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基于IPSec的NAT-PT过渡机制研究

作　者: 彭维平
导　师: 李子臣
学　校: 河南理工大学
专　业: 计算机应用技术
关键词: IPSec NAT-PT 过渡机制协同工作负载均衡
分类号: TP393.08
类　型: 硕士论文
年　份: 2007年
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内容摘要

理论和实践都证明,在根本上,IPv4网络世界向IPv6网络世界进化具有不可逆转性,但IPv4网络世界向IPv6网络世界演化不可能是一夜之间就可以完成的,将是一个长期的、渐进的过程,因此必须开发出IPv4/IPv6互通技术以保证IPv4能够平稳过渡到IPv6。NAT-PT作为一种协议翻译器技术将在IPv4/IPv6过渡中扮演一个重要的角色。IPSec是在IP包级为IP业务提供保护的安全协议标准,其基本目的是把密码学的安全机制引入IP协议,使用现代密码学方法支持保密和认证服务,使用户有选择的使用,并得到所期望的安全服务。本文对这两个领域作了较为细致的研究,并有机地将两者结合起来。如何建立一种好的基于NAT-PT的双向互通方案并且能够较好的兼容IPSec是本文的研究重点和所要解决的主要问题。具体来说,本文首先介绍了NAT-PT过渡技术和IPSec安全协议的相关知识,分析了NAT-PT技术自身存在的不足,分析了NAT-PT技术和IPSec安全协议间的不兼容性;其次,提出对IKE协商的改进方案,为以后各项方案提供基础条件;然后,提出通过一个全球唯一的注册的IPv4地址建立大量IPv4节点到Ipv6节点或IPv6节点到IPv4节点的会话的方案,实现IPv6节点与IPv4节点双向互通,并详细说明地址转换过程;再次,提出了在NAT-PT过渡环境下IPv6节点与IPv4节点兼容ESP加密认证和AN认证的方案,并说明生成ESP加密包、检验ESP加密包和生成AH认证包、检验AH认证包的过程;最后,提出多个NAT-PT网络设备协同工作的结构模型,给出相关的数据结构,讨论IPv6地址前缀的分配方案,设计负载均衡调度策略。

全文目录

摘要  4-5
Abstract  5-8
1 引言  8-15
  1.1 课题的研究背景及意义  8-10
  1.2 基于IPSec 的NAT-PT 过渡技术的研究现状  10-13
    1.2.1 IPSec 与NAT-PT 兼容性分析  10-12
    1.2.2 IPSec 与NAT-PT 兼容的研究现状  12-13
  1.3 研究的主要内容  13-14
  1.4 本文的组织结构和创新点  14-15
2 相关知识  15-35
  2.1 NAT-PT 技术  15-21
    2.1.1 传统的NAT-PT  16-19
    2.1.2 DNS-ALG 工作机制  19-21
  2.2 IPSec  21-33
    2.2.1 IPSec 体系结构  21-23
    2.2.2 封装安全载荷(ESP)  23-27
    2.2.3 IPSec 验证头(Authentication Header, AH )  27-30
    2.2.4 IKE(Internet 密钥交换)  30-33
  2.3 本章小结  33-35
3 改进的IKE 协商方案  35-43
  3.1 IKE 简介  35
  3.2 IKE 改进思路  35-36
  3.3 IKE 改进方案  36-42
    3.3.1 主模式交换  36-37
    3.3.2 改进的主模式交换  37-41
    3.3.3 端口转换参数生成算法  41
    3.3.4 地址前缀的选择  41-42
  3.4 本章小结  42-43
4 IPV4/IPV6 互通方案  43-55
  4.1 方案描述  44-47
    4.1.1 地址映射表工作原理  44-45
    4.1.2 会话表工作原理  45-46
    4.1.3 端口转换原理  46-47
  4.2 IPv6 访问IPv4  47-51
  4.3 IPv4 访问IPv6  51-54
  4.4 本章小结  54-55
5 IPSEC 兼容优化  55-66
  5.1 NAT-PT 与IPSec 兼容性分析  55-57
  5.2 NAT-PT 环境下兼容ESP  57-62
    5.2.1 在IPv6 节点产生ESP 包  57-60
    5.2.2 在 IPv6 节点验证 ESP 包  60-62
  5.3 NAT-PT 环境下兼容AH  62-65
    5.3.1 在 IPv6 节点产生 AH 包  62-64
    5.3.2 在 IPv6 节点验证 AH 包  64-65
  5.4 本章小结  65-66
6 多NAT-PT 协同工作模型  66-72
  6.1 系统结构模型  66-68
  6.2 相关数据结构  68-69
  6.3 IPv6 地址前缀分配  69-70
  6.4 负载均衡调度策略  70-71
  6.5 本章小结  71-72
7 结论  72-74
  7.1 本文所做的主要工作  72-73
  7.2 进一步的研究工作  73-74
参考文献  74-76
附录  76-81
致谢  81-82
详细摘要  82-84

基于IPSec的NAT-PT过渡机制研究

内容摘要

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