【摘 要】
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随着计算机网络的快速发展,IPv4协议表现出越来越多的不足,IPv6协议取代IPv4协议已经成为一种必然。由于IPv4和IPv6互不兼容,将出现IPv4和IPv6网络长期共存的状况,在这个过渡
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随着计算机网络的快速发展,IPv4协议表现出越来越多的不足,IPv6协议取代IPv4协议已经成为一种必然。由于IPv4和IPv6互不兼容,将出现IPv4和IPv6网络长期共存的状况,在这个过渡阶段,保证纯IPv4主机和纯IPv6主机的互通有很重要的理论和实践意义。NAT-PT作为一种协议翻译机制,可以实现IPv4与IPv6的相互翻译。本文在深入研究基于Netfilter框架的NAT-PT翻译网关的基础上,针对地址映射表转换效率低造成NAT-PT翻译网关性能瓶颈的问题,设计并实现了一种优化的地址映射表查找算法；同时针对IPSec和NAT-PT不兼容的问题,给出了NAT-PT-UDP的解决方案加以解决。本文主要开展了以下几方面的工作：1、详细分析和讨论了双协议栈技术、隧道技术、翻译技术三种典型的IPv4/IPv6过渡技术的工作特点及适用场合,并着重论述了NAT-PT的工作原理及其地址翻译算法,指出其地址映射表查找算法的不足。2、深入分析Netfilter功能框架,并基于该框架设计了实现NAT-PT翻译网关的整体方案。该方案将NAT-PT模块和NAT-PT-UDP模块挂载在Netfilter相应的钩子点上,并根据NAT-PT翻译原理完成对数据包的处理和转发。3、针对大量数据包流经NAT-PT翻译网关时产生的性能瓶颈问题,提出了一种基于多位树并辅之以Hash表的快速搜索算法,实验证明该算法的效率优于传统算法,提高了地址转换的效率。4、针对现有的IPSec安全协议与NAT-PT不能协同工作的问题,本文首先深入研究了二者不兼容的原因,然后结合NAT-PT自身特点,借鉴RSIP和IPSec穿越NAT的方法,提出了NAT-PT-UDP的解决方案。该方案采用UDP封装IPSec报文的形式,并通过修改IKE协议的协商过程,实现了IPSec和NAT-PT翻译网关的相互兼容。本文设计的NAT-PT翻译网关,可以有效的实现IPv4/IPv6的互通,为今后研究IPv6网络翻译技术提供了一定的参考。
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