接入网IPv6隧道过渡体系结构与协议研究
发布时间：2021-07-21 21:03
随着IPv4网络地址空间的耗尽，IPv6取代IPv4已成为互联网发展的大势所趋。由于IPv6与IPv4的协议不兼容性，IPv6网络与IPv4网络无法直接通信，实现从IPv4向IPv6的平滑过渡成为十分重要与紧迫的课题。接入网络直接面向海量终端用户与上层应用，耗费大量地址，是IPv6过渡的核心难点。隧道技术具有保持端到端透明性、可扩展性高等优势，是实现IPv6过渡的重要方法。本文分析了接入网络IPv4-IPv6过渡与共存的问题，提出接入网隧道过渡体系结构，在协议机制、地址资源分配、路由与部署规划等各个方面给出了接入网过渡解决方案。本文的研究内容和贡献包括：1.综述IPv6过渡领域的研究现状与主流过渡技术机制。论文阐明了IPv6过渡的基本问题以及翻译和隧道技术的原理，分析了IETF提出的主流过渡机制，总结其中可用的机制及应用场景，指出了过渡技术研究的难点与趋势。2.提出接入网隧道IPv6过渡体系结构。针对端到端异构互联问题进行形式化描述，基于隧道构建双栈网络连接和端到端路径，设计终端同地址簇通信模型，提出避免跨地址簇互通，保持端到端透明性与高可扩展性的接入网隧道过渡体系结构。确立接入网单栈...
【文章来源】：清华大学北京市 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：127 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 引言
1.1 课题研究背景
1.1.1 IPv6过渡问题
1.1.2 接入网IPv6过渡
1.2 论文的研究内容与主要贡献
1.2.1 论文的研究内容
1.2.2 论文的主要贡献
1.2.3 论文的组织结构
第2章 相关工作综述
2.1 本章引论
2.2 IPv6与IPv4的协议对比
2.3 IPv6过渡基本问题
2.4 翻译过渡机制
2.4.1 翻译技术基本原理
2.4.2 无状态翻译
2.4.3 有状态翻译
2.4.4 主机侧翻译
2.4.5 翻译机制总结
2.5 隧道过渡机制
2.5.1 隧道技术基本原理
2.5.2 网状隧道
2.5.3 主机间隧道
2.5.4 星型隧道
2.5.5 隧道与两次翻译
2.5.6 隧道机制总结
2.6 研究热点和难点
2.7 本章小结
第3章 接入网隧道过渡体系结构
3.1 本章引论
3.2 端到端异构互连问题描述
3.3 接入网隧道过渡体系结构
3.3.1 虚拟网络层连接构建
3.3.2 端到端双栈可达路径构建
3.3.3 基于隧道的终端同地址簇通信模型
3.3.4 接入网隧道过渡体系结构可行性分析
3.3.5 基于隧道的状态迁移优化
3.4 接入网隧道过渡的基本形式与要素
3.4.1 接入网隧道过渡问题描述
3.4.2 隧道机制过渡要素
3.4.3 地址资源分配利用要素
3.4.4 隧道流异构路由要素
3.5 本章小结
第4章 接入网隧道过渡协议机制
4.1 本章引论
4.2 接入网4over6机制设计关键点分析
4.3 跨IPv6网络的IPv4地址下发
4.3.1 协议设计思想
4.3.2 协议概述
4.3.3 客户端中继行为
4.3.4 服务器行为
4.3.5 网络侧中继行为与客户端中继地址选项
4.4 接入网隧道方案公有4over6
4.4.1 使用场景
4.4.2 地址分配与绑定
4.4.3 隧道发起点行为
4.4.4 隧道集中点行为
4.5 基于动态地址分配的端口集下发
4.5.1 DHCPv4协议端口集选项
4.5.2 客户端与服务器行为
4.5.3 端口离散化与随机化考虑
4.5.4 DHCP强制广播
4.6 地址共享的接入网隧道方案轻量级4over6
4.6.1 轻量级4over6结构
4.6.2 IPv4地址与端口集下发
4.6.3 隧道发起点行为
4.6.4 隧道集中点行为
4.6.5 ICMPv4协议处理
4.7 协议机制的标准化与实现部署
4.7.1 协议机制IETF标准化
4.7.2 协议机制实现与部署
4.8 本章小结
第5章 隧道终端共享的地址资源分配
5.1 本章引论
5.2 端口集资源分配问题建模
5.2.1 问题描述
5.2.2 评价指标
5.3 端口集共享方式下的高效地址分配算法
5.3.1 端口集二分与合并
5.3.2 LMB分配与回收算法
5.4 时间感知的高效地址资源分配算法
5.4.1 邻域回收时间匹配策略
5.4.2 时间戳限制邻域策略
5.4.3 TI-LMB算法
5.5 性能评价
5.5.1 实验方法
5.5.2 实验结果分析
5.6 本章小结
第6章 隧道集中点置放与路由规划
6.1 本章引论
6.2 问题形式化与复杂度分析
