基于IPV4和IPv6的双协议栈网络设计与实施
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基于双栈协议的IPV4向IPV6过渡方案设计与实现(精)
基于双栈协议的IPV4向IPV6过渡方案设计与实现摘要随着Internet网络在全球范围内的迅速扩大，应用日益增加，IP地址即将耗尽的矛盾更加突出，同时为解决IPv4的设计缺陷，国际互联网工程任务组开发了新一代Internet协议-IPv6，但由于IPv4与IPv6之间存在着很大的差异，同时存在众多基于IPv4协议的网络及应用，因此，要用新的IPv6代替旧的IPv4必然存在一个过渡时期。
针对上述问题我们研究了一种过渡机制，并针对该过渡机制设计实现了浏览器模式的IPv4客户机对IPv6服务器的访问。
关键词 IPv4 IPv6 过渡机制双协议栈代理服务 Java前言如今，Internet在全球范围内的普及应用超过了历史上的任何一项新技术所产生的影响和带来的变化，实践证明，IPv4不仅是健壮的、而且是易于实现的，并具有很好的互操作性。
这些都充分肯定了IPv4协议（IPv4 protocol）初始设计的正确性。
但是随着Internet迅速发展，接入Internet 的网络设备和运行在其上的应用程序急剧增加，由此带来了IP地址的迅速耗尽与路由表膨胀等问题，对IP地址范围的扩大也迫在眉睫。
针对IP地址的问题，IETF（Internet 工程任务组）提出了新一代网际互联协议——IPv6协议（IPv6 protocol），它不但解决了IPv4的地址问题，并且改善了IP协议的性能[1,2]。
而在现阶段中，由于Internet完全是建立在IPv4的体系结构上，所有的应用程序也是按照IPv4格式书写的。
因此如何由IPv4向IPv6过渡以及由此而产生的过渡机制成为了一个新的研究热点。
针对IPv4向IPv6的过渡，我们研究了用双协议栈来过渡的方式，遵循IPv4中的代理服务机制，尝试实现了用Firefox为浏览器通过双协议栈的代理服务器访问基于IPv6的网页。
1 IPv4向IPv6的过渡1.1 过渡的必然性随着Internet应用范围的扩大，发现IPv4有着很多不可克服的问题，必须通过新的协议来最终替代。
基于IPV4和IPv6的双协议栈网络设计与实施
基于IPV4和IPv6的双协议栈网络设计与实施——毕业论文系部：学生姓名：专业班级：学号：指导教师：年月日【摘要】在当前IPv4网络和IPv6网络共存的环境下，如何解决两代IP标准的网络互通互联问题是进行网络建设的一个重要课题。
本课题以某高校现有网络环境为背景，探讨在原有IPv4网络上搭建IPv6网络的技术，并选择6to4隧道技术、双栈技术、NAT-PT技术作为实现该目的的过渡技术，完成基于IPv4和IPv6双协议栈网络的设计和实施。
目录一、引言 (1)（一）网络应用现状概述 (1)（二）IPv6协议的优点 (1)（三）基于IPv4协议网络和基于IPv6协议网络的共存 (2)（四）IPv4向IPv6过渡的基本原则 (2)二、基于IPv4协议和IPv6协议的双栈局域网设计 (3)（一）需求分析 (3)（二）双栈局域网设计 (3)1、设计拓扑 (3)2、功能和使用描述 (3)三、基于IPv4协议和IPv6协议的双栈局域网实施 (4)（一）实施关键点分析 (4)（二）IPv4协议网络到IPv6协议网络过渡技术 (4)1、双协议栈技术 (4)2、IPv4/IPv6协议翻译技术 (5)3、隧道技术 (6)（三）实施技术选择 (8)（四）技术实施配置 (8)1、6to4隧道配置 (8)2、NAT—PT技术配置 (10)3、IPv6 DHCP配置 (11)四、小结 (11)五、致谢 (13)六、参考文献 (14)一、引言（一）网络应用现状概述当前，各类网络应用飞速发展，网络服务商、终端用户激增，这就要求网络具有更大的容量。
现存的网络多数为基于IPv4协议的TCP/IP网络，具有一定的局限性和先天的缺陷。
主要表现为：·有限的地址空间：IPv4中地址长度为32，即有2^32-1个地址。
·IPv4数据包的性能不足：尽管IP表现得不错,但是，IPv4在最大传输单元、最大包长度、IP头的设计以及校验和的使用等方面都有待提高。
H3C IPv6和IPv4双栈实验
