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在未来的发展中,数据通信网络也将不断数字化、智能化以及综合化,帮助人们掌握更多信息。下面是我为大家整理的数据通信 毕业 设计论文,供大家参考。
《 网络编码的数据通信技术研究 》
摘要:随着现代通信技术的发展,社会对网络数据通信的质量要求不断提升,如何在现有的数据条件及网络资源下提高数据通信质量,是当前网络通信研究人员所面临的一项重要课题。而网络编码技术的出现和应用,为此类问题提供了有效的解决途径。笔者对基于网络编码的数据通信技术进行分析和研究,以提高网络通信质量,仅供业内人士参考。
关键词:网络编码;数据传输;网络通信
网络编码技术的出现和应用是现代通信技术领域内的一项重要变革,一定程度上改变了以往通信网络的数据传送模式和处理方式,减少信息传输过程中无用信息的产生,有效提升了网络吸纳和输出信息的数量,为数据通信质量的提升奠定了坚实基础。在现代社会发展形势下,网络编码技术在数据通信领域内发挥着重要作用。
1网络编码概述
网络编码的基本原理
网络编码在数据通信技术中,对网络结点输入和输出的关系进行了准确定位,当中间节点具备编码条件后,能够对所接收到的数据按照一定方式实现编码处理,直至传送至后续节点。后续结点的处理则具有一定可控性,不论是否进行编码都能够发挥其实际应用价值,若在必要情况下需要进行编码处理时,则应对所接收的信息再次进行编码后方可传输,并反复编码反复传输,最终保证编码信息达到目的结点。针对目的结点对信息进行准确译码后,方可对最初结点所发出的基本信息进行获取和判定。
网络编码的构造 方法
在进行网络编码组合的过程中,依据何种方式实现所接受数据的编码组合是当前相关领域内人士所面临的一个重要问题。基于当前网络编码构造的实际情况来看,不同的网络编码形式在具体表现方式上往往存在一定差异,尤其是在编码系数选择方式以及分组编码操作方式等方面,其表现更为明显。线性网络编码以结点对所接受的数据分组普遍实行线性编码组合型操作,以促进编码工作规范有序开展。当前编码系数在选择方式上存在差异,将网络编码构造分为两种,一是确定性网络编码,二是随机网络编码。确定性网络编码构造方式具有一定特殊性,主要是依据某一种算法对编码系数进行计算,而随机网络编码是依据伽罗符号进行随机选取以确定编码系数,通过对两种方式进行对比分析可知,随机网络编码构造方式的灵活性较强,在实际应用中能够取得比较理想的网络编码质量和效率。依据网络系统实际运行过程中编码实现方式的不同,可以将编码分为集中式网络编码和分布式网络编码。其中,集中式网络编码在对整体网络拓扑形式进行准确把握的基础上,依据整体网络情况对相应的编码系数进行合理分配和布局,以提高网络编码的有效性,但就实际情况来看,一旦遇到拓扑变化较大的情况,集中式网络编码则难以有效应对,此种情况下导致集中式网络编码在实际应用中不免存在一定局限性。而分布式网络编码的应用,在对网络系统内局部拓扑信息进行掌握后便可实现相应编码操作,相关实践研究显示,分布式网络编码在数据通信技术中具有良好的应用效果。
网络编码应用网络数据传送的研究
一是网络编码复杂度降低研究。现阶段最主要的问题就是怎样在提高网络编码效率的同时降低网络编码的复杂程度,还有就是在网络编码实用化的过程当中,逐渐控制网络编码的复杂程度,减少网络编码需要的额外计算量,从而降低系统实施成本。二是数据传送可靠性研究。现阶段对网络数据传输可靠性的网络编码研究主要是根据多径路由展开的,这也在一定程度上为网络编码中的数据传输提供了可靠性。因此,在多跳动态的网络环境当中,分析研究提高网络编码数据传送的可靠性具有很大的现实意义。
网络编码在数据通信技术中的应用
