Linux環(huán)境下的IPv4-IPv6翻譯網(wǎng)關研究.pdf

1、當前計算機技術的飛速發(fā)展帶動了人們對網(wǎng)絡通信的巨大需求, IPv4協(xié)議隨之暴露出其很多的缺陷,越來越不能滿足Internet用戶提出的各種服務需求。 IPv6是 IETF 制定的新一代網(wǎng)際協(xié)議，以取代目前地址日漸短缺的 IPv4 協(xié)議。盡管 IPv6 能夠解決地址匱乏的問題，但是從 IPv4 過渡到 IPv6 還需要很長一段時間，在此期間，所有新增的 IPv6 網(wǎng)絡都需要與現(xiàn)存的 IPv4 網(wǎng)絡進行通信，如何實現(xiàn)兩者之間的通信進而達到I

2、Pv4向IPv6平滑過渡的目的，是現(xiàn)今研究的熱點。 由于目前已經(jīng)存在了一些IPv4到IPv6的過渡機制，因此本文首先介紹了幾種常見的過渡機制，并對這幾種機制適用的范圍、優(yōu)勢及缺點進行了分析與比較。引出了本課題所采用的NAT-PT過渡機制。該機制既要執(zhí)行地址翻譯，還要進行協(xié)議翻譯，其中 NAT 對 IPv4 地址和IPv6 地址進行相互翻譯，PT 按照語義等價的原則對 IPv4 報文和 IPv6 報文進行相互翻譯。NAT-PT與相

3、應的ALG 結(jié)合使用(例如 DNS_ALG 和 FTP_ALG 等)，使得 IPv4 和 IPv6 應用程序之間可以通信。使用 NAT-PT 作為過渡機制的一個主要優(yōu)點是：現(xiàn)有主機無需任何改變，因為NAT-PT 的配置都是在 NAT-PT 網(wǎng)關上進行。 由于Linux操作系統(tǒng)具有源代碼開放、支持IPv6、內(nèi)核模塊加載功能等諸多優(yōu)勢，有利于本課題的研究和設計，因此作者在仔細分析學習了NAT-PT 的技術原理和Linux操作系統(tǒng)的相

4、關知識之后，提出了在Linux環(huán)境下NAT-PT翻譯網(wǎng)關的設計研究方案。 本課題著力于對 NAT-PT翻譯網(wǎng)關基本功能的研究和實驗，主要包含了數(shù)據(jù)包捕獲與生成、地址翻譯、協(xié)議翻譯和DNS-ALG四個功能模塊，在研究中，對基于 SIIT 的協(xié)議翻譯算法中的疏漏進行了完善。這四個功能模塊互相調(diào)用，針對不同的數(shù)據(jù)包進行相應的操作：數(shù)據(jù)包捕獲與生成采用Libpcap和Libnet函數(shù)庫進行設計；地址翻譯模塊重點對IPv4地址池結(jié)構(gòu)、IP

5、v4/IPv6映射表及與協(xié)議翻譯模塊的接口進行設計；協(xié)議翻譯模塊主要包括IPv4/IPv6 報文的翻譯、ICMPv4/ICMPv6 報文的翻譯以及對上層協(xié)議報文頭部的修改；DNS-ALG模塊則圍繞著DNS數(shù)據(jù)包的轉(zhuǎn)換進行研究。最后在構(gòu)建的實驗環(huán)境下對這些功能模塊進行了相關測試，并對實驗結(jié)果及原理進行了分析和論證。本課題完成了IPv4與IPv6之間互通的設計與研究，并結(jié)合實驗取得了較滿意的效果，對于IPv4向IPv6的平滑過渡作了有益的嘗