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1、毕业论文-I-XXXXXXXXXXXXXXXX毕业论文毕业论文IPv6 协议的浅析院院系：系：专业（班级专业（班级）：姓姓名名：学学号：号：指 导 教 师：指 导 教 师：院院号号：完 成 日 期：完 成 日 期：声 明毕业论文-II-目录毕业论文-III-第一章第一章 概概 述述.3 31.1 互联网协议.31.2 互联网协议的发展.41.3 课题研究意义.6第二章第二章 IPV6IPV6 应用现状应用现状.7 7第三章第三章 IPV6IPV6 优缺点分析优缺点分析.9 93.1 IPv6 的优点.93.1.1 足够地址空间.93.1.2 更高的转发速度.93.1.3 方便局域网管理.93.
2、1.4 为 QoS 控制提供更优秀的网络环境.93.1.5 IPv6 协议具有可扩展性.103.2 IPv6 的缺点.103.2.1 设备的兼容性不足.103.2.2 存在更多的安全隐患.10第四章第四章 IPIP V6V6 应用前景应用前景.1212致致谢谢.1313毕业论文1摘要毫无疑问，目前的网络环境和 IPv4、IPv6 过渡和共存很长一段时间。应用环境切换技术适用于不同的网络应用。到目前为止，还没有一种完善的普遍网络应用环境过渡机制。每一种过度的策略和方案都有自己的优点和缺点，其适用于有 Ipv6 的技术广泛应用于校园网络中，对于这种常使用六维空间和校园视频墙，我们提供了一个方便和有
3、效的多媒体服务。在本文中，主要分析 Ipv6 协议存在的优点和缺点，目前国内外对 Ipv6 协议的使用现状以及对 Ipv6 的前景进行描述。关键词：Ipv6 协议；网络；互联网协议；毕业论文2AbstractThere is no doubt that the current network environment and IPv4,IPv6transition and coexistence for a long time.Application environment switchingtechnology for different network applications.So far
4、,there is not a perfect transitionmechanism of universal network application environment.Each kind of excessivestrategies have their own advantages and disadvantages,which is suitable for Ipv6technology is widely used in the campus network,the use of six dimensional spaceand campus video wall,we pro
5、vide a convenient and efficient multimedia services.In this paper,the advantages and disadvantages of Ipv6 protocol are analyzed,andthe current status of Ipv6 protocol and the future of Ipv6 are described.Key words：Ipv6 protocol;network;Internet protocol;毕业论文3IPv6 协议的浅析第一章 概 述1.1 互联网 协议在互联网协议群（Inter
6、net protocol group）的众多的协议中，互联网协议是一个相对比较基本并且比较重要的一个协议。这个协议工作在 OSI 开放系统互连参考模型的第三层，也就是网络层，如图 1-1 所示。主要承担着数据源主机和目的主机之间的数据包的传输工作以及承担着路由寻址。这实际上是在一个单一的设备可以在互联网上的数据帧格式的软件包的协议的互联网协议，只在一个单一的互联网协议数据格式，使不同的设备之间的相互通信链接的协议（互联网协议）协议，提供必要的功能包传输数据包从源数据包到目的地的连接的传输比特数据包（互联网数据包）所提供必要功能的协议。其中并没有在多个协议中添加整体的数据，这种数据是可靠的运行机