通常情况下,网络编码是指通过编码与路由信息的有机转换以达到技术目标,网络编码是现代数据通信技术领域内的新技术,将系统所接收到的数据流进行合理重组和排列后,基于不同路径实现多元数据的重新组合,通过对编码系数的有效利用,以实现数据的科学化处理,最终实现原始数据的有效还原。网络编码技术在数据通信技术内的有效应用,能够在一定程度上提升通信容量,改善通信质量,将数据通信领域内原有的网络层次与现代化网络有机融合,通过各自应用价值的有效发挥以及二者之间的协调配合,转变数据通信技术的数据处理方式,推进数据通信技术的现代化发展。也就是说,网络编码技术在数据通信技术领域内具有良好的应用价值,促进大量数据信息有序传输,并且实际传输的效率和稳定性能够得到有效保障。网络编码技术的有效应用,促使网络数据单词数据信息传输的顺利实现,信息传送量明显增加,这就明显减少了传送次数,改善网络运行质量,提高网络数据传送性能,从整体上促进宽带利用率的提升,改善能量资源的利用率,切实增强 无线网络 通信的安全性。因此,在现代社会科学技术不断进步的今天,基于网络编码的数据通信技术正不断实现跨越式发展,将会成为未来通信技术的重要发展趋势,值得加以进一步研究和推广应用。
2基于网络编码的数据通信技术分析与研究
基于网络编码的路由协议
基于网络编码的数据通信技术分析和研究显示,基于网络编码技术的路由协议的优化设计具有一定特殊性,作为网络数据传送分析与研究的重要内容,其对网络数据传送性能具有重要影响。基于网络编码的路由协议为网络编码的实现和合理应用提供可靠基础,通过将网络编码与路由协议有机统一,促进高层次的描述的形成,此种情况下,为网络系统的创新以及网络设备的科学化设计提供了可靠的理论依据,推进数据通信技术的现代化发展。就网络编码的路由协议的实际应用情况来看,其主要体现在独立路由协议的网络编码和编码感知的路由协议两方面,以是否存在主动编码机会为主要区分依据,判断路由协议是否可以创造更多编码机会,从而对相关编码机会进行有效利用,以提高数据通信的质量和效果。
基于网络编码的网络协议结构
当前,基于网络编码的数据通信技术主要基于网络层方面,随着网络编码与路由协议的有机融合,促使网络编码协议结构中的其他协议层得以不断深入,但是,与传统的网络数据传送模式相比,网络编码的内在特性存在一定独特性,在将网络编码引入到现有的网络数据传送协议后,极易出现新的网络编码问题,包括兼容性有限以及网络编码对网络协议层次结构的内在影响。在未来网络编码的数据通信技术发展过程中,此类问题能够在一定程度上为后续网络编码研究提供可靠的基础,促使网络编码与现有网络协议实现有机融合,提高网络数据传送性能的有效性和可靠性,促进网络编码在数据通信领域内实际应用价值的有效发挥。
基于网络编码的数据传送性能保证机制
在标准的网络环境下,网络数据传送极易受到网络拓扑结构的易变性和数据传送的突发性等因素的影响和作用,导致网络数据传送不稳定,甚至出现分组丢失以及数据传送延时等问题。因此,基于网络编码的数据通信技术应依据网络实际运行状态,探讨数据传送性能保证的编码策略方法,最大程度上提高数据传送的可靠性,避免数据传送延时情况出现。相关学者研究表明,采用多速率编码机制并利用不同链路的数据执行相关决策机制,有助于降低网络编码对数据传输的影响,使数据传送延时问题得以有效控制,在未来发展过程中,相关解决方案仍有待进一步探索。
基于网络编码的数据传送模型
构造算法的提出,为网络编码的成功构造以及保证网络各节点成功解码数据奠定了可靠的基础,在实际应用中,算法的复杂程度较低,易于部署应用。当前,网络编码的码构造算法主要有线性网络编码和随机网络编码等,就编码机制设计的实际情况来看,其中比较常用的是线性网络编码,基于网络中间节点对接收到的不同输入链路信息实现线性组合,进而将组合的数据进行转发。就线性网络编码的实际应用情况来看,其主要包括指数时间算法、多项式算法以及随机网络编码算法等比较典型的码构造算法。而随机线性网络编码方案往往具有相对独立的网络拓扑结构的灵活性,因此,线性编码运算形式具有简便性,可以提高数据通信质量和效果,在实际编码过程中大多采用随机线性网络编码构造方案。
3结语
通过对基于网络编码的数据通信技术进行分析和研究可知,当前我国网络编码在实际应用中仍处于初级阶段,在方案设计以及复杂编码的简化上有待进一步完善,以降低网络编码的复杂度,减少协议运行开销,促进数据通信技术应用过程中各项问题的有效解决。在未来的研究中,应不断加强网络编码的数据通信技术创新,从而更加广泛地应用于社会各个领域内。
参考文献
[1]余翔,吕世起,曾银强.C-RAN平台下信道编码与网络编码的联合算法设计[J].广东通信技术,2016(4).
