一种轻量级双协议栈隧道技术的实现与改进.pdf

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华 中 科 技 大 学 硕 士 学 位 论 文
摘 要
随着互联网的快速发展，IPv4地址耗尽的速度超乎当初设计时的设想。目前广
泛使用网络标准为IPv4，由于当初设计该协议时并没有预料到网络发展如此之快，
对IP地址的需求如此之大，导致IPv4地址已于2011年2月3日分配完毕。一方面是可用
的IPv4地址资源有限，另一方面是随着互联网和物联网的发展，将会有越来越多的
东西需要接入互联网，也将意味着需要占用更多的IP地址，因此IPv6的提出是必然的。
然而由于各种因素的影响，IPv6的演进却进展缓慢，因此需要有相关的过渡方案为
升级提供支持。DS-Lite(Dual-Stack Lite，轻量级双协议栈)就是这样一种实现IPv4业
务延续和促进IPv6部署的过渡性方案。
DS-Lite 将目前比较成熟的两种技术——隧道和 NAT 技术结合起来，实现一种
轻量级的过渡方式。4over6 隧道主要负责对 IPv4 报文进行加、解封装，仅仅在要发
送的报文前面加上一个 IPv6 头然后将其通过 IPv6 网络发往另一侧的汇聚点，而隧道
另一端的汇聚点收到这个封装好的报文后对其进行解封装，得到原始的 IPv4 报文。
NAT 主要是对 IPv4 报文进行网络地址转换，一方面可以解决 IPv4 地址匮乏的问题，
增强网络地址的复用性，另外一方面因为对外隐藏了转换前的地址，在一定程度上
起到保护私网网络安全的作用。
通过对比目前已有的一些过渡方案，以及分析隧道技术、NAT 技术，参考相关
文档等，对 DS-Lite 系统进行了一个整体架构的设计，得出具体的设计目标和详细的
实现方案。在系统实现后，对其进行了相关的测试，并针对测试中发现的一些比较
严重的缺陷研究相关的解决方案予以改进。
关键词：轻量级双协议栈 隧道 网络地址转换 过渡方案 改进
I
华 中 科 技 大 学 硕 士 学 位 论 文
Abstract
With the rapid development of the Internet, IPv4 addresses run out much faster than
originally designe