7、制，控制机制，分类机制或者是其他的机制，共同的功能的机制。互联网可以尽可能的提供相对应的一些服务，并且支持各个类型和网络的服务质量（在 RFC 791 中会对互联网协议进行解释）1。互联网协议定义了基本的网络协议，在整个互联网上的数据的传输格式，路由的功能，可以选择在网上传输的数据包的错误信息，进行指出，处理以及分组的规则。2。因此，所有的互联网的协议都是基础的协议，在 IP中，互联网的开放性可以得以体现。图 1-1 开放系统的互连参考 模型毕业论文41.2 互联网协议的发展随着世界上第一台被命名为 ENIAC 即埃尼阿克(Electronic NumericalIntegrator And
8、Computer)的电子数字积分计算机的问世，让世界从此走入了数字化的时代。1968 年，美国国防部高级研究计划局（Defense Advanced ResearchProjects Agency）开始创建一种关于互联网的组件，这种组件不仅仅可以用来连接不同的计算机，并且使得他们之间可以互相沟通.这种组件后来被称之为阿帕网（ARPNET），并在 1969 年开始进行投入使用。这种组件的形成,就像是一张网，并且这张网让计算机和计算机之间实现了信息的共享，并且随着连接进来的计算机数量越来越多，网络技术也在不断的升级着，最终逐渐演变成为了现在的因特网（Internet）。互联网是以信息资源的收集和共
9、享资源为目的的网络，基于一些共同的协议和路由器和许多公共的互联网连接而成 1。通过互联网,不同的计算机之间可以通过相同的协议来进行访问,并且可以让使用者获取到他们需要获取的有用的信息.由于需要连接到互联网上的主机的地址来找到他们的身份，而其中唯一的办法就是直接向目标主机进行访问，因此，互联网协议就诞生了。也就是说,互联网协议的产生就是为了能够让源主机可以向目的主机进行访问而创建的一种方式.这个协议最主要的功能，就是规定了连入互联网的设备分配地址（IP）的计划。互联网协议地址，是独一无二的，通过一定的互联网协议地址，源和目的地之间的数据的传送，由数据源主机到达目的主机。因此，我们可以总结出，这个
10、协议具有协议唯一性、独立性、无连接性、无需确认性四大特性。目前，应用最为广泛的互联网协议是该协议的第四版本（IPv4）。该协议能够将网络中传输的帧封装成如图 1-2 所示的 IP 数据报。毕业论文5图 1-2 IPv4 数据报格式IPv4 协议最明显的特点是给每一台联网主机划分了一个唯一的 32 位的 IP地址，这个地址通常以点分十进制的方式表示，如 192.168.253.253。这个 32位的地址地址分为两部分，前一部份代表主机所在的网络地址，后一部份表示主机地址。由于 IPv4 规划的时间较早，随着计算机进入千家万户，以及物联网技术的出现，越来越多的设备需要连入互联网，因此 32 位的
11、IP 地址已经不够分配，造成了 IP 资源的紧缺，虽然采用了子网掩码的方式划分网络地址和主机地址，但是依然无法满足日益增长的互联网终端数量，将会出现地址饱和的情况，这种情况极大的制约了因特网的发展。因此，IPV6 协议走进了人们的视野中。Ipv6 协议是互联网工程任务组（Internet Engineering Task Force）研发的，用于替换目前使用的 IP 协议（Ipv4）的一个下一代新的 IP 协议，其详细到被夸张的标示为可以为世界上的每一个沙子都赋予一个 IP 地址3。这种协议早在一九九二年就已经被提出，并编制了相关的文件说明书。并在一九九三年的下旬开始进行开发，一直到二零零三年