IPv6和IPv4双栈实验一、实验目的掌握H3C路由器上配置IPv6的方法。
了解网络上同时运行IPv6和IPv4双栈的过程。
二、实验环境H3C MSR2020路由器2台，PC机2台。
三、实验组网图四、配置步骤1、配置IPV6及缺省路由（1）配置RT1路由器基本接口和IPv6缺省路由协议：<H3C>system-view[H3C]sysname RT1# 全局使能IPv6。
[RT1]ipv6[RT1]int e0/0# 配置E0/0的IPv6地址。
[RT1-Ethernet0/0]ipv6 addr 2::1 64# 在接口E0/0上使能路由器宣告功能，使得主机可以自动获取Ipv6的地址。
[RT1-Ethernet0/0]undo ipv6 nd ra halt[RT1-Ethernet0/0]quit[RT1]int e0/1# 配置E0/1的IPv6地址。
[RT1-Ethernet0/1]ipv6 addr 1::1 64[RT1-Ethernet0/1]quit# 配置RT1的IPv6缺省路由。
[RT1]ipv6 route-static :: 0 1::2# 显示RT1的IPv6路由表。
[RT1]dis ipv6 routing-tableRouting Table :Destinations : 7 Routes : 7Destination: ::/0 Protocol : StaticNextHop : 1::2 Preference: 60Interface : Eth0/1 Cost : 0Destination: ::1/128 Protocol : DirectNextHop : ::1 Preference: 0Interface : InLoop0 Cost : 0Destination: 1::/64 Protocol : DirectNextHop : 1::1 Preference: 0Interface : Eth0/1 Cost : 0Destination: 1::1/128 Protocol : DirectNextHop : ::1 Preference: 0Interface : InLoop0 Cost : 0Destination: 2::/64 Protocol : DirectNextHop : 2::1 Preference: 0Interface : Eth0/0 Cost : 0Destination: 2::1/128 Protocol : DirectNextHop : ::1 Preference: 0Interface : InLoop0 Cost : 0Destination: FE80::/10 Protocol : DirectNextHop : :: Preference: 0Interface : NULL0 Cost : 0 （2）配置RT2路由器基本接口和IPv6缺省路由协议：<H3C>system-view[H3C]sysname RT2# 全局使能IPv6。
基于双协议栈实现IPv4到IPv6过渡的设计
基于双协议栈实现IPv4到IPv6过渡的设计毕业论文（设计）开题报告系别:计算机与信息科学系专业:网络工程（1）基本原理：主机同时运行IPv4和IPv6两套协议栈，同时支持两套协议。
这是使IPv6节点保持与纯IPv4节点兼容最直接的方式，针对的对象是通信端节点（包括主机、路由器）。
支持双协议栈的ipv6节点与ipv6节点互通时使用ipv6协议栈，与ipv4节点互通时借助于4over6使用ipv4协议栈。
（2）IPv4/IPv6双协议栈结构：这是在同一个节点启用两种协议的协议栈结构，尽管两者都基于相同的物理平台，但由于IPv6和IPv4是不兼容的两种网络层协议, 而加载于其上的传输层协议TCP和UDP也有所不同，故形成了双协议栈结构，如下图1所示：图1 双协议栈结构（3）双栈方式的工作机制：链路层解析出接收到的数据包的数据段，拆开并检查包头。
如果IPv4/IPv6 包头中的第一个字段，即IP包的版本号是4，该包就由IPv4的协议栈来处理；如果版本号是6，则由IPv6的协议栈处理。
