隧道技术在校园网上应用研究报告

1、-PAGE . z.毕 业 论 文设计论文设计题目：6to4隧道技术在校园网上的应用研究系 别： 计算机与信息科学系 专 业： 网络工程 学 号： 2007107708 姓 名： 鹏飞 指导教师： 云峰 讲师 时 间： 2021年6月 河 池 学 院毕 业 论 文设 计 开 题 报 告系别:计算机与信息科学系 专业:网络工程学 号2007107708姓 名鹏飞论文设计题目6to4隧道技术在校园网上的应用研究命题来源eq oac(,)教师命题 学生自主命题 教师课题选题意义：本选题主旨是在于推进6to4隧道技术在校园网上的应用，组建IPv4/IPv6校园网，逐步实现校园网的升级。随着校园网规模的

2、扩大，业务负载的不断增加，保持网络高利用率、防止关键业务受到拥塞影响以及各种网络应用和资源的管理平安性变得越来越重要。因此，在校园网的进一步建立中应该充分考虑如何更好地利用IPv6的技术。当前的校园网主要以IPv4为主，IPv6网络为辅，处于两者共存时代。网络设备主要支持IPv4协议且数量庞大，在短时间将这些设备都改换掉，耗资巨大，而且网络改建造成业务效劳方面的中断也会带来巨大损失，这样，校园网的升级只能采用逐步演进的策略，因此掌握IPv4到IPv6网络的过渡技术尤为重要。在这个时期使用6to4技术是一种很好的选择，可以对现有IPv4网络更好的利用，防止了不必要的浪费，也使广阔师生们不用担忧网

3、络中断问题并逐步适应新技术带来的变化。同时6to4技术本身具有只需要一个全球惟一的IPv4地址便可使得整个站点获得IPv6连接的好处，这样在网络建立过程中就不需大量的IPv6专用路由器设备和专用链路，可以明显地减少投资。研究综述：在IPv6校园网中希望使用隧道技术能够与当前的Internet正常通信，研究者们必须开发出IPv4/IPv6互通技术以保证IPv4能够平稳过渡到IPv6。为了解决由IPv4向IPv6过渡问题和高效无缝互连问题，目前已经提出了多种过渡技术和互连方案。这些技术各有特点，用于解决不同过渡时期、不同环境的通信问题。在校园中较早应用于IPv4到IPv6过渡的隧道技术是手工隧道技

4、术和自动隧道技术。由于手工隧道需要手工建立，给管理者带来了繁重的工作量，进一步产生了隧道代理技术。隧道代理技术解决过度问题也并不完善存在着诸多的缺点，相比拟而言6to4技术就吸引人多了。目前6to4技术的应用最广泛，在IPv4 NAT协议中参加对IPv6 和6to4的支持，是一个很吸引人的过渡方案。隧道技术中6to4工作机制主要包括以下：16to4是一种自动构造隧道的方式，当缺少本地IPv6效劳时，提供连通性的解决方法之一是将IPv6的分组封装到IPv4的分组中(6over4隧道技术)。26to4的工作原理：6to4采用特殊的IPv6地址使在IPv4海洋中的IPv6孤岛能相互连接。此时IPv6

5、的出口路由器与其他的IPv6域建立隧道连接。IPv4隧道的末端可从IPv6域的地址前缀中自动提取，因为站点的IPv4地址包含在IPv6地址前缀中。36to4机制的简单运用：在没有本地IPv6的ISP效劳时，几个IPv4站点需使用IPv6进展交互，因而每一站点都需要确定一个路由来运行双层协议栈(即IPv4和IPv6兼容)和6to4隧道，并确保这个路由有全球围的路由地址(非专用IPv4地址空间)。46to4路由器的发送接收规则：当请求方站点的6to4路由器发送信息包到另一站点(不在一个子网或一个用户网络中)，并且下一个目的地址的前缀包含特殊的6to4 TLA值2002:/16，需使用41类型的IP

6、v4协议将IPv6信息包封装于IPv4信息包，如转换机制RFC所定义的那样。IPv4源地址包含于请求方站点的6to4前缀即6to4路由器的网络外部接口的IPv4地址，它包含于IPv6信息包的6to4前缀)，同时接收方IPv4地址成为下一个IPv6发送包目的地址的6to4前缀。研究的目标和主要容：本课题主要研究6to4隧道技术在校园网上的应用，解决校园网的升级问题。熟悉6to4根本原理，掌握 6to4 核心技术及IPv4向IPv6的过度技术，结合模拟软件来搭建一个虚拟的网络环境，该虚拟网络环境是由新校区IPv6孤岛和老校区IPv4海洋组成，实现新校区IPv6 孤岛与老校区IPv4海洋的互联，使

7、IPv6网络与IPv4网络实现无缝连接。本课题研究的主要容为：1、对6to4隧道技术的相关特性、现状、开展方向进展详细的介绍，分析和研究。2、详细介绍6to4隧道技术的根本原理及主要应用的网络环境以及在IPv4向IPv6过渡时期起到关键的作用。3、IPv4/IPv6隧道技术的根本原理：将IPv6数据报文封装在IPv4数据报中，使用已有的IPv4网络作为载体，从而建立起IPv6之间的通信，此方法能够有效地利用现有的IPv4路由体系来传递IPv6的数据报，不仅实现了IPv4与IPv6的无缝连接，让IPv4平滑地过渡到IPv6。4、根据校园需求的分析、设计拓扑图，利用模拟软件搭建虚拟的IPv4和IP

