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国际期刊的创新在计算机和通信工程的研究

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IPv6 / IPv4双堆栈转变机制的实现

Niranjan拉维1,Muppidathi @萨拉瓦南2,走Periyasamy3
  1. 电子与通信工程系,PSNACET Dindigul,泰米尔纳德邦,印度
  2. 电子与通信工程系,PSNACET Dindigul,泰米尔纳德邦印度
  3. 电子与通信工程系,PSNACET Dindigul,泰米尔纳德邦,印度
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文摘

疲惫的IPv4地址空间迅速临近,它已成为一个高优先级服务提供者、企业、IP设备制造商,应用程序开发人员,政府开始自己的部署IPv6。从IPv4无缝迁移到IPv6是难以实现的。因此需要几种机制,确保平滑,逐步和独立改变到IPV6。不仅是过渡,IPv6也需要整合到现有的网络。的解决方案(或机制)可以分为三类:双栈、隧道和翻译。双堆栈是首选,最通用的方法部署IPv6在现有IPv4环境。启用IPv6可以启用无论IPv4连同所需相关的特性让IPv6地址,高可用性和安全。在某些情况下,特定的接口或设备上没有启用IPv6,因为存在的遗留应用程序或主机不支持IPv6。相反,可以启用IPv6 IPv4的接口和设备上不再需要的支持。在这个项目中双堆栈过渡机制是实现GNS3(图形化网络模拟器),使用思科路由器。 The operation of this network is viewed with the help of Wireshark (Packet analyzer). The topology combines both, Dual-Stack and tunneling technologies, which can be observed by capturing the packets in the router interfaces.

关键字
Wireshark IPV4, IPv6,双堆栈。

介绍
互联网协议版本4 (IPv4)是当前互联网上使用第三层协议和大多数网络。IPv4历经30多年来,互联网发展不可或缺的一部分。RFC 760中描述最初由RFC 791(1980年1月)和废弃(1981年9月)。在早期,甚至随着万维网的出现在1990年代早期,全世界只有大约1600万互联网用户相比,到2011年超过20亿(参考:互联网世界统计,www.internetworldstats.com)。设备的实际数量急剧增加,当考虑到今天的用户通常有多个上网设备,如智能手机、平板电脑和笔记本电脑。在1970年代末,一个家庭的实验协议开发被称为网络流协议(ST),后来ST2。最初定义在网络工程注意观看< - 119(1979),后来修订在RFC 1190和RFC 1819。圣是一个实验资源预约协议旨在提供服务质量(QoS)等实时多媒体应用的视频和声音。圣由两个协议——圣(网络流协议)和流控制消息协议(SCMP)。网络流协议版本2 (ST-II或ST2)旨在作为一种替代IPv4。他们的想法是,一个多媒体应用程序将使用protocols-IPv4传统数据包的传输和ST-II数据包携带实时数据。虽然从未被认为是IPv5, IP封装时,圣使用IP协议5号(RFC 1700)。 In other words, although it was never implemented, the designation “IP version 5” was already taken. Today’s standard for resource reservation is the transport layer protocol Resource Reservation Protocol (RSVP), which can be used to provide receiver-initiated setup over IPv4. RSVP is described in RFC 2205.