研究工作的进度安排2010年12月01日－12月10日与指导老师沟通交流，完成毕业论文选题2010年12月15日－12月18日搜集资料，查阅文献，完成开题报告并完成文献综述2011年01月10日—01月15日设计虚拟网络环境2011年01月16日—02月10日搭建该网络环境并记录详细的实验过程2011年02月12日—02月15日对实验进行调试和测试2011年02月16日—02月27日整理相关实验资料并完成概要2011年03月01日—03月06日根据整理出来的资料，完成毕业设计论文初稿2011年03月10日—03月15日修改毕业论文定稿，打印装订，准备参加答辩目录摘要 (1)关键词 (1)引言 (1)1 IPv4过渡到IPv6的必然性 (2)1.1 报文格式对比 (2)1.2功能的差异 (2)2 过渡遵循的基本原则 (3)3 双协议栈工作原理 (3)3.1 原理 (4)3.2 工作方式约定 (4)3.3 双协议栈的模型 (5)4 网络环境模拟 (6)4.1 网络环境模拟软件 (6)4.1.1 GNS3 (6)4.1.2 VMware Workstation (6)4.2 过渡方案设计 (6)4.2.1 试验环境 (7)4.2.2 网络配置 (7)4.2.3 模拟测试结果 (9)5 总结 (10)参考文献 (10)Abstract (10)Key words (11)致谢 (11)基于双协议栈实现IPv4到IPv6过渡的设计网络工程专业指导教师[摘要] 如今，由于Internet的规模的不断地增大，庞大的网络设备需要更多的IPv4地址资源，然而目前的IPv4地址已无法满足Internet的高速地发展，再者就是物联网的逐步由实验室走到现实生活，无疑让本来就稀缺的IPv4地址资源更显不足。
如何实现IPv4和IPv6共存？试试双栈和隧道技术
如何实现IPv4和IPv6共存？试试双栈和隧道技术如今，随着IPv4地址即将用尽，IP地址缺乏已成为了全球亟待解决的问题。
虽然几年前出现了标头更长的IPv6，可提供更多的IP地址，但其应用和普及并不容易。
“IPv4和IPv6是否可以同时使用？”、“IPv4和IPv6如何实现共存？”这些问题都是目前用户比较关注的。
本文将为您介绍两种实现IPv4和IPv6共存方法，即双栈和隧道技术。
为什么需要IPv4和IPv6共存？如今，IP网络仍然是IPv4占主导地位，IPv6网络只是在小范围内部署和商用，从IPv4过渡到IPv6需要一个循序渐进的过程，不可能一气呵成。
因此，在此期间内IPv4和IPv6必然会出现共存的场景。
然而，IPv4和IPv6之间并不能相互兼容，且目前仍然存在大量的IPv4设备和用户，因此在网络演进的过程中势必要解决IPv4和IPv6兼容问题，这给互联网服务提供商（ISP）和用户带来了新的挑战。
如何实现IPv4和IPv6共存？目前来说，实现IPv4和IPv6共存的策略和过渡技术有三种。
第一种，使用双栈让您的主机或网络设备可以同时支持IPv4和IPv6双协议栈；第二种，通过隧道技术将IPv6数据包封装在IPv4数据包中；第三种，通过网络地址转换（NAT）技术将IPv6数据包转换为IPv4数据包，反之亦然。
由于网络地址转换（NAT）技术主要针对互联网服务供应商，这里就不做多介绍，下面主要介绍双栈和隧道技术。
通过双栈实现IPv4和IPv6共存双栈是实现IPv4和IPv6共存最基础、最直接的策略。
使用该解决方案，可为ISP网络中的每个联网设备（包含使用IPv4和IPv6交换机）配置可同时运行IPv4和IPv6的功能。
通常，双协议栈主机在和IPv4主机通信时会使用IPv4协议栈，而与IPv6主机通信时则会使用IPv6协议栈，其中双协议栈主机是通过使用域名系统（DNS）来查询目的主机采用的是哪一种协议栈。
IPv4与IPv6网络互连的探讨与实现
IPv4与IPv6网络互连的探讨与实现摘要随着网络的高速发展，IPv4由于地址不足,将不能满足未来用户的需求。
而IPv6的出现，正好能解决这一问题。
所以研究从IPv4到IPv6的平滑过渡，加快整个过渡过程就是当前的首要之急，便于对整个IPv6网络进行部署。
目前使用的IP 协议版本IPv4 正面临着IP 地址即将耗尽等问题,IETF 从1995 年开始,着手研究开发下一代IP 协议,即IPv6。
IPv6 具有长达128 位的地址空间，能为日后分配更多的IP地址。