8、v6共存校园网，配置好相应的网络设备，在虚拟网络中实现IPv4网络和IPv6网络的互联。5、测试IPv4网络与IPv6网络间的互通性，并优化校园网设计。6、根据实验整个过程，总结6to4隧道技术在校园网上的应用。拟采用的研究方法：a查找并阅读相关资料，掌握6to4核心技术,利用校园网的需求分析，对整个校园网建立有初步的架构。b搜寻实验用的技术文档集和研究过程中用到的各种工具软件。C按校园需求的分析、设计拓扑图，利用模拟软件来搭建这样一个IPv4/IPv6校园网。d进展校园网的测试与优化研究。研究工作的进度安排2021年11月24号11月29号和指导教师沟通交流，完成毕业论文选题。2021年12

9、月1号12月18号搜集资料，查阅文献，完成开题报告。2021年12月20号2011年1月1日完成文献综述2021年1月2号1月15号 制作出基于IPv6技术的校园网的需求分析2021年1月16号1月30号 整理相关资料并完成概要和详细设计2021年2月1号3月30号 完成校园网络实验的配置和进展必要性测试2021年4月1号4月15号 后期的调试和测试 2021年4月16号4月30号 总结毕业设计的整个过程，完成毕业设计论文初稿2021年5月1号5月30号 修改毕业论文定稿，打印装订，参加辩论参考文献目录作者、书名或论文题目、或刊号、出版年月日或出版期号1 *宇杰,IPV6深入分析M.：清华大学

10、,2021.22 羽，石林，靖. IPV6技术工程实验指导书M.:电子工,2007.123 罗军舟，黎波涛，明，吴俊，黄健.TCP/协议及网络编程技术 M.:清华大学,20044 亮，郭健. 下一代网络移动IPV6技术M.:机械工业,2005.65 Ciprian Popoviciu(CCIE *499),Eric Levy-Abegnoli,Patrick Grossetete美.部署IPV6网络M.王玲芳，武，志强，挺屹,译.:人民邮电,2007.36 立身,马亚玲. Ipv6在校园网中的应用研究J.现代计算机,2007,267：32-367 于洋.IPv6在校园网的应用研究D.工业大学硕

11、士论文，2021.68 漆昊晟，晖.浅析IPv6网络技术及其开展J.现代通信，2006,43：56-609 王华.从IPv4到IPv6校园网过渡策略研究D.理工大学硕士论文，2006.3指导教师意见该生的选题主要是探讨6to4隧道技术在校园网上的应用研究，技术上比拟新颖，难度适中，也有实用价值，工作量符合要求，同意开题。 签名： 年 月 日教研室主任意见同意指导教师意见，同意开题。 签名： 年 月 日-. z目录 TOC o 1-3 h z u HYPERLINK l _Toc294861502引言 PAGEREF _Toc294861502 h 1HYPERLINK l _Toc294861

12、502摘要 PAGEREF _Toc294861502 h 1HYPERLINK l _Toc294861502关键词 PAGEREF _Toc294861502 h 1HYPERLINK l _Toc2948615031 隧道技术 PAGEREF _Toc294861503 h 1HYPERLINK l _Toc2948615042 6to4隧道概述 PAGEREF _Toc294861504 h 2HYPERLINK l _Toc2948615052.1 6to4隧道地址格式 PAGEREF _Toc294861505 h 2HYPERLINK l _Toc2948615062.2 6to

13、4隧道工作原理 PAGEREF _Toc294861506 h 3HYPERLINK l _Toc2948615072.3 6to4路由器 PAGEREF _Toc294861507 h 4HYPERLINK l _Toc2948615082.4 6to4中继 PAGEREF _Toc294861508 h 5HYPERLINK l _Toc2948615093 6to4隧道机制的通信原理和特点 PAGEREF _Toc294861509 h 5HYPERLINK l _Toc2948615103.1 孤立的6to4站点之间的通信 PAGEREF _Toc294861510 h 5HYPERL

14、INK l _Toc2948615113.2孤立的6to4站点和IPv6主干网部站点的通信 PAGEREF _Toc294861511 h 6HYPERLINK l _Toc2948615123.3 6to4隧道机制的特点 PAGEREF _Toc294861512 h 7HYPERLINK l _Toc2948615134基于校园网的6to4隧道技术的实现与研究 PAGEREF _Toc294861513 h 8HYPERLINK l _Toc2948615144.1 IPv6校园网组网原则 PAGEREF _Toc294861514 h 8HYPERLINK l _Toc294861515