[2]杨蕊.网络编码在无线网络中的应用及发展趋势[J].科技创业月刊,2013(5).
[3]李繁.网络编码技术原理及应用[J].成都纺织高等专科学校学报,2012(1).
《 高铁数据通信网路由的完善 措施 分析 》
一、简介IS-IS协议运用原理
在铁路数据通信网协议中,其中作为NSAP的主要地址格式。其AA代表私网的地址;其B1,B2作为设备归属自治域的号码后两位数组。我们都明确了解,广铁集团的AS值为65115,所以B1B2的值为15;其设备的Loopback地址在转换后所得到,我们以怀集站AR01为主要例子,将转换Loopback的地址之后,可得到010000000162,再每4位进行分段,也就是。这就我们就会得到怀集站的AR01最后的NASP是。
二、概述IS-IS协议工作过程
根据IS-IS链路状态中的路由协议规定,在分享和交换链路状态信息时,需要建立起相应的邻居关系,这也为链路信息的交换和分享打下坚实的基础。其中IS-IS主要是运用IIH报文,才能建立起相应的邻居关系,如果接口启用了IS-IS协议,这就需要将IIH报文立即发出[1]。在建立邻居关系之后,各邻居之间会分享同步链路数据库中的信息,在LSDB之中,包括很多链路状态基本信息,这些信息会被封锁在链路状态数据报文信息总,简单来讲,同步LSDB也就是对LSP的同步。IS-IS中,运用链路状态数据报文,部分队列报文PSNP3种或者完整队列号报文CSNP,这两者都需要在规定的时间内,完成链路状态数据库信息的同步。但是PSNP以及CSNP,都需要应用到数据库同步中,但CS-NP中,包括了PSNP中却只包括LSDB的部分信息,但是LSDB中全部LSP的摘要基本信息。
三、优化和调整方案
我们以贵广高铁的数据通信网络工程的实际状况为主要例子,并且结合IS-IS协议原理与铁路通信网建设标准相结合,这样可对广高铁数据通信网进行调整,在调整之后,可解决所存在的一些问题。因为其他冗余链路的Metric值,可设置为1024,并且考虑到贵广铁路通信网络的结构特点,可以引导业务流量共同分担负荷,需要将汇聚层以及接入层的全部链路的Metric值设置成为1024,这样就能将不同站点的业务流量,转发到不同链路层之中,进一步提高网络的性能。修改的具体方法,是在广州南站DR04的佛山西站AR01的GE3/1/1端口以及DR04的GE5/1/1端口中,执行isiscost1024level-2命令,然后不断调整Metric值。
四、优化验证结果
在修改之后,并且在查看怀集站路由表后发现,在通往广州南站的DR03,其下一地址为POS2/1/4,同时Cost值也再不断转变,去往广州南站的DR04下一跳为RAGG1,或者POS2/1/4。在调整参数后,可深入研究调整后的参数变化值,其路由器下端行口的数据流量也发生明显的变化。五、结语总而言之,在设置数据通信网路参数时,不但要考虑到铁路规范的具体要求,而且也需要结合工程建设实际情况,深入分析和研究对网络拓扑结构的设计,根据工程实际情况,科学合理对数据流量加以引导,分担好负荷,这样才能促使数据通信业务的稳定、有序运行。
《 GPRS网络下无线数据通信系统设计分析 》
【摘要】随着GSM应用范围的不断扩大,其在数据传输效率、频谱利用率等方面的缺陷逐渐暴露,而GPRS网络在分组交换技术的作用下,不仅可以有效的弥补GSM的不足,而且在通信费计算方式方面更加合理,为跨地区接入提供了可能,所以基于GPRS网络的无线数据通信系统越来越受到关注,在此背景下,本文针对GPRS网络的无线数据通信系统结构设计展开研究,为推广GPRS网络的无线数据通信系统的应用范围作出努力。
【关键词】GPRS网络;无线数据通信系统;设计
前言