为了能让IPv4到IPv6平滑过渡，前人已经研究出了多种隧道技术，大致上可以分为双协议栈技术、隧道技术和网络地址翻译技术。
而在这里，我们对GRE隧道进行了研究。
关键词：IPv4；IPv6；GRE；隧道技术1 IPv4与IPv61.1 IPv4现状Internet 的起源是由ARPANET于1968 年开始进行研究的, 当时的研究者们为了给ARPANET建立一个标准的网络通信协议而开发出了一种IP协议，即IPv4协议。
但是当时IP协议的开发者认为ARPANET 的网络个数不会超过数十个, 因此他们只将IP 协议的地址长度设定为32个二进制数位,其中前8 位标识网络, 其余24 位标识主机。
然而随着ARPANET日益膨胀,IP协议的开发者认识到原先设想的网络个数已经无法满足当前的实际需求。
1.2 IPv6概念IPv6 被称为下一代互联网协议，它是由国际互联网工程任务组（IETF）设计的一种用来替代IPv4 的新协议。
IPv6 将现有的IPv4 地址长度扩大4 倍，即当前由的32bit 扩充到128bit，可以提供3.4E+38 个地址,这将从根本上解决目前IP 地址短缺的严重问题。
IPv6 地址采用16 进制的表示方法，将128bit 分为8 组，分得的每组为16bit，用4 个16 进制数表示，分组之间用“：”隔开，每组中最前面的0 可以省略，但每组必须有一个数。
基于IPv6IPv4双协议栈模式的网络设计与实现
43农业信息化基于IPv6/IPv4双协议栈模式的网络设计与实现引言2012年2月，科技部、中组部、工信部批复河南省开展国家农村信息化示范省建设试点工作。
农村信息服务综合平台是示范省项目的重要环节，农村信息服务综合平台是全省农村信息资源统一发布和展示的窗口。
互联网络是综合平台的信息基础设施，向IPv6网络过渡是互联网发展的必然趋势，是解决IP地址枯竭、分配不均和骨干网路由表膨胀等阻碍互联网发展问题的关键技术。
建设农村信息服务综合平台的基础网络时，考虑兼容性前瞻性，提供IPv4和IPv6共存的网络环境，为各种应用系统和服务提供双协议支撑平台，保障农村信息服务综合平台安全可靠运行。
1 农村信息服务综合平台网络建设原则农村信息服务综合平台依托河南农业大学信息与管理学院，已经实现了IPv4网络的全覆盖，拥有用户主机近800台，是河南农业大学校园网的组成部分。
在已有网络基础上建设平台网络，建设目标如下：（1）按照CNGI示范网络驻地网建设总体需要和规定技术要求，建设IPv6网络，兼容IPv4，主机数达到600个以上。
（2）驻地网使用IPv6协议接入CNGI国家主干车银超 余 华 郑 光 孙昌霞（河南农业大学信息与管理科学学院，河南 郑州 450002）网。
（3）为接入用户提供技术支持，使用户主机灵活接入CNGI。
（4）为CNGI开展各项关键技术的研究、试验、产业化及农业信息化提供良好的试验环境和技术支撑。
（5）在应用方面，建设必要的IPv6内容资源，部署基于IPv6的DNS、WWW、FTP等服务，供用户使用。
在选择综合组网技术时，要重点考虑下列因素：（1）兼容性。
在建设IPv6网络时，不影响已有IPv4网络的运行，兼顾原有的IPv4应用和资源。
（2）扩展性。
组网技术能支持网络平滑升级到IPv6，能为将来更进一步的扩展、扩容与升级预留充分的空间。
（3）性能与安全。
在带宽、易用、安全、可靠、管理等方面应比原有网络有提升。
在双栈环境下配置IPV4、IPv6双栈路由器
from 2001:250:209:5d11:21d:92ff:fec1:8109 with 32 bytes of data:
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以Windows用户为例，我们会得到类似以下一些信息
Ethernet adapter Wireless Network Connection:
Connection-specific DNS Suffix . :
IP Address. . . . . . . . T2的飞速建设，现在许多大学的校园网已经开始部署IPv6协议了。IPv6的好处是显而易见的，它不但使我们能够拥有全球唯一的 IP地址，而且给我们提供了第二条网络出口。尤其在进行P2P的时候，如果能够连接上IPv6的用户，速度往往可以彪到1M/s~2M/s。同时IPv6 上的很多资源也是很实用的，例如IPTV、免费代理服务器等等。但是IPv6也带来一些问题，比如说IPv6路由器的设置。