15、4.2 IPv6校园网的构建 PAGEREF _Toc294861515 h 9HYPERLINK l _Toc2948615164.3 6to4隧道配置实验 PAGEREF _Toc294861516 h 9HYPERLINK l _Toc2948615174.4网络测试及结果分析 PAGEREF _Toc294861517 h 11HYPERLINK l _Toc2948615185总结 PAGEREF _Toc294861518 h 12HYPERLINK l _Toc294861519参考文献 PAGEREF _Toc294861519 h 12HYPERLINK l _Toc2948

16、61519Abstract PAGEREF _Toc294861519 h 12HYPERLINK l _Toc294861519Keywords PAGEREF _Toc294861519 h 12HYPERLINK l _Toc294861519致 PAGEREF _Toc294861519 h 13-. z6to4隧道技术在校园网上的应用研究网络工程专业 鹏飞 指导教师 云峰摘要 6to4隧道技术是为了顺利完成IPv4到IPv6的过渡而产生的一种过渡技术。校园网中任何一个6to4站点，只要可以与IPv4网络相连就能将标准的IPv6数据包经过特殊封装后由IPv4网络发送，实现站点间的数据通

17、信，并且不需要对现有的IPv4网络做很多的改动就能实现校园网的升级。关键词 6to4隧道；6to4路由器；校园网引言近年来，随着互联网技术的迅猛开展，基于IPv4协议的网络存在着IPv4地址的匾乏、路由表过度膨胀、平安性不高等诸多问题，不能满足现有网络的需求,网络的升级迫在眉捷,于是IPv6就诞生了 。但是以IPv4协议为根底的网络技术如此成熟与成功，不可能抛开原有IPv4网络来新建一套IPv6网络，所以IPv4向IPv6的升级需要一个相当长的时期。为了解决IPv4网络和IPv6网络高效无缝连接的问题，目前已经提出了多种IPv4到IPv6的过渡技术的解决方案，大体上分为双协议栈技术、隧道技术和

18、网络地址翻译技术。本文介绍了隧道技术中的一种6to4隧道技术。1 隧道技术隧道技术就是将IPv6数据包封装在IPv4数据包中，利用现有的IPv4网络进展传输，从而解决被IPv4网络所隔离开的IPv6网络或者IPv6网络节点之间的通信问题。它的通信过程是当IPv6数据包通过IPv4网络传递时，在隧道的入口处，使用IPv4数据来封装IPv6数据包数据封装过程见图1，将IPv4数据包的源地址设置成隧道的入口IPv4地址，而目的地址设置成隧道出口的IPv4地址，当传送的IPv4数据包到达隧道的出口时，再剥离掉IPv4数据并将IPv6数据包取出转发到目的节点。隧道技术只在隧道的入口和出口处进展处理，其他

19、位置则无须修改，容易实现。隧道技术总体来说分为两种：手工隧道和自动隧道，两者的不同点就在于如何确定隧道终点的IP地址。-. z手工配置隧道是一种端到端的机制，需要对隧道两端的接口指定IPv4地址；而自动隧道不用手动指定隧道终点。自动隧道根据自动寻找隧道终点方式的不同，分为以下几种方式：GRE隧道、IPv6 over IPv4隧道、LSATA P隧道 、6to4隧道等。相对其他隧道来说，6to4隧道的优点在于只需要一个全球惟一的IPv4地址，便可使得整个站点获得IPv6的连接，并且配置简单、ISP的管理工作量少。图1 IPv4封装IPv6数据包2 6to4隧道概述IPv6to IPv4简称6to

20、4隧道技术就是一种自动隧道技术，它通过在源站点和目的站点之间的边界路由器上建立隧道来实现网络的通信。采用6to4隧道机制，只需要一个全球惟一的IPv4地址，便可使整个站点获得IPv6的连接。由于隧道首尾节点的IPv4地址可以从IPv6地址中提取，所以隧道的建立是自动的。2.1 6to4隧道地址格式6to4隧道技术的核心思想是在站点的IPv6地址前缀中蕴含有隧道端点的IPv4地址。其关键是在站点的边界路由器的IPv4地址和站主机的IPv6地址之间建立一种映射关系，直接将边界路由器的IPv4地址作为站主机IPv6地址的前缀的一局部。这种6to4地址格式如图2所示。6to4地址具有如下格式的48前缀

21、：2002:IPv4ADDR:/48,IPv4ADDR是站点边界路由器的IPv4地址。这个嵌在IPv6地址中的IPv4地址可用来查找6to4隧道的其他终点。6to4地址的网络前缀共有64位长，其中前48位由分配给路由器上的IPv4地址决定，用户不能改变，而后来16位是由用户自己定义的。这样，这个边界路由器后面就可以连接一组网络前缀不同的网络。图2 6to4 地址格式示意图各个地址空间段的含义如下：FP：格式前缀，001指明该地址是全局可路由单播地址。TLA：顶级聚合体标识符，IANA把0*002分配给6to4机制，这样十六进制2002:/16成为6to4地址的前缀。IPv4 address：原

