| 【中文题名】 | 基于嵌入式Linux系统的NAT-PT网关的优化及功耗研究 |
| 【英文题名】 | Studying on Performance Optimization and Energy Consumption of Embedded Based NAT-PT Gateway |
| 【学科专业】 | 计算机应用技术 |
| 【论文级别】 | 硕士论文 |
| 【投稿时间】 | 2007-3-2 |
| 【中关键词】 | IPv6,NAT-PT,嵌入式Linux系统,性能优化,功耗, |
| 【英关键词】 | IPv6,NAT-PT,Embedded Linux,Performance Optimize,Energy Consumption, |
| 【分类导航】 | 工业技术>自动化技术、计算机技术>计算技术、计算机技术>计算机的应用>> |
| 【论文摘要】 |
IPv4地址空间匾乏、报头处理时间长和不适应现代面向流的网络信息传输,促进了IPv6协议的发展。由IPv4向IPv6的过渡将会相当漫长,并且是分阶段的。在过渡初期是许多分离的IPv6孤岛处于IPv4海洋之中,IPv6孤岛之间通过建立于IPv4网络之上的Tunnel相互连通;在过渡的中后期,IPv6网络的规模逐渐赶上并超过IPv4网络,这时的主要问题是如何使得IPv4网络和IPv6网络可以互通,对该问题目前国际上比较认同的解决方案是NAT-PT技术。目前NAT-PT技术正在Windows、FreeBSD、Linux等系统上进行研发。
NAT-PT转换网关涉及的关键技术有:IPv4与IPv6网络地址转换、IPv4与IPv6协议转换、应用层协议的转换。本论文是对这些关键技术的研究展开的。
本文的研究目标是提出NAT-PT的优化方案,来改善网关的转换速度和网关的稳定性,解决当前NAT-PT系统转换效率低下的问题。
首先对IPv4协议的局限性和IPv6协议的优点进行了陈述,并对过渡技术、NAT-PT技术及嵌入式系统的功耗模型的研究现状做了介绍。在比较IPv4协议与IPv6协议区别的基础... |
| 【论文题纲】 |
|
摘要 |
3-4 |
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Abstract |
4-7 |
|
表目录 |
7 |
|
图目录 |
7-9 |
|
第1章 前言 |
9-15 |
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1.1 研究背景 |
9-12 |
|
1.1.1 IPv4 的局限性 |
10 |
|
1.1.2 IPv6 的优点 |
10-11 |
|
1.1.3 IPv4 向IPv6 的过渡 |
11-12 |
|
1.2 研究及现状 |
12-13 |
|
1.2.1 过渡技术研究 |
12 |
|
1.2.2 NAT-PT 研究 |
12 |
|
1.2.3 功耗研究 |
12-13 |
|
1.3 论文研究目标和内容 |
13-14 |
|
1.3.1 研究目标 |
13 |
|
1.3.2 研究内容 |
13-14 |
|
1.4 论文结构 |
14-15 |
|
第2章 NAT-PT 相关研究 |
15-36 |
|
2.1 IPv6 地址 |
15-21 |
|
2.1.1 IPv6 地址分配 |
15-16 |
|
2.1.2 IPv6 地址表示法 |
16 |
|
2.1.3 IPv6 地址类型 |
16-17 |
|
2.1.4 IPv6 地址模型 |
17 |
|
2.1.5 IPv6 单播地址 |
17-19 |
|
2.1.6 IPv6 多播地址 |
19 |
|
2.1.7 IPv6 任播地址 |
19-20 |
|
2.1.8 IPv6 接口ID |
20-21 |
|
2.2 IPv4 与IPv6 报文比较 |
21-24 |
|
2.2.1 IPv4 报头 |
21 |
|
2.2.2 IPv6 报头 |