二世。相关工作
在[1]中,无数定义IPv4 / IPv6共存技术,并讨论了各自的特色和优势来帮助我们决定一个给定的技术选择,具有很大的意义。从一般的角度来看,IPv4 / IPv6共处一组技术可以分成三类:双栈- IPv4和IPv6协议的实现网络设备;隧道——IPv6数据包的封装在一个IPv4数据包传输一个IPv4网络,反之亦然;翻译——IP报头、地址、和/或端口等翻译由主机,网关或网络地址转换(NAT)设备。本文论述了应用程序对IPv6协议的支持。最后谈到了一些服务提供商的双重协议策略涉及技术的组合来自多个类别。
互联网经历了几十年的快速发展,为整个网络的基石IPv4也已经非常成熟。然而,由于自身的局限性,它已逐渐暴露出许多缺点,所以IPv6由IETF代替设计IPv4。提出三个主要的过渡技术:双堆栈(双栈),隧道(隧道),地址协议转换(NAT-PT)和实验模型的三个技术,这为未来的IPv6网络设计提供有用的参考。[2]
IPv6过渡互联网社区提出了许多挑战,提出了各种解决方案,包括双栈、隧道和翻译。隧道支持“like-to-like”IP连接在一个“与”网络,而翻译支持“like-to-unlike IP互连。不存在总体战略来解决所有可能的场景。因为隧道可以保持互联网是建立在端到端模型,作者开发了一种tunnel-based骨干框架,解决过渡问题和接入网络不同的隧道机制。[3]
随着因特网的快速发展,IPv4协议不再能满足用户的需求。这主要是由于限制的IPv4地址,路由和安全。相应地,IPv6地址空间大的优势,安全、流动、服务质量等等。所以IPv6协议已成为网络发展的必然趋势。然而IPv4和IPv6协议不兼容的问题,所以解决过渡是必需的。为了实现平滑和逐步过渡,IETF推荐三种过渡机制:双栈、隧道和翻译技术。介绍了这些过渡机制的原则,着重提出了解决光滑IPv6过渡基于隧道和翻译技术。最后,他们实现两种隧道和部署一个新系统过渡。实验结果表明,该方案是可行的。[4]

三世。转换机制
迁移到IPv6需要发生。至少在可预见的未来,IPv4和IPv6将共存,没有最后期限或切换日期从IPv4与IPv6。过渡预计将需要数年时间。因特网工程任务组(IETF)创造了各种协议,工具和机制来帮助网络管理员网络迁移到IPv6。这些技术可以分为三类:
答:双堆栈
一个双堆栈装置完全支持IPv4和IPv6。它可以是一个主机、打印机、服务器、路由器,或任何设备,可以配置为支持两种协议。在IPv4的世界中,这包括IPv4地址,地址解析协议(ARP)和Internet控制消息协议(ICMP) IPv4。一个IPv4路由器支持IPv4静态路由和IPv4路由协议,如加强内部网关路由协议(EIGRP)和开放式最短路径优先版本2 (OSPFv2)。在IPv6领域,支持不仅仅意味着网络头长地址。IPv6支持包括IPv6全球单播和链接地址、ICMPv6操作包括无状态地址自动配置(SLAAC),和重复地址检测(爸爸)。IPv6路由器需要IPv6路由数据包使用静态路由和IPv6路由协议IPv6和OSPFv3 EIGRP等。IPv6路由器发送ICMPv6路由器广告信息和可以执行隧道或翻译服务。与IPv4设备通信时,它像一个IPv4只设备。当与IPv6通信设备,它就像一个站点的设备。Figure.1在步骤1中,双栈主机发送一个DNS查询quad-A (AAAA级)记录为www.example.com。 In Step 2, the DNS server returns a DNS query response containing both the quad-A and A records for www.example.com. Host A uses the quad-A record to begin communications with the www.example.com server. [5]
b .过渡
另一种类型的IPv4-to-IPv6过渡机制是隧道。像其他过渡方法,应考虑隧道临时解决方案,直到本机可以使用IPv6。隧道只不过是将一个IP数据包封装在另一个。隧道是一个IPv4包封装在另一个IPv4包或者,对于这个问题,在另一种网络层协议任何网络层协议。挑战之一将IPv6集成到当前IPv4网络传输IPv6在IPv4只网络数据包的能力。一种方法是使用一个隧道,或者在IPv6,所谓aTunneling是一种技术,允许设备在孤立的IPv6网络数据包发送IPv6 / IPv4网络。[6]隧道有两种类型的协议、传输协议和一名乘客的协议。隧道覆盖。覆盖IPv6隧道封装数据包在IPv4数据包交付整个IPv4的基础设施。
C。翻译
网络地址转换(NAT)是一种常见的方法在IPv4,私人之间常用的翻译(RFC 1918)地址和公共IPv4地址空间。NAT64透明地提供使ipv6与IPv4的访问,只有网络。家庭地址翻译(尾)或简单的翻译,提供使ipv6与ipv4只主机和网络之间的通信。尾执行IP报头和地址翻译这两个网络层协议。[7]和其他过渡方法,翻译并不是一个长期战略,最终目标应该是本地IPv6。然而翻译对隧道提供了两个主要优势:
我。的翻译提供了一种方法逐步和无缝迁移到IPv6。
二世。内容提供者可以透明地到IPv6网络用户提供服务。
NAT64替代NAT-PT,网络地址转换协议转换,作为记录在RFC 6144, IPv4 / IPv6翻译的框架。思科建议不要使用NAT-PT,支持其替代NAT64。NAT-PT已经包括在本章引用和连续性。在撰写本文时,NAT-PT仍然是思科的课程的一部分,虽然它最终会被淘汰。目前,NAT-PT比NAT64思科平台上的更广泛的支持。这很可能会改变。[8]
NAT-PT被认为是IETF弃用,因为紧密耦合的域名系统(DNS)和一般限制在翻译。这些原因是记录在RFC 4966,理由移动网络地址翻译——协议翻译(NAT-PT)历史地位。IETF提出NAT-PT NAT64作为接班人。