22、先保存域(RES) 8位和下级聚合体标识符(NLA ID) 24位合成的域分配给了IPv4地址，并将IPv4地址转换成符合IPv6地址格式的十六进制。SLA ID：站点级聚合标识符保持了RFC2373的地址分配方案。接口 ID：全局可路由IPv6单播地址的最后64位保存为接口标识符。2.2 6to4隧道工作原理6to4隧道定义一种特殊的地址映射关系，即IPv6地址前缀中蕴含了隧道端点的IPv4地址，并要求启用6to4隧道机制的节点必须具有一个全球唯一的IPv4地址。采用该机制，隧道首尾节点的IPv4地址可以从IPv6地址中提取，所以隧道的建立是自动的。但隧道也不是时时建立着的，只有当一个6to

23、4路由器向另一个6to4路由器发送IPv6数据包进展数据通信时，才在这两个6to4路由器之间的建立6to4隧道。此时，源站点的边界路由器是隧道的首节点；目的站点的边界路由器是尾节点。当在孤立的6to4站点间进展通信时，IPv6数据包的源地址和目的地址都具有6to4地址，离开边界路由器时将该数据包封装在IPv4数据包中，并从IPv6数据包的源地址和目的地址中提取隧道首尾节点的IPv4地址，作为IPv4数据包的源地址和目的地址，在IPv4网络中进展传输。如果IPv6数据包的目的地址不是6to4地址，但下一跳是6to4地址，则从下一跳的目的地址中取出IPv4地址做为隧道的目的地址。后者也称为 6to

24、4中继。6to4隧道机制要求隧道首尾节点的两台路由器或主机支持双协议栈和启用6to4机制。如图3所示，两台路由器R1和R2通过6to4隧道相连。全局IPv4地址210.25.18.1转换成IPv6地址后使用前缀2002:d219:1201:/64。对此地址进展子网划分，Tunnel1使用2002:d219:1201:1:/64,连接主机A的E0接口使用2002:d219:1201:2:/64。配置的静态路由将所有其他发往IPv6前缀2002:16的流量定向到6to4隧道的Tunnel接口。图3隧道通信示意图整个6to4隧道的工作原理分析如下：1主机A发出报文图4 报文的源和目的地址如图4，此报

25、文按照路由送到路由器R1。路由器R1收到后，查看路由表，发现路由表中有一条2002:/16的路由表项，此表项指向Tunnel 1接口，于是R1把报文从Tunnel1接口发送出去。在发送出去的时候，要进展隧道的封装。2路由器R1对报文封装因为做了Source S0这条配置，所以封装时源地址就是S0的地址，目的地址从IPv6报文的目的地址2002:d219:8957:2:2中把IPv4的局部d219:8957提取出来，就是210.25.137.87.所以现在报文如图5图5 对报文的封装(3)路由器B对报文解封装路由器R2收到此报文后，进展解封装，看到其中的IPv6报文头。然后根据路由表，将此报文转

26、发到主机B。(4) 主机B对此报文的回复主机B收到报文后，对此进展回复。回复报文送到路由器R2，因为路由器R2也有2002:/16的路由表项，指向Tunnel1接口，于是报文从Tunnel1接口发送出去。2.3 6to4路由器6to4隧道通常在站点的6to4路由器之间建立。6to4路由器是一个双栈路由器，同时支持6to4地址和IPv4地址的路由器，但不能处理标准的IPv6地址。至少具有一个6to4隧道伪接口，在此接口上实现IPv6数据包的封装与解封。通常是连接6to4局域网和IPv4网络的边界路由器,主要负责在6to4主机之间转发6to4寻址通信，以及向IPv6网络上的其他6to4路由器或为6

27、to4中继路由器转发6to4寻址通信。 6to4路由器具有以下功能：1、通过建立隧道能够使6to4站点间建立通信。2、将具有本地6to4站点地址前缀的目的地址的分组在该6to4站点转发。3、通过建立隧道使本地6to4站点与IPv6骨干网进展通信。对离开6to4站点的IPv6数据包进展封装，并从源地址提取IPv4地址作为封装后数据包的源地址，目的地址为隧道尾节点的IPv4地址，然后在IPv4网络中进展传输。4、能够对目的地址为6to4地址的IPv4数据包进展解封装。2.4 6to4中继所谓6to4中继，就是通过6to4隧道转发的IPv6报文的目的地址不是6to4地址，但转发的下一跳是6to4地址

28、，此时该下一跳就称为6to4中继。6to4中继技术主要是解决6to4网络和非6to4网络之间的通信问题，主要由6to4中继路由器来完成。6to4中继路由器是一种高级的6to4边界路由器，能够处理标准的IPv6地址和路由，通常用于连接标准IPv6网络与IPv4网络，本文将它们统称为中继路由器，以便与单纯的IPv6路由器和6to4路由器区别开来。6to4中继路由器位于IPv6主干网上，它负责向其他6to4路由器通告它对主干网各站点的可达性以及向IPv6主干网通告它对其他6to4主机的可达性。与6to4路由器比，中继路由器在路由宣告方面要具有以下功能：1、向IPv6主干网部宣告其对目的地址具有200