12、才公开了使用了该协议的测试的 6Bone 网络。这个网络一开始是通过”隧道方式”把 IP v6 的网际协议数据报封装在 IPV4协议中来进行传送，由经过了一段时间的标准化研究，才实现了纯 IPv6 的链接。一直到 2009 年为止，在这个网络中,已经有三十多个国家和三百多个相关机构加入到这里面。并且，国际互联网协议把 2012 年 6 月 6 日的这一天,从这一天开始，确定为全球 IPv6 启动的纪念日，IPv6 网站才开始进入到人们的视野中。IPv6 协议在地址分配方案上采用了 128 位的 IP 地址。这个地址一般使用冒分十六进制法来表示一个IP地址，如毕业论文6AA01:BB01:CC0
13、1:DD01:EE01:FF01:0001:1101。并将 IP 数据报划分为报头、扩展报头和上层协议数据三个部分，IPv6 的报头长度固定为 40B，格式如图 1-3所示。图 1-3 IPv6 报头结构为了能够更好的兼容 IPv4，IPv6 分配的地址还支持内嵌 IPv4 地址表示法。；例如像:172.253.253.253 这样的地址，就是一个典型的内嵌 IPv4 地址表示法表示的 IPv6 的地址。它将前 96 位用 0 填充，并采用:代替压缩表示（0 位压缩表示法），就成了上面说的这样一个地址，这种方法有助于用户从 IPv4 向 IPv6 过渡。IPv6 将地址的种类划分为单播地址、组
14、播地址和任播地址.与 IPv4 相比，新增了任播地址。并通过组播方式实现了 IPv4 的广播功能。1.3 课题研究意义综合本文 1.1、1.2 节所述的内容不然看出，IPv6 的出现和替代 IPv4 是必然的。通过调查 IPv6 的应用现状和通过技术分析论证 IPv6 的优缺点，有助于推动 IPv4 向 IPv6 的进化过程，为建设下一代互联网打好根基。毕业论文7第二章 IPV6 应用现状2000 年 开 始，全 球 使 用 人 数 最 多 的 微 软 Windows 操 作 系 统 发 布 了Windows2000 版本，这个版本开始支持 IPv6 协议，而到了 WindowsXP 时代，操
15、作系统才开始进入了 IPV6 完美兼容的时代。当时在 XP 系统上还需要手动安装才能够使用 IPv6 协议。而在后续的 Windows 操作系统版本中，完全支持了IPv6 并对其进行改进和推广。IPv6 才开始逐渐被个人用户使用。2012 年 6 月 6日北京时间 8 点整，全球著名搜索引擎谷歌、雅虎开始宣布永久支持 IPv6，IPv6才真正开始得到了的发展。经过了十多年的研究和发展，IPv6 得到了一次又一次的完善，也不断被推广，但是其整体的使率不同乐观。由于 IPv6 与 IPv4 地址存在较大的异同，这导致了他们相互之间无法兼容。所以整体的发展进程还是较为缓慢，如图 2-1 所示，截至
16、2016 年年初统计，全球 IPv6 渗透率如图 2-1 所示，比利时 IPv6 渗透率为高达百分之三十二，而中国的 IPv6 渗透率低于百分之一。图 2-1 世界 IPv6 渗透率 热力图根据 2016 年谷歌发布数据显示，截至 2015 年 12 月 31 日，谷歌 2015 年度 IPv6访问者约占总访问者百分之四。虽然目前使用者不多，但是自 2012 年谷歌支持IPv6 开始，IPv6 者所占比例每年增长 50 个百分点。即使是 2017 年，登录中国最大的两个域名服务商新网和万网的官方平台并进入域名解析系统，添加域名的 A 记录解析时依然只能添加 IPv4 地址而无法添加 IPv6
17、地址。而要使用 IPv6 地址进行解析则需要使用国外的域名解析平毕业论文8台来完成。IPv6 资源在我国还是相对欠缺的，IPv6 在我国并未得到很快速的发展。由此不难看出尽管国际上许多组织大力的发展和推广 IPv6，但 IPv6 的使用者还是占比较少的一部分，更多的人还是停留在 IPv4，IPv6 并没有像预期一样飞速发展，进入千家万户。而且 IPv6 的发展不均衡，少数国家 IPv6 应用处于较为领先的水平，而大部分国家 IPv6 使用水平还是比较低下。毕业论文9第三章 IPV6 优缺点分析3.1 IPv6 的优点3.1.1 足够地址空间相比于 IPv4，IPv6 的地址有 128 位，地址