第四,实现和结果
网络图。3显示了双堆栈实现拓扑,其中R1和R2是两个双核堆栈路由器。路由器配置R2只有IPv4堆栈。
附近的网络地址也表示各自的网络。隧道技术是必要的,当我们需要连接IPv6域通过IPv4云。6 to4隧穿实现在这个网络实现IPv6网络之间的连接。它是一种点对多点隧道。隧道的目的地IPv4地址确定目的地IPv6地址的数据包。6 to4 IPv6隧道需要关系和隧道IPv4地址前缀或网络地址。IPv6地址是反向工程2002年从隧道IPv4地址使用格式:tunnel-IPv4-address:: / 48。这允许创建一个隧道,隧道多个目的地——一种点对多点。
Wireshark捕获和结果
我们可以看到,ICMP消息包含,IPv4和IPv6字段包。在这些字段内容检查下面的图5和6。
主要内容是指出在IPv4协议类型和源地址和目的地址。IPv4协议字段标题告诉目的地主机的网络层协议这包所属。协议41代表了IPv6的封装数据包在IPv4。[9]
2001年萍完成主机:DB8:0:3:: 2001年/ 64年网络从主机:DB8:0:1:: / 64网络。但是我们可以看到源地址和目的地址被Wireshark ipv4只接口的路由器R1、R3、这是6 to4隧道的两个端点
IPv6字段的分析如下图所示。注意在IPv6的主要内容是它的源地址和目的地址。
IPv6中的源地址和目的地址显示实际的端到端通信主机的地址。

诉的结论
如今,大量的工作和研究对IPv6及其相关问题,还有很长的路要走。IPv4和IPv6必须共存一些年来,和他们共处必须对最终用户透明。如果一个IPv4-to-IPv6转型成功,甚至最终用户不应该注意到它。在许多场景中双重叠加是首选的解决方案。dual-stacked设备同样能够互操作与IPv4设备,IPv6设备和其他dualstacked设备。隧道可以创建有IPv6群岛IPv4海洋分开,这是很正常的在这些早期阶段的过渡到IPv6。
尝试和理解IPv6将在未来扮演的角色,我们有必要开发经验与IPv6技术。通过我们努力创建一个双堆栈使用GNS3允许我们开发的网络专业知识,成为技术主管与IPv6技术在学术环境。它可以增加我们的知识对IPv4与IPv6过渡和迁移。我们也能够发现过渡的IPv6的技术基础和实现机制。也给了我们机会测试和理解IPv6技术之前,任何真正的实现。这个项目可以应用到其他组织设置打算实现IPv6网络互连。

数据乍一看
图1 图2 图3
图1 图2 图3
图1 图2 图3
图4 图5 图6

引用