29、2:/16前缀的各孤立6to4网络的可达性。2、通过6to4隧道，在路由策略允许的围，向各6to4路由器宣告其对IPv6主干网部各站点的可达性。那些孤立站点的6to4路由器通过参与路由宣告，获得了通往IPv6主干网各站点的路由，其中的下一跳指向位于IPv6主干网边界的相应的6to4中继路由器。3 6to4隧道机制的通信原理和特点在分析了6to4隧道技术的根本原理和特点的根底上，将进一步讨论通过6to4隧道技术在网络中的通信问题。根据源站点和目的站点的性质可以将6to4隧道技术应用的场景分为两种。第一种场景是孤立的6to4站点边界路由器为6to4路由器的IPv6站点)之间的通信。第二种是孤立的6

30、to4站点和IPv6主干网部站点的通信。前者只需要6to4路由器，而后者还要借助于6to4中继路由器进展中继。3.1 孤立的6to4站点之间的通信6to4隧道技术首先解决的问题是，在没有Internet效劳提供商提供互联效劳的情况下，孤立的IPv6站点如何与其他孤立的IPv6站点之间的通信。在IPv6站点的边界路由器上启用了6to4隧道机制，该站点称为6to4站点，边界路由器称为6to4路由器。当2个6to4站点中的2台主机通信时，发送方的数据包先发送到本地站点的边界路由器即6to4路由器，作为隧道首节点。6to4路由器先检查IPv6数据包的目的地址，如果目的地址的前缀具有2002:IPv4_

31、 address:/ 48的非本地站点地址，则隧道首节点自动从IPv6源地址和目的地址中提取出隧道首尾节点的IPv4地址，进展封装，并把提取出来的IPv4地址作为IPv4数据包的源地址和目的地址，然后将数据包进展发送，这样在两个6to4路由器之间建立起隧道。整个6to4站点间的通信过程也就是6to4隧道的工作原理应用，也是对6to4隧道工作原理的最好的诠释。整个通信的过程用图6来说明，当6to4站点A的具有2002:ca71:1201:1:l地址的主机A通过查询DNS获得主机B的6to4地址2002:d30f:0201:2:2，构造IPv6分组发送给本地最近的一个路由器。图6 6to4隧道机制

32、连接两个IPv6站点由于目的地址为非站点A的本地6to4地址，该分组最终会被路由至站点A的6to4路由器Rl。R1查询IPv6路由表，发现目的地址为非本地地址但网络前缀与2002:/16匹配，则将该分组送至6to4封装接口。在那里IPv6数据包被封装进一个IPv4数据包，其源和目的地址分别从IPv6分组的源和目的地址中提出，就是隧道首尾节点Rl和R2的IPv4地址。这样Rl自动建立了一条从Rl到R2的隧道，将封装后的IPv4数据包送入隧道进展传输。当R2收到IPv4分组时，进展拆装取出IPv6数据包，在站点B部继续转发，直至最终目的主机B。3.2孤立的6to4站点和IPv6主干网部站点的通信当

33、孤立的6to4站点和 IPv6主干网部站点通信时，6to4中继路由器就发挥了作用。当6to4站点的主机想与IPv6主干网中本地 IPv6站点的主机通信时，首先，主机构造IPv6数据包，数据包在站点部被路由至6to4路由器。由于接收了6to4中继路由器宣告的IPv6主干网的可达路由，6to4路由器查路由表项，从下一跳中取出中继路由器的6to4地址，并从中提取IPv4地址作为6to4隧道尾节点的地址，然后对IPv6数据包进展封装。数据包到达6to4中继路由器后，进展解封装，将IPv6在IPv6主干网部继续转发，直至最终目的主机。本地IPv6站点的主机向6to4站点的主机发送IPv6分数据包时(数据

34、包的目的地址是6to4地址)，由于6to4中继路由器向IPv6主干支部宣告其对目的网络2002: /16的可达性，该数据包在主干网部最终会被路由至6to4中继路由器，并被送至6to4封装接口。6to4中继路由器从IPv6数据包的目的地址中提取出隧道尾节点6to4路由器的IPv4地址，将IPv6数据包封装后送入隧道进展传输。当6to4路由器收到封装后的IPv4数据包，解封装出IPv6数据包，在站点部继续转发，直至最终目的主机A。图7 6to4站点与IPv6主干网之间的通信整个通信的过程用图7来说明，首先，6to4站点的主机A通过查询DNS获得主机C的本地IPv6地址。其次，主机A构造发往主机C的

35、IPv6数据包，数据包在站点部被路由至6to4路由器Rl。由于Rl接收了中继路由器宣告的IPv6主干网的可达路由，Rl查路由表项，对地址前缀进展匹配，从下一跳(ne*t hop)值得到中继路由器R3的6to4地址，并从中提取出R3的IPv4地址作为6to4隧道尾节点的地址。然后对IPv6数据包进展封装，建立了一条从Rl到R3的隧道。最后，封装后的IPv4数据包在IPv4网络中被路由至中继路由器R3。R3拆封出IPv6数据包，将其在IPv6主干网继续转发，通过纯IPv6路由器R2直至最终目的主机C。主机C向主机A发送IPv6数据包时(分组的目的地址是6to4地址)，由于6to4中继路由器R3向I

