3。2 算法的设计与分析 16

3。3 结果分析 23

第四章 支持 CIDR 的分组转发算法实现 24

4。1 CIDR 24

4。2 算法的设计与分析 26

4。3 结果分析 32

致谢 34

参考文献 35

附录一 36

附录二 48

第一章 绪论

IP 是因特网（TCP/IP）的核心协议。如今因特网用的 IP（即 IPv4）是在 20 世纪 70 年代末期设计的。因特网经过数十年快速发展，到 2011 年 2 月，已没有剩余的 IPv4 地址用来分配，ISP 已经不可能再申请到新的 IP 地址块了。为此，只有采用最根本的方 法即开发拥有更大地址空间的新版本 IP，即 IPv6。 现在互联网由 IPv4 过渡到 IPv6 是 个不可跨越的重要阶段。

本章首先介绍了一下 IPv4 逐渐暴露的缺点以及 IPv6 带来的好处，然后对国内外关 于 IPv6 的研究现状进行了简要介绍，最后重点讨论了 IPv4 向 IPv6 演进中的过渡策略 如双栈技术、隧道技术、翻译技术。这些内容将有助于今后的进一步研究。

1。1 引言

由于互联网规模庞大，现在的 IPv4 用户和因特网的设备数量太多，IPv4 到 IPv6 的演进只能慢慢逐步实现。 此外，大多数企业和用户越来越享受于依赖互联网的日常 工作中，他们不能忍受有问题在协议过渡中出现。因此，从 IPv4 到 IPv6 的过渡只能逐 步进行，在这过程中，既要体验到 IPv6 协议带来的益处，还能够与剩余使用 IPv4 协议 的用户进行沟通。IPv4 到 IPv6 的平滑过渡演变为 IPv6 可以成功进行的关键因素[3]。

在 IPv4 向 IPv6 过渡的背景下研究传统路由器的工作原理，不但有很强的理论价值， 而且还极具现实意义。

IPv4 的局限性：

（1）IP 地址已经用光；（2）IP 地址使用太过复杂；（3）网络地址转换技术破坏 了端与端之间的结构；（4）IPv4 协议保密性不好，不够安全；（5）IPv4 的服务质 量不够高。

IPv6 的技术优势：

（1）拥有足够大的地址空间，利于分配；（2）提高了安全性，增强安全机制；（3） 服务质量有了新的提高；（4）着重提高了对 IP 移动性方面的支持；（5）用户的 IP 地址可以自动完成配置。

1。2 IPv6 的研究现状与发展

1。3   IP 层的过渡策略与技术

IPv6 不仅要能使现在全部应用地址方面的需求得到满足，并且还必须有更多新的特 点，这使得需要很长一段时间来使得它流行开来。IPv6 替代 IPv4 的进程一定很缓慢，

当随着 IPv6 逐步成长壮大时，IPv4 退出历史舞台才会成为现实。因为 IPv6 协议与 IPv4 协议呈不兼容状态,所以 IPv4 演进为 IPv6 并与之互通的过程成为了整个进程的核心研 究问题[19]。

事实上,如何使 IPv4 过渡到IPv6 这问题在初期研究 IPv6 时就已经纳入考虑范围了, 并为了使这一过程更加简化也提供了一些 IPv6 本身特有的性质。比如,IPv6 地址能自动 由 IPv4 地址产生，并与 IPv4 地址相兼容;IPv6 也能够在 IPv4 协议基础的网络上构建隧 道,连接 IPv6。如今对从 IPv4 过渡到 IPv6 的问题已经提出了很多差别各异的策略,它们 偏重不同的过渡原理,在下面将着重介绍 IPv4 过渡到 IPv6 的基本方法。