21-23 |
|
2.2.3 IPv4 报头和IPv6 报头的差别 |
23 |
|
2.2.4 ICMPv4 和ICMPv6 报文的比较 |
23-24 |
|
2.3 IPv6 协议与传输层协议的接入问题 |
24-25 |
|
2.3.1 上层校验和 |
24 |
|
2.3.2 传输层最大有效载荷 |
24-25 |
|
2.4 NAT-PT 工作原理 |
25-30 |
|
2.4.1 基本功能 |
25 |
|
2.4.2 地址转换 |
25-27 |
|
2.4.3 协议转换 |
27-29 |
|
2.4.4 应用层网关(ALG) |
29-30 |
|
2.5 BPF 包过滤机制 |
30-36 |
|
2.5.1 包捕获原理 |
31-32 |
|
2.5.2 BPF 工作原理 |
32-33 |
|
2.5.3 BPF 过滤器 |
33-36 |
|
第3章 NAT-PT 系统实现 |
36-43 |
|
3.1 实现环境 |
36-37 |
|
3.2 系统配置 |
37-39 |
|
3.2.1 Ultralin NAT-PT 配置 |
37 |
|
3.2.2 IPv6 网络主机配置 |
37 |
|
3.2.3 IPv6 DNS 配置 |
37-38 |
|
3.2.4 IPv4 DNS 配置 |
38-39 |
|
3.3 V4V6 互通性测试 |
39-43 |
|
3.3.1 从纯IPv6 网络访问IPv4 |
39-40 |
|
3.3.2 从IPv4 网络访问IPv6 |
40-43 |
|
第4章 NAT-PT 系统分析和性能研究 |
43-64 |
|
4.1 总体目标 |
43 |
|
4.2 系统分析 |
43-50 |
|
4.2.1 系统总揽 |
43-45 |
|
4.2.2 NAT 模块分析 |
45-49 |
|
4.2.3 ALG 模块分析 |
49 |
|
4.2.4 PT 模块分析 |
49-50 |
|
4.2.5 主控模块分析 |
50 |
|
4.3 系统性能研究 |
50-56 |
|
4.3.1 带宽测试 |
50-52 |
|
4.3.2 延时测试 |
52-54 |
|
4.3.3 系统瓶颈研究 |
54-56 |
|
4.4 优化方案研究 |
56-61 |
|
4.4.1 热点函数再分析 |
56 |
|
4.4.2 系统优化方案 |
56-61 |
|
4.5 优化方案评估 |
61-64 |
|
4.5.1 数据分析 |
61-62 |
|
4.5.2 方案评估 |
62-64 |
|
第5章 总结和展望 |
64-67 |
|
5.1 总结 |
64-66 |
|
5.1.1 工作回顾 |
64-65 |
|
5.1.2 工作意义 |
65 |
|
5.1.3 工作成果和创新 |
65 |
|
5.1.4 论文总结 |
65-66 |
|
5.2 展望 |
66-67 |
|
致谢 |
67 |
|
在读期间发表的论文 |
67-68 |
|
参考文献 |
68-70 |
|
附录A 算法源码 |
70-78 |
|
A.1 无序顺序算法 |
70-71 |
|
A.2 有序顺序算法 |
71-73 |
|
A.3 折半搜索算法 |
73-74 |
|
A.4 线性探测哈希算法 |
74-76 |
|
A.5 链地址哈希算法 |
76-78 |
|
附录B 各算法ARM 代码 |
78-86 |
|
B.1 无序顺序算法 |
78 |
|
B.2 有序顺序算法 |
78-80 |
|
B.3 折半搜索算法 |
80-82 |
|
B.4 线性探测哈希算法 |
82-84 |
|
B.5 链地址哈希算法 |
84-86 |
|
附录C ALG 模块分析 |
86-88 |
|
C.1 数据结构 |
86-87 |
|
C.2 ALG 管理模块 |
87-88 |
|
C.3 ALG 应用模块集 |
88 |
|
| 【DOI】 | LunWen.ID:2.2008.374536 |