36、Pv6主干网部宣告其对目的网络2002: :/16的可达性，该分组在主干网部最终会被路由至中继路由器R3，并被送至6to4封装接口。R3从IPv6数据包的目的地址中提取出隧道尾节点Rl的IPv4地址，建立了一条从R3到Rl的隧道，并将IPv6数据包封装后送入隧道进展传输。当Rl收到封装后的IPv4数据包，解封装出IPv6数据包，在站点部继续转发，直至最终目的主机A。3.3 6to4隧道机制的特点根据6to4隧道通信的原理，我们可以知道它使用围较广泛，可以解决6to4站点之间或6to4站点与IPv6骨干网之间的通信，也可以用于单个IPv6主机之间的通信。只在IPv6的路由表中只增加一条路由表项，

37、不会在IPv4的路由表中引入新的条目，所以ISP(Internet Service Provider)只需要做很少的管理工作。但是6to4隧道机制的通信是基于IPv4网络的路由器的根底上进展的，同时还使用全球唯一的IPv4地址，这样在应用方面受到了不少的限制。首先，边界路由的IPv4地址可能随着时间的推移而改变。由于6to4站点的IPv6前缀基于边界路由器的全球唯一的IPv4单播地址，这个IPv4地址的改变将引起整个6to4站点的重新编址。其次，制止使用私有地址空间/8、172. 16. 0. 0/12和192. 168. 0. 0/16。最后，当6to4路由器被启用时，它必须承受从来至其他6

38、to4路由器转发来的封装数据，无限制的接收会造成网络的阻塞而影响数据的通信。同时6to4隧道是自动建立的，缺乏控制而引发网络平安问题。4基于校园网的6to4隧道技术的实现与研究4.1 IPv6校园网组网原则随着校园网的快速开展，以IPv4为主要协议的校园网络慢慢暴露诸多问题。其中，主要是IPv4有限的地址空间和构造，己经不能满足日益增长的用户需求，校园网的升级迫在眉睫。我们知道IPv4到IPv6的过渡是一个长期的过程，校园网IPv6的开展也也具有这一特性，而且是基于IPv4网络的根底上进展的。所以在校园网IPv6建立过程中，我们应该寻求建立一个可靠的、易管理的、平安和高效的IP网络解决方案而分

39、布实施应用。因此我校在构建IPv4/IPv6校园网时，遵循如下一般性原则:1保护现有IPv4网络资源。要在充分利用原有IPv4网络设备及软件资源的根底上来设计IPv6网络，尽可能节省网络升级带来的软硬件开销，并保证现有IPv4网络能在IPv4/IPv6综合网络中的正常运行。(2)保证IPv4和IPv6主机之间的互通，保障根本效劳的互访性。(3)网络设备必须具备高速处理能力，保证网络的高吞吐能力，系统应有可扩展性的，能够根据实际要求升级。(4)提高组网灵活性，支持网络渐进升级，而在组网过程中应充分发挥IPv6技术的优势。(5)保证网络的可靠性和平安性，保证效劳质量。IPv6网络建立不仅不能破坏原

40、有网络的可靠性和平安性，反而应该进一步加强，使得升级后的网络性能更加可靠，网络数据传输更加平安。(6)简化网络用户的操作，维持网络效劳的稳定性，使网络用户升级更简单。4.2 IPv6校园网的构建我校IPv6校园网的建立处于过渡时期的初级阶段，IPv4网络占据主导地位，IPv6网络则是一些孤岛，因此孤立的IPv6网络之间的相互通信成为校园网建立的重要组成局部。根据网络的需求分析，我校决定采用隧道技术当中的6to4隧道技术来构建校园网。从上文介绍的6to4隧道的特性和原理我们知道，6to4隧道技术能够很好的解决校园网中孤立的IPv6网络之间的通信，只需在网络的边界使用6to4路由器和特定的6to4

41、 地址，利用现有的网络根底设施就能迅速的实现校园的升级，不需要对现有的网络做太多的改造。因此我们可以知道使用6to4隧道技术来构建校园网具有以下的好处： 能够很好的利用现有的网络根底设施，降低网络升级的费用，并且只需做很少的准备工作就能进展网络的升级。使用支持双协议栈的6to4路由器，能够与现有网络正常通信，保障现有网络不受影响。网络的扩展性强，支持网络平滑的升级，这样新的IPv6网络节点可以随时增加到网络中。网络易管理和维护。支持网络管理和监测软件，可以实时远程管理网络设备，分析和排除故障，减少网络运营时的管理和维护负担。如今在缺乏专门IPv6设备和实验网的条件下,利用现有的硬件设施构建IP

42、v6实验网络，模拟IPv6孤岛间的通信，是研究校园网升级的有效途径。解决孤立的IPv6网络之间的通信难题，为校园网过渡积累经历。4.3 6to4隧道配置实验实验环境：思科C7200路由器三台，三台路由器采用以太网接口线互联。路由器IOS操作系统版本要求12.0以上，支持IPv6。两台PC主机操作系统为Windows *P SP2。利用GNS3模拟器来搭建实验网，模拟通信过程。试验环境拓扑构造如图8所示。图8 实验配置拓扑图 如图8所示，Router2、Router3为6to4路由器，分别代表与一个6to4局域网相连接，和代表IPv4网络的路由器Router1相连接，并通过建立隧道Tunnel

