發(fā)布時間：2023-07-25 02:18

　　下一代互聯(lián)網(wǎng)IPv6協(xié)議克服了IPv4協(xié)議的許多缺陷,使其能夠更好的適應(yīng)互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展要求。但是要使IPv6網(wǎng)絡(luò)代替現(xiàn)有的IPv4網(wǎng)絡(luò)還需要經(jīng)歷漫長的過渡發(fā)展階段。為了實現(xiàn)IPv6網(wǎng)絡(luò)的平滑過渡,國內(nèi)外機構(gòu)都進(jìn)行了大量的過渡技術(shù)的研究。IPv6過渡已經(jīng)成為網(wǎng)絡(luò)發(fā)展的重要研究課題。 本文首先分析了三種過渡方案的工作原理；然后仔細(xì)研究了雙棧技術(shù),6over4,4over6和NAT64等幾種過渡技術(shù)的實現(xiàn)方案；最后在原有高速硬件轉(zhuǎn)發(fā)路由器的基礎(chǔ)上設(shè)計實現(xiàn)出一套完整的IPv6過渡路由器轉(zhuǎn)發(fā)系統(tǒng)。我們不僅實現(xiàn)了普通轉(zhuǎn)發(fā)表和隧道轉(zhuǎn)發(fā)表的合并；還設(shè)計出一種新的NAT64表項來完成協(xié)議轉(zhuǎn)換技術(shù)的地址映射。在路由表查找設(shè)計中,我們從新設(shè)計了路由轉(zhuǎn)發(fā)表結(jié)構(gòu),簡化了路由表的查表流程。在轉(zhuǎn)發(fā)功能設(shè)計中,我們使用流水線技術(shù)完成了不同轉(zhuǎn)發(fā)操作的并行執(zhí)行,提高了IP包的轉(zhuǎn)發(fā)處理效率。 本文首先介紹了IPv6過渡的國內(nèi)外研究現(xiàn)狀,然后分析了過渡路由器的需要實現(xiàn)功能,給出了一種過渡路由器設(shè)備的設(shè)計與實現(xiàn)方案,并指出了設(shè)計中存在的難點和解決方法；最后展示了對過渡路由器進(jìn)行的功能測試和性能測試的結(jié)果,并提出了系統(tǒng)存在的不足和...

【文章頁數(shù)】：82 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第1章 緒論
    1.1 研究背景
    1.2 研究意義
    1.3 論文結(jié)構(gòu)
第2章 相關(guān)技術(shù)介紹
    2.1 IPv6過渡介紹
    2.2 過渡方案介紹
        2.2.1 雙棧技術(shù)
        2.2.2 隧道穿越技術(shù)
        2.2.3 地址轉(zhuǎn)換技術(shù)
    2.3 過渡路由器設(shè)計目標(biāo)
第3章 過渡路由器相關(guān)技術(shù)介紹
    3.1 過渡路由器功能需求分析
        3.1.1 以太網(wǎng)高速光纖接入
        3.1.2 IP包的接收發(fā)送
        3.1.3 IP包路由功能
        3.1.4 IP包的協(xié)議轉(zhuǎn)換
        3.1.5 IP包的分片功能
    3.2 TCAM簡介
        3.2.1 TCAM功能介紹
        3.2.2 多應(yīng)用擴展設(shè)計
    3.3 狀態(tài)機的應(yīng)用
        3.3.1 狀態(tài)機的優(yōu)越性
        3.3.2 狀態(tài)機的分類
        3.3.3 狀態(tài)機的設(shè)計
第4章 過渡路由器數(shù)據(jù)鏈路層的設(shè)計與實現(xiàn)
    4.1 過渡路由器的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)
    4.2 IXF1104芯片簡介
    4.3 以太網(wǎng)幀收發(fā)模塊設(shè)計
        4.3.1 MAC幀接收模塊
        4.3.2 MAC幀分類模塊
        4.3.3 IP包發(fā)送模塊
        4.3.4 IP包接收模塊
        4.3.5 下一跳地址提取模塊
        4.3.6 MAC幀組裝模塊
        4.3.7 MAC地址查找模塊
        4.3.8 CPU接口控制模塊
第5章 過渡路由器網(wǎng)絡(luò)層的設(shè)計與實現(xiàn)
    5.1 IP包查表模塊設(shè)計
        5.1.1 內(nèi)部功能模塊設(shè)計
        5.1.2 IP報文格式轉(zhuǎn)換模塊
        5.1.3 IP校驗和驗證模塊
        5.1.4 隧道去封裝模塊
        5.1.5 IP報頭信息提取弄模塊
        5.1.6 CAM查表模塊
        5.1.7 查表結(jié)果分析模塊
        5.1.8 IP包輸出接口模塊
    5.2 包處理模塊設(shè)計
        5.2.1 總體功能描述
        5.2.2 IP包接收模塊
        5.2.3 普通轉(zhuǎn)發(fā)模塊
        5.2.4 IPv4隧道封裝模塊
        5.2.5 IPv6隧道封裝模塊
        5.2.6 Net6to4模塊
        5.2.7 Net4to6模塊
        5.2.8 IP包發(fā)送模塊
    5.3 IP包分片模塊
        5.3.1 模塊設(shè)計思想
        5.3.2 模塊功能設(shè)計
        5.3.3 IPv4報文分片詳解
        5.3.4 IPv6報文分片詳解
第6章 高速流水隊列的改進(jìn)方案
    6.1 細(xì)化流水線提高TCAM查找速度
    6.2 利用HASH查找來完成MAC地址的查找
        6.2.1 MAC表項方案設(shè)計
        6.2.2 Hash原理
        6.2.3 查找過程
    6.3 二維路由
    6.4 轉(zhuǎn)發(fā)流水線的性能
        6.4.1 轉(zhuǎn)發(fā)吞吐率
        6.4.2 隊列管理改進(jìn)
第7章 系統(tǒng)測試
    7.1 測試環(huán)境
    7.2 功能測試以及結(jié)果
        7.2.1 普通IPv4 IPv6轉(zhuǎn)發(fā)測試
        7.2.2 IPv6隧道測試
        7.2.3 NAT64功能測試
    7.3 轉(zhuǎn)發(fā)性能測試
    7.4 測試總結(jié)
第8章 結(jié)束語
參考文獻(xiàn)
致謝
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本文編號：3836975