想要配置如此高级的功能，简陋的官方固件显然是不能满足我们的需要，于是我们需要第三方固件的帮助。第三方固件主要有DD-WRT、Tomato以 及DD-WRT。本文使用的是DD-WRT，但是其实只要是支持IPv6的基于Linux的固件理论上都可以实现。不过并不是所有无线路由器都支持第三方 固件的，首先要确定你的路由器能不能支持第三方固件，另外你的路由器必须有4MB以上的Flash空间才能使用支持IPv6路由器的固件版本。我的路由器是Asus WL-500G Deluxe,4M Flash,32M RAM，使用的固件为DD-WRT v24-sp2 (08/23/09) std-nokaid-usb。注意，刷机操作有让路由器变砖的危险，并且会使你的路由器丧失保修，请谨慎行事。
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IP Address. . . . . . . . T2的飞速建设，现在许多大学的校园网已经开始部署IPv6协议了。IPv6的好处是显而易见的，它不但使我们能够拥有全球唯一的 IP地址，而且给我们提供了第二条网络出口。尤其在进行P2P的时候，如果能够连接上IPv6的用户，速度往往可以彪到1M/s~2M/s。同时IPv6 上的很多资源也是很实用的，例如IPTV、免费代理服务器等等。但是IPv6也带来一些问题，比如说IPv6路由器的设置。
想要配置如此高级的功能，简陋的官方固件显然是不能满足我们的需要，于是我们需要第三方固件的帮助。第三方固件主要有DD-WRT、Tomato以 及DD-WRT。本文使用的是DD-WRT，但是其实只要是支持IPv6的基于Linux的固件理论上都可以实现。不过并不是所有无线路由器都支持第三方 固件的，首先要确定你的路由器能不能支持第三方固件，另外你的路由器必须有4MB以上的Flash空间才能使用支持IPv6路由器的固件版本。我的路由器是Asus WL-500G Deluxe,4M Flash,32M RAM，使用的固件为DD-WRT v24-sp2 (08/23/09) std-nokaid-usb。注意，刷机操作有让路由器变砖的危险，并且会使你的路由器丧失保修，请谨慎行事。
Ipv4与Ipv6双栈网络设计
技术创新《微计算机信息》(管控一体化)2010年第26卷第11-3期360元/年邮局订阅号：82-946《现场总线技术应用200例》网络与通信Ipv4与Ipv6双栈网络设计Scheme for Ipv4/Ipv6dual stack network(1.中国科学院沈阳自动化研究所;2.中国科学院研究生院)尹韶峰1,2YIN Shao-Feng摘要:详细分析了IPv6与IPv4双栈网络的组网原则和技术。
以本单位IPv6驻地网建设为基础,阐述了IPv6与IPv4双栈网络的设计方案,并给出了IPv6的交换机和路由器的具体配置,该网络设计方案结构简单,即对原IPv4网络的影响很小,又达到了IPv6网络的设计目的,实现IPv4与IPv6共存的局面。
关键词:IPv6;双栈;驻地网中图分类号:TP393.18文献标识码:AAbstract:It analyzed networking principles and techniques of IPv4/IPv6dual stack network.Based on building of IPv6Customer Premise Network,it detailed design of IPv4/IPv6dual stack network and configuration of switches and routers.the network design of structure is simple and the original IPv4network has little effect,but also reached design of the IPv6network and realized coexis -tence of the IPv4and IPv6.Key words:IPv6;dual stack;Customer Premise Network文章编号:1008-0570(2010)11-3-0090-031引言随着互联网的快速的发展,传统网际互联协议IPv4暴露出来种种缺陷,如IP 地址短缺、路由选择效率不高、缺乏服务质量等等;而下一代网际互联协议IPv6针对IPv4协议的不足做出了改进并新增加了特性,如庞大的地址空间、改进的路由结构、完善的服务质量保证等等。