43、1来实现6to4局域网之间的通信。各设备的IP地址配置如表1所示，请注意表中IPv4地址和6to4地址的转换关系。表1设备IP地址配置设备接口IPv4地址接口IPv4或6to4地址接口隧道的6to4地址路由器R1路由器R2路由器R3Fa0/0Fa0/0Fa0/0Fa0/1Fa0/1Fa0/12002:d253:8202:1:1/642002:d253:8302:1:1/64Tunnel 1Tunnel 12002:d253:8202:1/1282002:d253:8302:1/128首先对Router1的接口fa0/0、fa0/1,Router2和Rrouter3的接口fa0/1的进展IPv4

44、地址的配置，这样R1、R2、R3之间的IPv4是完全可达的，这相当于IPv4的Internet的状态，是6to4隧道通信的根底。由于6to4隧道只能和6to4站点通信，所以在图5中要给fa0/1口配置6to4地址，让主机能获得6to4地址。下面是在路由器R2上进展6to4地址和隧道的配置，R3的配置与之相似。R2(config-if)*ipv6 unicast-routing 启用全局配置命令 R2(config)*int fa0/1 进入进入快速以太网口0/0R2(config-if)*ipv6 enable为接口自动配置一个IPv6地址R2(config-if)*ipv6 address

45、2002:d253:8202:1:1/64 配置IPv6地址及前缀 R2(config-if)*no shut通过以下步骤在R2建立6to4隧道：1配置R2的隧道R2(config-if)*int tunnel 1 定义隧道1R2(config-if)*no ip address 其上不配IP地址 R2(config-if)*ipv6 address 2002:d253:8202:1/128R2(config-if)*ipv6 unnumbered fa0/1 确定6to4隧道的接口为fa0/1 R2(config-if)*tunnel source fa0/0 隧道源地址为fa0/0 R2(

46、config-if)*tunnel mode ipv6ip 6to4 隧道模式为6to4 2配置R2的静态路由R2(config)*ipv6 route 2002:/16 tunnel 1 完成以上配置后，IPv6网络可以通过6to4隧道通信，在R2上进展测试如下(图9):图9 路由器R2 ping R34.4网络测试及结果分析由于GNS3只能模拟路由器间的通信，不能模拟pc间的通信，所以我们采用了与相之搭配的软件VPCS虚拟 PC 来测试连通性。6to4主机可以自动获取地址，则我们可以知道它们获取的IPv6地址VPCS1代表主机A，VPCS2代表主机B如下：主机A：2002:d253:820

47、2:1:2050:79ff:fe66:6800/64主机B：2002:d253:8302:1:2050:79ff:fe66:6801/64在PC上使用ping命令来测试网络的连通性，结果如下列图所示：图 10主机A ping 主机B IPv6地址的结果图 11 主机B ping 主机A IPv6地址的结果从测试的结果来看，主机A与B之间进展互ping能够完成正常的通信 ,说明 tunnel1与tunnel1两个隧道工作正常,这样基于6to4隧道的IPv6网络已正常工作,实现了IPv6孤岛跨越IPv4海洋与对岸的IPv6主机之间的相互通信。5总结本文对6to4隧道技术的根本原理和核心思想、通信特

48、点作了详细的介绍，并且在Windows环境下通过模拟软件组建了一个基于6to4的IPv6的网络。实验证明网络组建是成功的,真正实现了IPv6孤岛跨越IPv4海洋的通信。利用现有的软硬件组建这样的IPv6实验网是进展6to4隧道相关课题的研究的有效途径,为最终实现IPv4到IPv6的平稳过渡积累经历。参考文献1 *宇杰IPV6深入分析M.：清华大学,2021.22 羽，石林，靖. IPv6技术工程实验指导书M.:电子工,2007.123 罗军舟，黎波涛，明，吴俊，黄健.TCP/协议及网络编程技术 M.:清华大学,20044 亮，郭健. 下一代网络移动IPv6技术M.:机械工业,2005.65 C

49、iprian Popoviciu(CCIE *499),Eric Levy-Abegnoli,Patrick Grossetete美.部署IPV6网络M.王玲芳，武，志强，挺屹,译.:人民邮电,20076 立身,马亚玲. IPv6在校园网中的应用研究J.现代计算机,2007,267：32-367 于洋.IPv6在校园网的应用研究D.工业大学硕士论文，2021.68 漆昊晟，晖.浅析IPv6网络技术及其开展J.现代通信，2006,43：56-609 王华.从IPv4到IPv6校园网过渡策略研究D.理工大学硕士论文，2006.310 珠杰6to4路由域非对称路径解决方案研究D*大学电子信息工程学院

50、，2005.111 郝志宏，兴周，吕科Linu*下基于6to4隧道的IPv6组网方法研究J应用科技，2021，12：23-2612 平使用Cisco路由器模拟测试 IPv6隧道技术J交通大学，2021,10：45-4813 海霞6to4路由域非对称路径解决方案研究J科技，2005,11：17-246to4 Tunnel in Campus Network ApplicationStudent majoring in network engineering JIANG peng-fei Tutor YANH yu-fengAbstractThe 6to4 tunneling of network

