伴随着Internet的发展，IPv4协议的局限性日益突出，而IPv6协议的应用越发广泛。因此IPv6主机和现行的IPv4网络的互通成为必然。NAT-PT就是一种解决纯IPv6网络与纯IPv4网络相互通信的过渡机制。NAT-PT既要执行地址翻译，也要进行协议翻译，其中NAT对IPv4地址和IPv6地址进行相互翻译，PT按照语义等价的原则对IPv4报文和IPv6报文进行相互翻译。 本文是在实验室与H3C公司的“NAT-PT基于多核分布式实现”的项目上展开的。详细分析了设计开发的多核多线程硬件环境以及Comware V5软件平台环境，在研究IPv6和IPv4相关协议的主要含义、报文格式和设计细则的基础上，结合RFC2766等NAT-PT相关的文档，设计了一套完整的NAT-PT网关的处理流程。 本文的研究重点是实现ICMP-ALG模块功能。由于NAT-PT技术只是结合了IPv6与lPv4的报文首部转换技术与NAT的地址分配技术，对于携带了地址信息的应用层协议无能为力。因此NAT-PT必须配合ALG的实现才能完成IPv6应用层与IPv4应用层的相互通信，而ICMP模块是整个ALG模块的重要组成部分。论文通过对ICMPv4和ICMPv6协议的研究和比较，设计并通过编码实现了ICMP-ALG模块的处理流程和算法，该成果能为IPv4网络和IPv6网络的系统之间提供数据包收发情况的信息，对用户数据的正常互通以及网络安全起到了非常重要的作用。 论文在实现ICMP-ALG功能的基础上，对ICMPv6/ICMPv4转换的方案做了改进。分析了以往ICMP-ALG处理中不能支持PAT配置方式下的ICMP报文转换等缺陷，通过创新性的提出在会话模块挂接扩展信息用来储存PAT数据表项的方法，完善了ICMP-ALG模块对多种配置的支持。 论文在编码实现的基础上，根据现有网络环境提出了ICMP-ALG模块的测试方案，实现了在各种配置情况下ICMP-ALG模块的系统测试。测试结果表明本文设计的ICMP-ALG处理模块能够正确稳定的处理和转换各种情况下的ICMP报文，实现模块要求的所有功能。本论文的开发成果实现了一种高性能的IPv4和IPv6协议的转换网关，与同类产品相比在处理速率和支持会话数量等方面都具有较高性能，达到了业界先进水平。