移动台MS、BSS基站子系统、SGSN和GGSN是GPRS网络的主要构成,其在运行的过程中,GPRS与GSM基站先实现有效的通信,然后由基站将GPRS分组向SGSN传送,在SGSN和GGSN通信后,后者对具体的GPRS分组完成处理过程,将处理结果向对应的网络传输,而无线数据通信系统通常依托无线网络实现通信功能,其需要相应的设备、模块、服务器和网络结构,所以对基于GPRS网络的无线数据通信系统的设计研究,需要结合GPRS网络运行原理和无线数据通信系统构成进行。
1基于GPRS网络的无线数据通信系统的设计思路
现阶段将固定且合法的IP地址直接应用于用户数据中心、将存在固定且合法的路由器应用于不存在合法IP地址的用户数据中心、将动态IP地址直接应用于用户数据处理中心、利用专线直接将用户数据中心与GPRS网络相连接四种方案均可以实现网络数据传输;而MobiteehModule模块设备在GPRS网络总应用可以实现太网向GPRS网络的转换、串口向GPRS网络的转换、串口向以太网的转换,为多台计算机同时访问GPRS网络资源、远程无线联网、用户终端对计算机网络资源共享等三种功能的实现提供了可能,所以在针对基于GPRS网络的无线数据通信系统进行设计的过程中,只要针对通信接口、通信协议和通信策略三方面进行具体的设计,即可以推动基于GPRS网络的无线数据通信系统功能的实现。
2基于GPRS网络的无线数据通信系统的设计过程
通信接口设计
通常情况下无线数据通信系统要实现其无线数据传输的功能,需要利用M2M模块向数据发出数据请求和发送数据的数据下发接口和数据上报接口;需要服务其主动发送命令所需的远程控制接口;服务器对相关结构状态参数进行设定和查询所需的接口;模块以检测规则为依据提出相关警告的警告监测接口、利用M2M模块相服务器发送非文字信息的接口以及模块自身对手机短信实施收发的短信通道接口,所以在针对基于GPRS网络的无线数据通信系统接口进行设计的过程中要保证以上类型的接口均存在[1]。
通信协议设计
只有无线数据通信中心和远程终端双方能够共同理解某种语言,才能保证无线数据传输的实现,这种语言即通信协议,所以在设计的过程中要对通信协议进行针对性的设计,通常其需要对无线数据通信系统的功能进行描述或反映,笔者设计的通信协议为表示层、业务逻辑层和数据层相互独立的C/S结构,并将重心和远程中观信息交互功能独立设计为消息代理模块,这对提升无线数据通信系统反映的灵活性和功能的扩展性等具有积极的作用,而且对提升业务逻辑系统的运行效率和整个系统的安全性也具有较显著的效果。需要注意的是此通信协议在应用的过程中会使原本存在的网络传输差异被人为忽视,为GPRS网络无线数据传输提供平台,换言之其只针对应用层进行定义。在无线数据通信中心和远程终端的信息交互过程中考虑到GPRS网络支持IP协议,所以经UDP协议应用于MA和RTU网络层通信过程中,但考虑到其安全性,需要在请示消息发出后立即出现对应的应答消息,在请示消息发出但并未获取应答消息后应及时重发以此保证通信过程的可靠性[2]。考虑到GPRS网络以流量作为收费的主要依据,所以在通信协议交互消息的过程中以数据传输量相对较少的二进制格式或XML格式为主,以此节省成本,通常情况下其交互消息由通信前导标识、协议类型、服务器ID、模块ID、总计包数、当前包索引、所述包组、内容等结构构成。
通信策略设计
通常情况下通信策略针对GPRS非确认发送、可靠发送但需手机短信确认、可靠发送不需确认、图像发送不需确认等情况编辑相应的策略。具体设计结合系统的相应程序进行确定和更改。
3结论
通过上述分析可以发现,以GPRS网络为基础的无线数据通信系统在通信设备基站等方面具有广阔的应用空间,GPRS网络运行原理和无线数据通信系统构成决定,在具体设计的过程中需要针对通信的接口、协议、通信策略等多方面进行,任何方面存在设计缺陷,均会影响无线数据通信的正常实现。
参考文献
[1]刘媛媛,朱路,黄德昌.基于GPRS与无线传感器网络的农田环境监测系统设计[J].农机化研究,2013,07:229~232.
[2]程伟,龙昭华,蒋贵全.基于GPRS网络的无线IP语音通信系统[J].计算机工程,2011,14:82~84+87.