51、 was a kind of transitional technology, which produced for the purpose of pleting the transition from IPv4 to IPv6 successfully. Any one of the 6to4 web sites in the campus network, as long as it can be connected with the IPv4 network, the standard IPv6 packet can be transmitted by the IPv4 network

52、after being packaged specially, and then can get the data munication among the web sites and realize the upgrade of campus network without necessary to make too many changes to the e*isting IPv4 network.Keywords6to4 tunnel, 6to4 router,Campus Network致本毕业论文是在导师云峰教师的悉心指导和无私帮助下完成的。他学风严谨、学-. z识渊博以及兢兢业业、

53、一丝不苟的治学态度，给了我深深的影响和启迪。在这次毕业设计之中，他在选题、准备毕业设计和论文辩论方面给了我很多的指导和建议，使我顺利地完成了毕业论文设计的各项工作，在此我谨向导师致以崇高的敬意和由衷的感！河 池 学 院毕业论文设计指导教师评阅表系别：计算机与信息科学系 专业：网络工程学 号2007107708姓 名鹏飞论文设计题目6to4隧道技术在校园网上的应用研究指导教师云峰职称或学位讲师论文设计评分评分工程分值评分参考标准评分总分优良中及格不及格学习与工作态度201816141212分以下选题的价值与意义1098766分以下文献资料检索与运用能力1098766分以下研究水平与设计能力302

54、724211818分以下语言文字表达能力与论文规201816141212分以下成果的价值与创新性1098766分以下指导教师评语是否同意参加辩论指导教师签名： 20 年 月 日-. z河 池 学 院毕业论文设计评阅教师评阅表系别：计算机与信息科学系 专业：网络工程学 号2007107708姓 名鹏飞论文设计题目6to4隧道技术在校园网上的应用研究评阅教师职称或学位论文设计评分评分工程分值评分参考标准评分总分优良中及格不及格选题的价值与意义1513.51213.599分以下文献资料检索与运用能力1098766分以下研究水平与设计能力302724211818分以下语言文字表达能力与论文规30272

55、4211818分以下成果的价值与创新性1513.51213.599分以下评阅教师评语是否同意参加辩论评阅教师签名： 20 年 月 日注：评阅教师至少1人。-. z河 池 学 院毕业论文设计辩论记录系别：计算机与信息科学系 专业：网络工程学 号2007107708姓 名鹏飞论文设计题目6to4隧道技术在校园网上的应用研究辩论情况记录：一、该生对自己研究的6to4隧道技术的根本原理和特点、以及在校园网上的应用和意义、价值进展阐述。二、辩论问：1、6to4隧道和其他隧道相比优点.答：6to4隧道技术就是一种路由器到路由器的自动隧道技术，它通过在源站点和目的站点之间的边界路由器上建立隧道来实现网络的通

56、信。与其他的隧道相比优点：1、与手动隧道技术相比，6to4隧道的优点在于不用手动指定隧道终点，能够自动添加隧道的目的地址；2、与其他的自动隧道相比，6to4隧道的优点在于只需要一个全球惟一的IPv4地址，便可使得整个站点获得IPv6的连接，并且配置简单、ISP的管理工作量少。问：2、6to4隧道如何封装数据包.答：6to4隧道定义一种特殊的地址映射关系，即IPv6地址前缀中蕴含了隧道端点的IPv4地址，这个IPv4地址可以从IPv6地址中提取出。6to4隧道的数据封装是在隧道的入口处进展封装的，由6to4路由器来完成。当IPv6数据包在隧道中进展传输时，要进展隧道的封装，6to4路由器从IPv

57、6数据包的源地址和目的地址中提取隧道首尾节点的IPv4地址，作为封装该数据包的IPv4数据包的源地址和目的地址，然后将这个数据包进展隧道传输。问：3、什么是6to4隧道技术，它的特点是什么.答：6to4隧道技术就是一种路由器到路由器的自动隧道技术，它通过在源站点和目的站点之间的边界路由器上建立隧道来实现网络的通信。它的特点是：16to4隧道采用了一种特殊的6to4地址,这个地址前缀中蕴含了隧道端点的IPv4地址。2隧道的建立是自动的，因为隧道首尾节点的Ipv4地址可以从IPv6地址中取出。3使用一个全球惟一的IPv4地址，便可使得整个站点获得IPv6的连接，并且配置简单、ISP的管理工作量少。记录员签名 年 月 日辩论小组成员签名 年 月 日辩论小组组长签名 年 月 日-. z河 池 学 院毕业论文设计辩论情况评价表系别：计算机与信息科学系 专业：网络工程学 号2007107708姓 名鹏飞论文设计题目6to4隧道技术在校园网上的应用研究答辩小组评分评分工程分值评分参考标准评分总分优良中及格不及格选题的价值与意义1098766分以下文献资料检索与运用能力1098766分以下研究水平与设计能力201816141212分以下语言文字表达能