6.2.1 形式化建模
6.2.2 复杂度分析
6.3 问题分解
6.3.1 消除流的hub特性
6.3.2 最小费用不可分流问题
6.4 最小干扰贪心路由算法
6.4.1 最小干扰路由的贪心策略
6.4.2 MIG算法及其复杂度
6.5 性能评价
6.5.1 实验方法
6.5.2 实验结果分析
6.6 本章小结
第7章 结论与下一步工作
7.1 论文的主要结论
7.2 下一步研究工作
参考文献
致谢
个人简历、在学期间发表的学术论文与研究成果
本文编号：3295771
【文章来源】：清华大学北京市 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：127 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 引言
1.1 课题研究背景
1.1.1 IPv6过渡问题
1.1.2 接入网IPv6过渡
1.2 论文的研究内容与主要贡献
1.2.1 论文的研究内容
1.2.2 论文的主要贡献
1.2.3 论文的组织结构
第2章 相关工作综述
2.1 本章引论
2.2 IPv6与IPv4的协议对比
2.3 IPv6过渡基本问题
2.4 翻译过渡机制
2.4.1 翻译技术基本原理
2.4.2 无状态翻译
2.4.3 有状态翻译
2.4.4 主机侧翻译
2.4.5 翻译机制总结
2.5 隧道过渡机制
2.5.1 隧道技术基本原理
2.5.2 网状隧道
2.5.3 主机间隧道
2.5.4 星型隧道
2.5.5 隧道与两次翻译
2.5.6 隧道机制总结
2.6 研究热点和难点
2.7 本章小结
第3章 接入网隧道过渡体系结构
3.1 本章引论
3.2 端到端异构互连问题描述
3.3 接入网隧道过渡体系结构
3.3.1 虚拟网络层连接构建
3.3.2 端到端双栈可达路径构建
3.3.3 基于隧道的终端同地址簇通信模型
3.3.4 接入网隧道过渡体系结构可行性分析
3.3.5 基于隧道的状态迁移优化
3.4 接入网隧道过渡的基本形式与要素
3.4.1 接入网隧道过渡问题描述
3.4.2 隧道机制过渡要素
3.4.3 地址资源分配利用要素
3.4.4 隧道流异构路由要素
3.5 本章小结
第4章 接入网隧道过渡协议机制
4.1 本章引论
4.2 接入网4over6机制设计关键点分析
4.3 跨IPv6网络的IPv4地址下发
4.3.1 协议设计思想
4.3.2 协议概述
4.3.3 客户端中继行为
4.3.4 服务器行为
4.3.5 网络侧中继行为与客户端中继地址选项
4.4 接入网隧道方案公有4over6
4.4.1 使用场景
4.4.2 地址分配与绑定
4.4.3 隧道发起点行为
4.4.4 隧道集中点行为
4.5 基于动态地址分配的端口集下发
4.5.1 DHCPv4协议端口集选项
4.5.2 客户端与服务器行为
4.5.3 端口离散化与随机化考虑
4.5.4 DHCP强制广播
4.6 地址共享的接入网隧道方案轻量级4over6
4.6.1 轻量级4over6结构
4.6.2 IPv4地址与端口集下发
4.6.3 隧道发起点行为
4.6.4 隧道集中点行为
4.6.5 ICMPv4协议处理
4.7 协议机制的标准化与实现部署
4.7.1 协议机制IETF标准化
4.7.2 协议机制实现与部署
4.8 本章小结
第5章 隧道终端共享的地址资源分配
5.1 本章引论
5.2 端口集资源分配问题建模
5.2.1 问题描述
5.2.2 评价指标
5.3 端口集共享方式下的高效地址分配算法
5.3.1 端口集二分与合并
5.3.2 LMB分配与回收算法
5.4 时间感知的高效地址资源分配算法
5.4.1 邻域回收时间匹配策略
5.4.2 时间戳限制邻域策略
5.4.3 TI-LMB算法
5.5 性能评价
5.5.1 实验方法
5.5.2 实验结果分析
5.6 本章小结
第6章 隧道集中点置放与路由规划
6.1 本章引论
6.2 问题形式化与复杂度分析
6.2.1 形式化建模
6.2.2 复杂度分析
6.3 问题分解
6.3.1 消除流的hub特性
6.3.2 最小费用不可分流问题
6.4 最小干扰贪心路由算法
6.4.1 最小干扰路由的贪心策略
6.4.2 MIG算法及其复杂度
6.5 性能评价
6.5.1 实验方法
6.5.2 实验结果分析
6.6 本章小结
第7章 结论与下一步工作
7.1 论文的主要结论
7.2 下一步研究工作
参考文献
致谢
个人简历、在学期间发表的学术论文与研究成果
本文编号：3295771
本文链接：https://www.wllwen.com/guanlilunwen/ydhl/3295771.html