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1引言随着对IPv4向IPv6过渡技术研究的不断深入,业界对于过渡问题的认识也不断深入,IETF对于这个问题的认识经历了迁移(Migration)、过渡(Transition)、集成(Integration)、互操作(Interoperation)长期共存(Co-existence)阶段。从长远来看,IPv4和IPv6技术在网络中将长期共存(Co-existence)。未来的IP网络将是IPv4网络与IPv6网络的集成(Integration)网络。2综合组网的基本原则在讨论具体IPv4/v6综合组网技术时,首先需要明确的是综合组网时所应依据的具体原则,这些原则实际上是IPv4/v6综合组网的基本需求,也是讨论和分析IPv4/v6综合组网技术时的重要依据和基础。IPv4/v6综合组网时所需要依据的原则可以分为必需满足的原则和参考原则两种。必需原则(1)最大限度地保护既有投资(终端用户,ISP,ICP,电信运营商)在进行IPv4/v6综合组网方案的研究时,需要考虑到现有的各个网络运营实体的既有投资,这包括设备投资、市场投资、技术储备、人才储备等多个方面。只有很好地保护既有投资的组网技术和其相应的方案才能具有较好的实用性。(2)保证IPv4和IPv6主机之间的互通网络中的IPv4主机和IPv6主机必须能够互通,包括路由可达和IP包可达。只有在两者互通的基础上才能谈应用层面的互通。(3)保证现有IPv4应用在综合组网环境中的正常应用现有IPv4网络中的应用已经支持了大量的用户,IPv6技术在网络中的引入不能对现有的业务造成影响,这种影响包括业务性能的影响、网络可靠性的影响以及网络安全性的影响等多方面。(4)避免设备之间的依赖性,设备的更新须具有独立性IPv4/v6综合组网技术要求避免设备升级时设备之间的依赖和耦合,网络中的各个部分可以单独选择可用的组网技术,这些技术的选择不能制约其他网络部分组网技术的选择和设备的更新。(5)综合组网过程对于网络管理者和终端用户来讲要易于理解和实现综合组网过程简单并易于实现是组网成功与否的一个重要因素,过为复杂的组网过程不但增加网络故障发生的机率,而且也影响用户的跟进速度。(6)提高组网灵活性,支持网络渐进升级,用户拥有选择何时过渡和如何过渡的权利(7)综合组网以后网络的服务质量不应该有明显的降低由于IPv6路由器的性能比同级别的IPv4路由器的性能有所下降,双栈路由器的性能也不是很高,因此IPv4/v6综合组网以后,网络的整体性能可能下降,但是这种下降不会对现有业务的服务质量造成明显的影响。(8)综合组网以后网络的可靠性和稳定性不能削弱(9)综合组网过程中应该考虑如何充分发挥IPv6的技术优势IPv6技术的提出主要是为了解决IP地址空间不足的问题,但也增加了一些其他功能,比如网络安全性支持能力等。在综合组网技术研究中应该考虑如何使这些技术优势得以发挥。(10)在设计综合组网方案时,一方面要考虑到IPv4/v6长期共存,另一方面也要考虑到将来网络全部采用IPv6的可能。因此,在技术研究时要注意所选技术能够支持网络的平滑过渡,不会形成将来网络过渡的新障碍。参考原则(1)在IPv4业务和IPv6业务互不影响的前提下,支持IPv4业务与IPv6业务的互通在综合组网初期要实现IPv4网元与IPv6网元的互联,可以分别支持IPv4业务和IPv6业务,这些业务可以单独运营,互相不互通,在综合组网的后期要实现IPv4业务与IPv6业务的业务层面的互通。(2)应着重考虑从边缘到骨干的逐步演进策略(同时关注从骨干到边缘的策略)网络演进的策略(从边缘到骨干还是从骨干到边缘)一直是IPv4/v6综合组网技术研究中有较多争论的问题。一般认为,IPv6技术在网络中的引入主要是为解决IP地址空间不足的问题,而大量消耗IP地址的是网络的边缘,因为网络的终端、接入设备、汇集设备数量远远多于城域核心网络或骨干网络的网元数目,因此在网络边缘采用IPv6技术可以有效地解决IP地址空间不足的问题。