基于nat-pt转换网关alg设计和实现论文

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1、摘要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，还要进行协议翻译，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。现有的网络中有许多应用层的协议，为了实现某些特定功能，则会将IP地址信息和TCP／UDP的端口信息作为通信负载的一部分进行传输。当这样的数据报文通过NAT—PT网关设备时，由于NAT-PT的基本功能只对IP网络层和TCP／UDP传输层进行翻译转换，若不对应用层负载中的IP

2、和TCP／UDP端口信息进行相应的处理，则应用层的通信将可能无法完成，因此NAT—PT必须结合应用层网关(hpplicationLayerGateway)才能完整实现IPv4一IPv6互通的功能。本课题着力于研究在NAT—PT基本功能的基础之上，研究设计和实现支持关键应用层协议的应用层网关，包括DNS—ALG，FTP—ALG和SIP-ALG，其中SIP—ALG为NAT—PT(RFC2766)要求之外的新功能。DNS是支撑当今互联网的最关键的应用层协议之一，FTP是运用最为广泛的应用层文件传输协议，SIP是下一

3、代互联网中占据重要位置的新兴应用协议，这三种协议均需要ALG支持的应用层协议。本文首先介绍基于NAT—PT的IPv4一IPv6转换网关的关键技术，为ALG设计与实现提供技术背景，然后分别针对三个应用层协议的技术原理进行具体的研究和分析，提出对应的穿越NAT—PT的应用层协议翻译模型或者处理算法，在此基础之上，为每一个应用层协议设计出具有实用价值的应用层转换网关，本文对此进行了详细的分析和叙述，并从系统结构的角度提出了一个实用的优化性能的解决方案。本文的最后一部分简要的介绍了对ALG系统测试方案的设计。在设计和

4、实现各个ALG系统的过程中，除了对协议进行分析研究，提出确实可行的翻译算法和设计之外，还提出了基于快速消息分类算法，基于哈希和索引目录的快速查询算法，较好的提升ALG系统的处理速度。通过一系列的研究和分析，本课题最终完成了基于NAT—PT的应用层网关ALG的设计与实现，并且通过了测试验收，达到了实用的目的。关键词：NAT—PT，IPv4／IPv6，应用层网关，SIP—ALGABSTRACTNAI’。P。I’lSatransitionmechanismtObedesignedtoallowdirectcommu

5、nicationbetweenIPv6一onlynetworksandmv4一onlynetworks．ThetermNAT-PTstandsforNetworkAddressTranslationandProtocolTranslation．NATreferstotranslafionofanIPv4addressintoanIPv6addressandvice．versaandPTstandsforthetranslationoftheIPv4packetintoasemanticallyequivale

6、ntIPv6packetandvice·versa．Inordertoimplementsomefeature，someoftheapplicationlayerprotocolwillcontaintheIPinformationandPortnumberofTCP／LIDPillitspayload．andforwarditthroughnetwork．OncethesepackagegothroughtheNAT·PTgateway．becausethebasicfunctionofNAT·PTisju

7、sttranslatetheIPaddressofnetworklayerandTCP／UDPlayeroftransportlayer,ifNAT-盯gatewaydon’tdoanyprocesswiththeapplicationlayerpayloadofthesepackage，itmustbefailedtocompletethecommunicationbetweentwonodes．Therefore．NAT·PTmustcombinewithApplicationLayerGatewayto

8、achieveitsgoal．Inthissubject，basetheresearchingthebasicfunctionofNAT-PT，wewillfocusonthedesignandimplementtheALGsystemforthemostimportantapplicationlayerprotOcol，itwillbeincludingDNS-ALG，FTP—ALGandSIP—