试论ipv6网络拓扑发现的研究与实现

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1、IPv6网络拓扑发现的研究与实现重庆大学硕士学位论文学生姓名：许靓指导老师：唐学文高工专业：计算机系统结构学科门类：工学重庆大学计算机学院二OO八年四月StudyandRealizationonTopologyDiscoveryofIPv6NetworkAThesisSubmittedtoChongqingUniversityinPartialFulfillmentoftheRequirementfortheDegreeofMasterofEngineeringbyXuLiangSupervisor:SeniorEngineeringTangXuewenMajor:Compute

2、rSystemArchitectureCollegeofComputerScienceofChongqingUniversity,Chongqing,ChinaApril,2008中文摘要摘要随着网络应用的蓬勃发展和网络规模的迅速扩大，基于IPv4协议的Internet逐渐显示出地址空间匮乏、缺乏QOS保证等弊端。IETF从1991年开始着手研究下一代IP网络协议——IPv6协议，以此来代替IPv4协议。IPv6网络庞大的节点数量以及对各类协议的重新定义，导致IPv6的网络管理不同于IPv4的网络管理。随着IPv6网络规模的逐渐扩大和网络软硬件设施的日益复杂，得到一个完整、准确的

3、IPv6网络拓扑结构图对于网络管理、网络优化、故障定位等应用越来越重要。由于适用于IPv4网络的拓扑发现技术和方法不能很好地适应IPv6网络环境，针对IPv6网络拓扑发现技术研究的必要性和紧迫性不容忽视。本文首先对IPv6协议进行简单介绍，然后分析IPv6协议对TCP/IP模型的影响，并介绍了IPv4网络拓扑发现的常用方法和IPv6网络拓扑发现的难点。针对网络层拓扑发现，本文扩展了Traceroute探测方法的适用范围，充分结合IPv6的协议特性和实际的网络环境，利用流标签字段实现了单点多路径探测，并对IPv6下的路由器别名解析问题提出了合理的方法，同时论文借鉴现有的文献研究成果

4、，利用IPv6源路由功能提高交叉路径的发现能力。由于IPv6对链路层影响较小，IPv4中的二层交换设备将在IPv6网络中继续沿用下去。所以IPv4下基于地址转发表或基于生成树协议的链路层发现方法仍然可以在IPv6网络中发挥作用，探测交换设备之间的级联关系。同时，本文基于IPv6的邻居发现协议和多播特性，对终端节点信息进行搜集。由于IPv6网络和IPv4网络将长期共存，所以双栈和隧道等网络元素的识别对于过渡环境下的拓扑发现和网络管理具有重要意义。本文利用名称解析、路径MTU探测等方法对这些特殊网络元素的识别进行探索性的研究。最后，本文设计并实现了IPv6网络拓扑发现原型系统，在Ce

5、rnet2主干网和重庆大学IPv6实验室中进行测试，分析验证了本系统的正确性和有效性。关键词：网络管理，拓扑发现，IPv6，Traceroute，隧道I重庆大学硕士学位论文II英文摘要ABSTRACTMorenetworkapplicationsandlargernetworkscalerevealthelimitationsofInternetnetworkbasedonIPv4protocol,suchaslackofaddressandnoneofQualityofService.Since1991,IETFhasbeguntoresearchthenextgenerati

6、onInternetprotocol—IPv6protocolthatisusedtosubstituteforIPv4.AstherewillbeagreatdealofnetworkdevicesinIPv6networkandtheredefinitionofmanykindsofprotocolswhicharecorrelativewithIPv6,IPv6networkmanagementisdifferentfromIPv4.WiththeexplodingscaleandcomplexityofIPv6networktheseyears,it’smoreandmo

7、reimportanttogetacompleteandcorrectInternettopology,whichcanbeusedinthesefieldssuchasnetworkmanagement,networkoptimizationandfaultlocation.DuetoexistedtechniquesforIPv4networktopologydiscoverycan’tbeportedtoIPv6networksdirectly.Itbecomesmorea