ipv6双栈技术的原理 -回复
ipv6双栈技术的原理-回复IPv6双栈技术的原理IPv6双栈技术是一种将IPv4和IPv6协议同时部署于同一设备的方法。
这种技术允许设备同时支持IPv4和IPv6的网络连接，并可以无缝地在这两种协议之间进行转换和通信。
在本文中，我们将一步一步地介绍IPv6双栈技术的原理和工作原理。
第一步：了解IPv4和IPv6协议在深入讨论IPv6双栈技术之前，我们需要了解IPv4和IPv6协议的基本知识。
IPv4（Internet Protocol version 4）是目前Internet上广泛应用的协议，它使用32位地址表示IP地址。
然而，IPv4地址已经极度短缺，并且存在一些限制，如地址空间有限和安全性问题等。
为了解决这些问题，IPv6（Internet Protocol version 6）被提出并逐渐普及。
IPv6使用128位的地址空间，能够提供更多的地址和更强的安全性。
第二步：双栈技术概述IPv6双栈技术是一种将IPv4和IPv6协议同时部署于同一设备的方法。
这意味着设备将同时具有IPv4和IPv6协议栈，能够处理和转发这两种类型的数据报文。
设备可以根据接收到的数据报文的协议类型，选择合适的协议栈进行处理和转发。
第三步：IPv6双栈的网络配置在IPv6双栈技术中，设备需要正确配置IPv4和IPv6的网络参数。
这些网络参数包括IP地址、子网掩码、默认网关等。
对于IPv4，设备可以通过DHCP（Dynamic Host Configuration Protocol）等协议动态获取这些参数。
而对于IPv6，设备可以通过邻居发现、Router Advertisement 等机制来获取网络参数。
设备可以使用自动配置或手动配置的方式来获取这些网络参数。
第四步：IPv4和IPv6的转换和通信设备在IPv6双栈环境下工作时，需要能够识别和处理IPv4和IPv6协议的数据报文。
当设备接收到一个数据报文时，它将首先检查该数据报文的协议类型。
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基于IPV4和IPv6的双协议栈网络设计与实施——毕业论文系部：学生姓名：专业班级：学号：指导教师：年月日【摘要】在当前IPv4网络和IPv6网络共存的环境下，如何解决两代IP标准的网络互通互联问题是进行网络建设的一个重要课题。
本课题以某高校现有网络环境为背景，探讨在原有IPv4网络上搭建IPv6网络的技术，并选择6to4隧道技术、双栈技术、NAT-PT技术作为实现该目的的过渡技术，完成基于IPv4和IPv6双协议栈网络的设计和实施。
目录一、引言 (1)（一）网络应用现状概述 (1)（二）IPv6协议的优点 (1)（三）基于IPv4协议网络和基于IPv6协议网络的共存 (2)（四）IPv4向IPv6过渡的基本原则 (2)二、基于IPv4协议和IPv6协议的双栈局域网设计 (3)（一）需求分析 (3)（二）双栈局域网设计 (3)1、设计拓扑 (3)2、功能和使用描述 (3)三、基于IPv4协议和IPv6协议的双栈局域网实施 (4)（一）实施关键点分析 (4)（二）IPv4协议网络到IPv6协议网络过渡技术 (4)1、双协议栈技术 (4)2、IPv4/IPv6协议翻译技术 (5)3、隧道技术 (6)（三）实施技术选择 (8)（四）技术实施配置 (8)1、6to4隧道配置 (8)2、NAT—PT技术配置 (10)3、IPv6 DHCP配置 (11)四、小结 (11)五、致谢 (13)六、参考文献 (14)一、引言（一）网络应用现状概述当前，各类网络应用飞速发展，网络服务商、终端用户激增，这就要求网络具有更大的容量。
现存的网络多数为基于IPv4协议的TCP/IP网络，具有一定的局限性和先天的缺陷。
主要表现为：·有限的地址空间：IPv4中地址长度为32，即有2^32-1个地址。