另一方面,骨干网络和城域核心网络的设计原则是简单、高效,而就目前的实际情况来讲,IPv6路由器的路由转发性能低于IPv4路由器的性能,因此在城域核心网和骨干网应该采用IPv4协议,目前还没有对这部分网络进行IPv6协议升级的迫切需求。保证核心网和骨干网的长期相对稳定有利于网络的持续稳定发展,因此从边缘到骨干的网络逐步演进策略得到了大多数研究人员的认同。(3)综合组网后网络管理功能应该较原有网络有所加强在电信网络中引入IP技术以后,网络的管理模式和运营模式都不能再按照互联网的相关模式进行,这一点已经得到了越来越多的研究人员的支持。原有IPv4网络所存在的技术、管理方面的问题已经逐步暴露出来,在IPv4/v6综合组网技术的研究中,要同时考虑这两方面的内容,提高网络的可管理性和可维护性。(4)应考虑综合组网对用户认证和计费方式的影响IP网络的计费和认证问题一直是一个重点研究的热点,这个问题在电信网络中尤为突出,目前在IPv4网络中的计费认证问题已经有了一些解决办法,并且这些办法在实际网络中也得到了一定程度的应用,取得了一些成果。但是,IPv6技术在网络中的引入使得问题变得更为复杂,有时会出现重复计费和认证的现象。(5)应考虑对IPv4地址资源的使用效率在进行IPv4/v6综合组网时,不同的综合组网技术对于IPv4地址的需求也不相同,有些组网技术依然需要大量的IPv4地址,因此IPv4地址的需求量也是综合组网技术研究中应该注意的一个问题。(6)应考虑为终端用户所能带来的好处(业务、兴趣点等)在IPv4网络中引入IPv6技术,可以解决运营商的IP地址空间不足的问题。但是,网络的这种升级究竟能为终端用户带来什么好处,或者说,终端用户有什么理由要支持这种升级是一个需要考虑的问题。网络升级以后能够提供更好的服务或者可以增加新的业务种类,并形成新的业务兴趣点是刺激终端用户积极跟进的重要因素。网络升级以后,只有用户的增加、用户对网络满意度的提高、业务收入的增长才能够真正推动运营商对网络升级改造的进程。(7)各电信运营商应该有明确的网络过渡计划网络的升级是一个牵涉到网络各个层面的重要问题,因此运营商应该有一个长远的规划和具体的实施计划,这种规划和计划应该和企业的技术路线和网络发展方向相一致,避免网络升级过渡的盲目性以及由此带来的诸多混乱。(8)综合组网时应统筹考虑到对现有IPv4网络中存在的一些问题的改进(NAT,地址规划等)在IPv4/v6综合组网技术研究时要充分分析和研究现有IPv4网络中所存在的问题,以期在综合组网方案中能够解决或者避免这些问题。(9)网络的各个部分之间的技术选择应该具有独立性,如城域核心网、接入网、驻地网应该可以选择不同的技术。3现有综合组网技术双栈策略双栈策略是指在网元中同时具有IPv4和IPv6两个协议栈,它既可以接收、处理、收发IPv4的分组,也可以接收、处理、收发IPv6的分组。对于主机(终端)来讲,“双栈”是指其可以根据需要来对业务产生的数据进行IPv4封装或者IPv6封装。对于路由器来讲,“双栈”是指在一个路由器设备中维护IPv6和IPv4两套路由协议栈,使得路由器既能与IPv4主机也能与IPv6主机通信,分别支持独立的IPv6和IPv4路由协议,IPv4和IPv6路由信息按照各自的路由协议进行计算,维护不同的路由表。IPv6数据报按照IPv6路由协议得到的路由表转发,IPv4数据报按照IPv4路由协议得到的路由表转发。隧道策略隧道策略是IPv4/v6综合组网技术中经常使用到的一种机制。所谓“隧道”,简单地讲就是利用一种协议来传输另一种协议的数据技术。隧道包括隧道入口和隧道出口(隧道终点),这些隧道端点通常都是双栈节点。在隧道入口以一种协议的形式来对另外一种协议数据进行封装,并发送。在隧道出口对接受到的协议数据解封装,并做相应的处理。在隧道的入口通常要维护一些与隧道相关的信息,如记录隧道MTU等参数。在隧道的出口通常出于安全性的考虑要对封装的数据进行过滤,以防止来自外部的恶意攻击。隧道的配置方法分为手工配置隧道和自动隧道,而自动配置隧道又可以分为兼容地址自动隧道,6to4隧道,6over4,ISATAP,MPLS隧道,GRE隧道等,这些隧道的实现原理和技术细节都不相同,相应的其应用场景也就不同。