18、空间增加了 298 倍，即 IPv6所能分配的地址比 IPv4 增加了 79228162514264337593543950336 倍。这么巨大的地址空间能够保证未来很长一段时间互联网的每一台主机都能够获取到自己唯一的 IP 地址。这一特点在物联网高速发展的今天是十分突出的，这能保证大量的传感器和其他设备拥有连入互联网的能力。3.1.2 更高的转发速度从本文 1.2 章节的论述可知，IPv6 简化了 IP 数据报的头部格式，仅保留 8个字段，使得网络设备解析报文的速度更快。IPv6 才用更加灵活的报文头部格式，将原来 IPv4 的可变长度的附加字段替换成固定的扩展头部。一大部分网络设备如路由器
19、、交换机等在处理 IPv6报文时并不需要去解析和处理这些记录在扩展头部的信息，而直接进行报文固定字段的解析和报文转发。IPv6 地址分配遵循聚类原则，也就是说网络路由设备的路由表中每一条记录都能表示一大片的子网。这一设计能够大幅度缩短路由表的长度，提高数据包在路由设备上转发的速度。3.1.3 方便局域网管理IPv6 中对于地址分配采用了 Auto Configuration 支持，相比于 IPv4 的动态地址分配，具有明显的优势，它是对动态地址分配的扩展和补充，使得局域网中的设备能够自动快速的取得其 IP 地址。如果局域网中需要采取更严格的 IP 控制策略，亦可采用 IPv6 所包含的DHCP
20、v6，相比于旧版的的 DHCP，它采用多播的方式发送 IP 地址和其他相关信息（如 DNS 等），并能为一个连入网络的设备分配多个 IP 地址。3.1.4 为 QoS 控制提供更优秀的网络环境毕业论文10QoS（服务质量）是网络运用中的一系列的基本技术，可以利用特定的网络的通信能力，来提供更好的服务，是网络的一种安全机制，是用来解决网络延迟和阻塞等一系列问题的技术。4IPv6 中增加了对 Multicast 和流的支持，因此，多媒体文件能够更高效和便捷的在网络中传输，这能为 QoS 控制提供一个更加优秀的网络环境和平台，有利于网络资源多元化的发展。3.1.5 IPv6 协议具有可扩展性IPv6
21、 允许其他协议进行扩充，并支持加入一些新的选项来扩展其功能，因此，IPv6 具有较高的可扩展性，能够支持新的互联网技术的。这一点十分有利于互联网的发展，因此 IPv6 也被确定为“下一代互联网”的核心协议。3.2 IPv6 的缺点3.2.1 设备的兼容性不足由于 IPv6 相对于目前现行的 IPv4 的改进较大，很多目前才用的网络设备如路由器交换机等并没有很好的支持，特别是大型企业中采用的企业级交换机、路由器具有造价昂贵、使用寿命长的特点，且目前 IPv4 完全能够满足他们的需求，因此要求企业更换一套兼容 IPv6 的设备至少在近几年内是完全不可能的。就我国而言，根据相关统计，我国目前在用的胡
22、聊网交换设备（路由器、交换机）和网关设备、IP 设备总价值远超 150 亿人民币，要让企业一次性替换所有的网络设备这是不可能的，只能采取逐渐替代的方式缓慢的更新这些设备。相比于我国优恩艾斯通播网技术(北京)有限公司研发的超级 IP 技术，采用 X*32位的方式进行 IPv4 地址升级（其中 X 为正整数），就能够完全满足未来的很长一段时间内 IP 地址的需求，并能过实现百分之百的设备兼容。3.2.2 设备具有较多的安全问题本文第一章节提到了为了更好地兼容 IPv4，促进用户从 IPv4 向 IPv6 过渡，目前许多 IPv6 都是采用双隧道和双栈方式来实现的。就隧道特点来说，他只是对传入的数据
23、包进行简单的解封和根据使用的协议再次封装，并没有严格的检查 IPv4 和 IP v6 的地址是否匹配。因此，很容易采用这种方式来伪造 IP 地址欺毕业论文11骗防火墙等网络防护设备，从而实现攻击。由于 IP v6 的报文头部新增了扩展报头，而且这些扩展报头并没有完全固定的，而是由多种扩展格式，因此，入侵者能够利用自己伪造不符合 IPv6 的扩展报头来对目标设备进行攻击。入侵者还能够采用 IPv6 中所包含的 NDP 实现对数据包的重定向，从而对数据包进行拦截和窃听、伪造。此外，由于 IPv6 中对于地址分配采用了 Auto Configuration 支持，使攻击者的设备能够轻易地连入局域网中