·IPv4数据包的性能不足：尽管IP表现得不错,但是，IPv4在最大传输单元、最大包长度、IP头的设计以及校验和的使用等方面都有待提高。
这些问题在IPv6中能够得到有效的解决。
·安全性不高：基于IPv4协议的数据包只具有最少的安全性选项，没有提供加密和认证机制，不能保证数据资源的安全传输。
IPv6已经将安全性选项加入到设计中，提高了IP协议的安全性能。
在IPv6安全特性中包括数据的加密，并且对于所传输的加密数据和未加密数据进行身份验证。
·路由瓶颈：Internet规模的增长导致路由器的路由表迅速膨胀，导致路由效率下降，特别是骨干网络路由效率急剧下降。
另外，在移动通信网络中IPv4的地址归用户所有，这使得移动IP路由更加复杂，难以适应当今移动业务发展的需要。
路由问题已经成为制约网络服务应用效率提升和发展的瓶颈。
基于以上原因，TCP/IP的工程师和设计人员早在80年代初期就致力于解决IPv4地址匮乏问题的研究。
NAT技术的使用使得IPv4协议地址匮乏的问题得到缓解，但是由于地址匮乏的原因，IETF小组在1990年开始规划IPv4下一代协议，1998年IPv6协议草案标准出台。
（二）IPv6协议的优点当前IPv6的标准体系已经基本完善，在这个过程中，IPv6逐步优化了协议体系结构，为业务发展创造机会，IPv6具有以下优势：·地址充足：IPv6产生的初衷主要是解决IPv4地址匮乏问题。
即将IPv4的32bit 地址，扩展到了128bit地址，提供了足够的地址资源。
同时IPv6地址是有范围的，包括链路本地地址、站点本地地址和任意传播地址，这也进一步增加了地址应用的扩展性。
·简化的报文头格式：通过简化固定的基本报头、采用64比特边界定位、取消IP 头的校验和域等措施，以提高网络设备对IP报文的处理效率。
·扩展为先：IPv6 取消了IPv4 报文头中的选项字段，并引入了多种扩展报文头，在提高处理效率的同时还大大增强了IPv6 的灵活性，为IP 协议提供了良好的扩展能力。
IPv4 报文头中的选项字段最多只有40字节，而IPv6 扩展报文头的大小只受到IPv6 报文大小的限制。
·层次化地址结构：IPv6极大的地址空间使层次性的地址规划成为可能，同时国际标准中已经规定了各个类型地址的层次结构，这样既便于路由的快速查找，也有利于路由聚合，缩减IPv6路由表大小，降低网络地址规划的难度。
·地址自动配置：IPv6引入自动配置以及重配置技术，对于IP地址等信息实现自动增删和更新配置，提高IPv6的易管理性。
·内置安全性：IPv6集成IPSec，用于网络层的认证与加密，为用户提供端到端的安全特性，使用起来比IPv4简单、方便，可以在迁移到IPv6时同步发展IPSec。
·支持QoS：IPv6 报文头的流标签（Flow Label）字段实现流量的标识，允许设备对某一流中的报文进行识别并提供特殊处理。
·移动便捷：MobileIPv6增强了移动终端的移动特性、安全特性、路由特性，降低了网络部署的难度和投资，为用户提供了永久在线的服务。
近年来在许多国家政府部门的推动下，以及网络服务商的支持，IPv6的标准化进程明显加快，具有IPv6特性的网络设备和网络终端以及相关硬件平台的推出也已加快了进度。
在这种趋势下一些基于IPv6的应用将得到快速发展。
比如：3G业务、个人智能终端、生物监测、环境监控、智能家居等。
（三）基于IPv4协议网络和基于IPv6协议网络的共存当前，大多数的网络及其应用都是基于IPv4协议，尽管，基于IPv6协议的网络和应用得到广泛的研究和开发，但是，在未来一个时期里，大多数的用户还会在基于IPv4协议网络中获得服务，即便是那些基于IPv6协议网络的应用将拥有越来越多的用户，也无法改变这样的状况。
原因在于，基于IPv4协议的网络技术非常成熟，各种服务的实现较为方便，获得的技术支持也较为全面，用户乐于享受这样完善的服务；并且现有的网络应用向IPv6网络移植的条件还不够成熟，成本和服务的稳定性不能得到保证，这就会使得用户在选择的时候更多的去选择基于IPv4协议的服务。
这并不是说IPv6协议有技术缺陷，而是由于服务提供商出于成本的考虑，对于IPv6开发支持不够。
