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Linux环境下的IPv4/IPv6翻译网关研究
作 者: 蔡宇
导 师: 傅鹤岗
学 校: 重庆大学
专 业: 计算机软件与理论
关键词: IPv6 IPv4 过渡机制 NAT-PT DNS-ALG 协议翻译 SIIT
分类号: TP393.04
类 型: 硕士论文
年 份: 2006年
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内容摘要
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当前计算机技术的飞速发展带动了人们对网络通信的巨大需求, IPv4协议随之暴露出其很多的缺陷,越来越不能满足Internet用户提出的各种服务需求。IPv6是IETF制定的新一代网际协议,以取代目前地址日渐短缺的IPv4协议。尽管IPv6能够解决地址匮乏的问题,但是从IPv4过渡到IPv6还需要很长一段时间,在此期间,所有新增的IPv6网络都需要与现存的IPv4网络进行通信,如何实现两者之间的通信进而达到IPv4向IPv6平滑过渡的目的,是现今研究的热点。由于目前已经存在了一些IPv4到IPv6的过渡机制,因此本文首先介绍了几种常见的过渡机制,并对这几种机制适用的范围、优势及缺点进行了分析与比较。引出了本课题所采用的NAT-PT过渡机制。该机制既要执行地址翻译,还要进行协议翻译,其中NAT对IPv4地址和IPv6地址进行相互翻译,PT按照语义等价的原则对IPv4报文和IPv6报文进行相互翻译。NAT-PT与相应的ALG结合使用(例如DNS_ALG和FTP_ALG等),使得IPv4和IPv6应用程序之间可以通信。使用NAT-PT作为过渡机制的一个主要优点是:现有主机无需任何改变,因为NAT-PT的配置都是在NAT-PT网关上进行。由于Linux操作系统具有源代码开放、支持IPv6、内核模块加载功能等诸多优势,有利于本课题的研究和设计,因此作者在仔细分析学习了NAT-PT的技术原理和Linux操作系统的相关知识之后,提出了在Linux环境下NAT-PT翻译网关的设计研究方案。本课题着力于对NAT-PT翻译网关基本功能的研究和实验,主要包含了数据包捕获与生成、地址翻译、协议翻译和DNS-ALG四个功能模块,在研究中,对基于SIIT的协议翻译算法中的疏漏进行了完善。这四个功能模块互相调用,针对不同的数据包进行相应的操作:数据包捕获与生成采用Libpcap和Libnet函数库进行设计;地址翻译模块重点对IPv4地址池结构、IPv4/IPv6映射表及与协议翻译模块的接口进行设计;协议翻译模块主要包括IPv4/IPv6报文的翻译、ICMPv4/ICMPv6报文的翻译以及对上层协议报文头部的修改;DNS-ALG模块则围绕着DNS数据包的转换进行研究。最后在构建的实验环境下对这些功能模块进行了相关测试,并对实验结果及原理进行了分析和论证。本课题完成了IPv4与IPv6之间互通的设计与研究,并结合实验取得了较满意的效果,对于IPv4向IPv6的平滑过渡作了有益的尝试。
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中图分类: > 工业技术 > 自动化技术、计算机技术 > 计算技术、计算机技术 > 计算机的应用 > 计算机网络 > 一般性问题 > 通信规程、通信协议
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