典型的隧道技术主要包括:(1)配置隧道手工配置隧道主要应用在个别IPv6主机或网络需要通过IPv4网络进行通信的场合,这种方式的优点是实现相对简单,缺点是扩展性较差,表现在当需要通信的IPv6主机或网络比较多时,隧道配置和维护的工作量较大。(2)6to4隧道6to4隧道是自动隧道的一种,也是IETF较为重视、并得到深入研究、有广阔应用前景的一种网络过渡机制。6to4隧道的主要应用环境是,它可以使连接到纯IPv4网络上的孤立的IPv6子网或IPv6站点与其它同类站点在尚未获得纯IPv6连接时彼此间进行通信。(3)兼容地址自动隧道兼容地址自动隧道是自动隧道的一种,在IETF的RFC中进行规定,但是目前已经不推荐使用这种隧道方式。(4)6over46over4机制通常只能应用在网络边缘,例如企业网和接入网。6over4能够将没有直接与IPv6路由器相连的孤立的IPv6主机通过IPv4组播域作为它们的虚拟链路层形成IPv6的互联。通过这种机制,IPv6可以独立于底层的链路,可以跨越支持组播的IPv4子网。6over4机制由于要求在IPv4网络中支持组播功能,而目前大多数网络均没有布置组播功能,因此在实际应用中很少被利用。(5)隧道代理隧道代理通常应用于独立的小型的IPv6站点,特别是独立的分布在IPv4互联网中的IPv6主机需要连接到已有的IPv6网的情况。隧道代理(TB)提供一种简化配置隧道的方法,可以减少繁重的隧道配置工作。隧道代理的思想就是通过提供专用的服务器作为隧道代理,自动地管理用户发出的隧道请求。用户通过TunnelBroker能够方便和IPv6网络建立隧道连接,从而访问外部可用的IPv6资源。隧道代理这种过渡机制对于在IPv6的早期为吸引更多的IPv6使用者能方便快捷地实现IPv6连接有很大的益处,同时也为早期的IPv6提供商提供了一种非常简捷的接入方式。(6)ISATAPISATAP机制(theIntra-siteAutomaticTunnel Addressing Protocol,站内自动隧道寻址协议)在IETF的RFC中进行定义,通常应用在网络边缘,如企业网或接入网。ISATAP可以和6to4技术联合使用,可以使IPv4站点内的双栈节点通过自动隧道接入到IPv6路由器,允许与IPv6路由器不共享同一物理链路的双栈节点通过IPv4自动隧道将数据包送达IPv6下一跳。(7)MPLS隧道MPLS隧道主要应用于骨干网和城域核心网。MPLS隧道实现IPv6岛屿互联的方式,尤其适合于已经开展了BGP/MPLSVPN业务的运营商。这种过渡方式可以使运营商暂时不必将现有核心网络升级为IPv6网络就可以实现对外提供IPv6业务。IPv6站点必须通过CE连接到一个或多个运行MP-BGP的双栈PE上,这些PE之间通过MP-BGP来交换IPv6的路由可达信息,通过隧道来传送IPv6数据包。(8)二层隧道为了连接分散的IPv6网络,一种可能的方法是利用二层技术(如ATM,PPP,L2TP等)把这些IPv6网络连接在一起。这种方式的优点是概念清晰、易于理解。缺点是实现较为困难,扩展性较差,当需要互联的IPv6网络较多时,不宜采用这种方式。翻译策略在网络的过渡时期不可能要求所有的主机或终端都升级支持双栈,在网络中必然存在纯IPv4主机和纯IPv6主机之间进行通信的需求,由于协议栈的不同很自然地需要对这些协议进行翻译转换。对于协议的翻译涉及两个方面,一方面是IPv4与IPv6协议层的翻译,另一个方面是IPv4应用与IPv6应用之间的翻译。翻译策略可以对应多种实现技术,其中NAT-PT和TRT主要应用于网络汇聚层,而BIA,BIS则主要是针对主机终端而提出的。(1)NAT-PTNAT-PT网关能够实现IPv4和IPv6协议栈的互相转换,包括网络层协议、传输层协议以及一些应用层协议之间的互相转换,原有的各种协议可以不加改动就能与新的协议互通,但该技术在应用上有一些限制:●在拓扑结构上要求一次会话中双向数据包的转换都在同一个路由器上完成,因此地址/协议转换方法较适用于只有一个路由器出口的网络;●一些协议字段在转换时不能完全保持原有的含义。(2)TRT传输中继转换器简称“TRT”(TransportRelayTranslator)适用于纯IPv6网络与纯IPv4网络通信的环境。