因此,IPv4网络和IPv6网络将长期共存，从IPv4到IPv6将是一个逐渐过渡的过程，在 IPv6完全取代IPv4之前，怎样实现两者之间的资源共享和通信成为当前一个重要的研究课题。
（四）IPv4向IPv6过渡的基本原则在IPv4向IPv6过渡过程中需要遵循如下原则：·转换应该循序渐进的进行，在过渡期间IPv4网路能够正常独立的快速运行并充分的保护原有IPv4网络设备。
·IPv4网络和IPv6网络应该互相渗透，长期共存。
这就要求IPv4和IPv6网络设备能够互联互通，实现互操作。
·IPv4网络向IPv6网络升级的费用要尽可能的低，转换技术也要尽可能的简单易操作。
能够吸引更多的用户主动的向IPv6过渡。
在这些原则要求下双栈技术、隧道技术、地址翻译技术得到了广泛的使用，为IPv4和IPv6网络间资源共享和通信提供了途径。
二、基于IPv4协议和IPv6协议的双栈局域网设计某高校开展基于IPv6协议网络应用的研究和开发，其在现有网络基础上建立多个面向不同的IPv6网络，同时为了便于开展学术交流和科研协作，又要求IPv6网络和IPv4网络能够进行资源共享和通信，在此要求下，本课题将对此项目进行设计和实施。
（一）需求分析在校园网现有规模的基础上，学校开展了智能家居、生物监测、环境监控等多项应用的研究开发，考虑到未来网络的发展趋势，学校计划在IPv6网络环境中对这些项目进行研究开发和测试，同时为了保证资讯畅通和进行开发协作，同时又要保证测试网络和现有网络能够相互通信，并且能够无障碍的访问Internet，在访问外网时应该既能对基于IPv4的广域网进行访问，也能访问基于IPv6协议的公共网络。
对于应用的开发者而言，不需要开发者去关注这些方面的问题，开发者只需要在单一的IPv6网络环境完成开发和测试。
（二）双栈局域网设计1、设计拓扑图2-1拓扑示意图2、功能和使用描述某高校有机电系、信息系、电子系、行政办公区、公共活动区、宿舍区部署运行良好的IPv4网络。
学校开展了基于IPv6协议小型科研网络的研究，现将生物监测、环境监控、智能家居等基于IPv6协议小型科研网络分别部署在电子系教学实训楼和信息系教学实训楼。
要求实现基于IPv4协议网络与基于IPv6协议网络之间的互通；校园网内部IPv6网络之间的互通；IPv6网络与6bone的连通；IPv6节点能够动态获取IPv6地址。
三、基于IPv4协议和IPv6协议的双栈局域网实施（一）实施关键点分析在本课题实施过程中，首先要保证原有校园网中IPv4网络的正常使用。
对于新部署的小型IPv6网络，实现其内部IPv6网络之间互通；IPv6网络与校园网内部IPv4网络互通；IPv6网络与IPv4 Internet互通；IPv6网络与IPv6主干网的互通。
（二）IPv4协议网络到IPv6协议网络过渡技术基于以上关键点的分析，实现以上连通需求。
现有解决方案主要有：双协议栈技术、隧道技术以及IPv4/IPv6协议翻译技术。
1、双协议栈技术（1）双协议栈技术简述双协议栈技术是指在同一个网络结点同时支持IPv4和IPv6协议栈。
IPv6是IPv4的升级版，他们同属于网络层协议，基于相同的物理平台，因此，能够支持双协议栈的结点能同时支持IPv4协议的结点通信与IPv6协议的结点通信。
双协议栈技术的概念模型如图3-1。
图3-1双协议栈技术的概念模型双协议栈是一种比较直观的解决Ipv4/IPv6共存问题的方式。
能彻底解决IPv4和IPv6共存问题，相比较其他过渡技术，其比较成熟，实现简单，应用前景广，是目前各大运营商主推的技术。
但从另一方面来看，双协议栈技术也存在着诸多缺点，比如：不能从根本上解决网络地址耗尽的问题；运行两套协议栈需要两个路由的支持，这样增加了网路的复杂程度和运行成本；双协议栈技术借助于同一物理网络进行报文传输，其本质上未进行网络升级。
（2）双协议栈工作原理IPv4和IPv6协议都是处于网络层的协议, 如果网络中一台计算机既能支持IPv6协议又同时兼容IPv4协议, 那么该主机就可以既能与支持IPv4协议的主机通信, 又能与支持IPv6协议的主机进行通信,双协议栈技术的工作机理就在于此。
双协议栈技术是实现IPv6 主机/路由器与IPv4主机/路由器间通信的最简便技术。
所有主机/路由器都运行IPv4和IPv6 两种协议栈, 支持两套协议。
系统既拥有IPv4地址又拥有IPv6地址, 可收发IPv4和IPv6两种数据报。