过渡解决方案的企业提供一个参考。

关键词：IPv6过渡、6to4、NAT-PT、NAT64

1