NAT-PT技术及其在FreeBSD系统中的实现方案.pdfVIP

NAT-PT 技术及其在 FreeBSD 系统中的实现方案 * 乐德广 吴孙桃 刘年生 郭东辉 厦门大学技术物理研究所 厦门 361005 摘要 NAT-PT 是解决IPv4/IPv6 共存过渡问题的关键技术之一, 本文主要介绍了NAT-PT 及其相关的网间协议转换技术 并在 FreeBSD 系统下采用 NAT-PT 技术设计出 IPv4/IPv6 转 换网关 最后, 利用该网关在实际网络环境中进行运行测试和评价 关键词 IPv6 过渡机制 协议转换 NAT-PT 1 引言 Internet 和移动通信的飞速发展对 IP 地址空间提出了更大的需求 导致 IPv4 地址空间 的耗尽 同时, Internet 上如实时语音 视频通信等新应用的开展 对网络服务质量的要求也 越来越高 使得 IPv4 在获得巨大成功的同时也面临困境 为此人们加紧对下一代因特网协 议 即 IPv6 的研究[1,2] 虽然 IETF Internet Engineering Task Force 目前已制定了IPv6 的各种协议标准[3] 并在世界范围内广泛地建立起 IPv6 实验网 但是 Internet 不可能在短时 间内从现有的 IPv4 升级到 IPv6 因此在相当长的一段时期内 IPv6 网络将和 IPv4 网络共 存 这样就必须保证 IPv6 和 IPv4 具有互操作性 所以 IETF 于 1996 年就成立了专门的工作 组 Ngtrans 来研究 IPv4 向 IPv6 过渡的机制和互操作问题 至今已提出了一系列相关 的技术 IPv4/IPv6 的共存过渡技术可以归纳为三类 双协议栈技术 隧道技术 协议转换技术 其中 双协议栈技术是在网络层同时支持 IPv4 和 IPv6 协议 可以收发 IPv4 和 IPv6 两种 IP 数据报 该技术实现简单 并已经得到许多软 硬件产商的支持 隧道技术则是将 IPv6 数 据报封装在 IPv4 数据报中实现在 IPv4 网络中 IPv6 站点之间的通信 具体实现可参考文献 [2] 而协议转换技术是进行相应协议转换实现纯 IPv4 和纯 IPv6 之间的通信 主要有 NAT Network Address Translation -PT[4] SIIT Stateless IP/ICMP Translation [5] SOCKS[6] 等方法 2 NAT-PT 协议转换技术 NAT-PT 协议转换技术主要是利用 IPv4/IPv6 NAT 进行 IPv4 地址和 IPv6 地址的转换 同时与 SIIT 的 IP 协议转换结合来实现地址 协议的转换, 并采用 DNS-ALG 技术直接实现 IPv4 和 IPv6 间的域名系统解析或寻址 2.1 IPv4/IPv6 网络地址转换 在 IPv4/IPv6 NAT 中设置一个IPv4 地址池 当需要把 IPv6 地址转换成 IPv4 地址时 从 地址池中动态获取一个 IPv4 地址 把 IPv6 源地址转换成该 IPv4 地址 并提取 IPv6 目的地 址中的主机地址部分作为 IPv4 目的地址 然后重新计算报头的校验和 并把该地址转换记 录在地址转换映射表中 当需要把 IPv4 地址转换成 IPv6 地址时 则根据地址转换映射表中 的地址转换记录 把 IPv4 地址转换成相应的 IPv6 地址 NAT 转换示意图如图 1 所示 对于 NAT 转换 每一个连接需要占用一个 IPv4 地址 因此限制了连接数 为此可以利用 TCP/UDP * 本文得到国家自然科学基金项目 No 福建省自然科学基金项目 No.A0010019 No.A0110005 和福建省高新技术项目等经费的资助 通讯联系人