24、，这将大大的方便了攻击的开展。毕业论文12第四章 IP V6 应用前景由于 IP v6 存在如本文 3.2 章节所述的缺点，因此，目前互联网的参与者并没有完全过渡到 IP v6。但是，由于互联网的快速发展，IP v4 协议所采用的 32位 IP 地址分配方案中所有地址资源即将被耗尽，IPv6 所采用的 128 位地址具有显著的优势，因此由 IPv4 向 IPv6 发展是一种必然的趋势，其应用前景十分广阔目前，世界各国各类有关组织机构和企业正在抓紧对 IPv6 进行研究和支持，目前，IPv6 所存在的这些缺点和问题正在逐渐被改进，因此，在不久的将来，IPv6 将会全面运用于互联网中，取代 IPv
25、4，但这将是一段较为漫长的时间，目前 IPv4 和 IPv6 共存的局面还会持续很长一段时间。在本次论文中,通过对 IPv6协议进行简单的概述,知道了 IPv6产生的必要性,和研发为互联网使用者带来的便利性.同时也根据 IPv4 协议和 IPv6 协议之间的对比,很好的体现了IPv6协议的优点,尽管现在运用的 IPv6协议还存在不少的问题,但是已经很好的解决了IPv4协议之前一直存在的不便.在本次的论文中.通过国内外对 IPv6 协议的使用状况,也进一步的说明了我国在互联网这一块的使用上还存在明显的不完善.相比较外国的使用和研究,我国在这一个领域还需要进一步的努力,进一步的发展和创新.毕业论文
26、13致谢在这次毕业设计开始慢慢的靠近结束了，在这次的 IPV6 协议的浅析的论文中，我学到了很多，不仅能够真正的利用自己所学到东西对互联网协议做出分析判断，并且在本次论文的研究中，老师对我的细心教导让我尤为感动。作为文科专业知识掌握不是很牢固的我，在对系统的研究上缺少相应的经验。很多章节和数据的建立没办法独立完成，老师们却不断的支持我，鼓励我，让我在不断的困难中迎头向前。为我讲解分析问题和解决问题的方法。并不断的用自己的开发经验，让我学会用开发的思想我、去解决客服问题。在这里，我要特别的感谢我的指导老师。本次的毕业设计也脱离不开同学们的建议，由于在论文的框架设计中，对整体研究内容的设计比较粗糙
27、。论文论据也经常有缺角。在同学们的建议下，我慢慢的找到了改进的方法并投入到我的毕业设计中。很感谢我的母校为我提供了一个良好的学习环境，让我能够在这样的环境中不断的鞭策自己，努力学习，感谢我的舍友和朋友们，耐心的帮助我。毕业论文14参 考 文 献1崔胜鹏.基于 DS-Lite 的 IPv6 过渡技术的设计与实现 D.西安西安电子科技大学,2013.2邢 宁.基 于 隧 道 技 术 的 IPv6 承 载 网 过渡 方 案 分 析 与 测测试。D.北 京 邮 电 大学,2010.3仝亚鹏，李振强，魏 冰，IPv6 过渡技术分析，研究与开发，2010 年 11 月4谢希仁，计算机网络（第五版），电子工
28、业出版社，2008 年 1 月5（美）李清.IPv6 详解，卷 2：高级协议实现M.人民邮电出版社:（日）岛庆一,2009.69-776杨云江，高鸿峰，IPv6 技术与应用，清华大学出版社，2010 年 2 月7 王振中，关媛，陆建德，陆佰林，基于 NSZ 仿真平台的 Adhoc 新路由协议的模拟J,计算机仿真，2007.048 贾素梅，王洁丽，薛芳.IPv6 的优势与制约其应用的主要因素J.大众科技，2008 年 04 期.9（美）李清.IPv6 详解，卷 2：高级协议实现M.人民邮电出版社:（日）岛庆一,2009.7-2710 李国强，武穆清，基于 OPNET 多径路由协议的建模与仿真J,数字通信世界，2008.0411 董玉格等.网络攻击与防护-网络安全与实用防护技术.北京：人民邮电出版社,2002.8