TRT系统位于纯IPv6主机和纯IPv4主机之间,可以实现(TCP,UDP)/IPv6与(TCP,UDP)/IPv4的数据的对译。传输中继可以分为TCP中继和UDP中继两类。TRT与NAT-PT的最大区别是,TRT做为中继,在TCP/UDP层面以代理的身份来沟通双方,例如TCP中继分别与TCP通信的双方建立TCP连接,双方的所有TCP通信均由TCP中继来中转,而NAT-PT则只起翻译作用,并不代理通信。(3)BISBIS技术是在双栈主机中添加若干个模块(翻译器、扩展域名解析器、地址映射器),用于监测TCP/IP模块与网卡驱动程序之间的数据流,并进行相应IPv4与IPv6数据包之间的相互翻译。当与其他IPv6主机进行通信时,在这台主机内部给对应IPv6主机分配一些IPv4地址,这些地址只在这台主机内部使用。而且,这种分配过程是通过DNS协议自动来完成的。主机可以使用现有的IPv4应用和其他IPv6主机进行通信,使其成为能够既支持IPv4应用又同时支持IPv6应用的双栈主机,从而扩大了双栈主机的应用领域。此外,BIS机制还可以和其他的转换机制共存。(4)BIABIA技术在双栈主机的SocketAPI模块与TCP/IP模块之间加入一个API翻译器,它能够在IPv4的SocketAPI函数和IPv6的SocketAPI函数间进行互译,这种机制简化了IPv4和IPv6间的转换,无需进行IP头的翻译。采用BIA的双栈主机假定在本地节点上同时存在TCP/IPv4和TCP/IPv6两种协议栈。当双栈主机上的IPv4应用程序与其他IPv6主机通信时,API翻译器检测到IPv4应用程序中的SocketAPI函数,并调用IPv6的SocketAPI函数与IPv6主机通信,反之亦然。4综合组网技术的比较分析在IPv4/v6综合组网具体技术的选择时要重点考虑如下几个重要因素:(1)扩展性(Scalability)扩展性一方面是指某种组网技术能否支持网络平滑的升级,扩展性较差的技术虽然会解决目前的问题,但同时也会成为网络升级的障碍。另一方面是指,在网络的各个部分采用的不同技术之间是否存在制约,如某个网络的部分采用了6to4机制,则要求与其通信的其他网络部分也要支持这种机制(采用6to4路由器或6to4中继器)。(2)安全性(Security)安全性包括多个方面:首先,组网技术是否会破坏原网络的安全性。其次,组网技术本身是否存在安全漏洞或隐患。(3)性能(Performance)组网技术的性能包括其对原有网络的网络性能的影响、其自身的网络性能如何两方面。(4)主机需求(RequirementsofHosts)主要需求包括协议栈、IPv4地址(全局还是临时、如何获得和管理)需求、IPv6地址(地址类型、分配策略等)需求等。(5)路由器需求(RequirementsofRouters)(6)IPv4地址需求(IPv4AddressRequirement)当在网络中按照某个组网技术组网时,其对IPv4地址的需求量如何,需要全局地址还是临时地址,地址如何管理等。(7)IPv6地址需求(IPv4AddressRequirement)(8)易用性(EaseofUse)组网技术的复杂性直接制约了其应用的范围,一个复杂的、不易理解的组网技术对网络的采用会带来诸多问题(维护与管理、实施成本等)。(9)易管理性(EaseofManagement)(10)应用场景与应用阶段(ApplicationScenariosandPhase)每种网络迁移策略及其相应的组网技术均有其各自的优点和缺点,有着各自的适用环境,这些特性直接影响了在综合组网中组网技术的选择。(11)其他因素(OtherFactors)IPv6技术增加了一些和网络安全、QoS保证等方面的支持能力,但是在一些综合组网环境中,这些附加的特性可能不能得以体现。5结束语本文对IPv4/v6综合组网时应遵循的基本原则、涉及的主要策略和相应技术进行了分析,对于了解IPv4/6综合组网技术、设计IPv4/6综合组网方案有一定的帮助
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