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臺灣博碩士論文加值系統

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研究生:顏子榮
研究生(外文):Tzu-Jung Yen
論文名稱:實作具服務導向之IPv4與IPv6混合式網路匣道器
論文名稱(外文):Design and Implementation of a Service-oriented IPv4 and IPv6 Dual-Stack Lite Gateway
指導教授:趙子欽趙子欽引用關係
指導教授(外文):Tzu-Chin Chao
口試委員:顧皓翔歐俠宏
口試委員(外文):Hao-Hsiang KuHsia-Hung Ou
口試日期:2014-07-29
學位類別:碩士
校院名稱:華夏技術學院
系所名稱:資訊科技與管理研究所碩士在職專班
學門:電算機學門
學類:電算機一般學類
論文種類:學術論文
論文出版年:2014
畢業學年度:102
語文別:中文
論文頁數:83
中文關鍵詞:IPv6/IPv4雙協定開放式服務平台開放式嵌入系統服務導向
外文關鍵詞:IPv6 and IPv4 Dual StackOpen Service PlatformEmbedded SystemService-oriented
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隨著科技的演進與智慧型裝置不斷推陳出新,人們更容易透過新科技產品獲得所需資訊或服務,如何將人、流程、與資料連接並整合至同一情境為現今重要議題。
物聯網(Internet of Thing)即為各式不同之設備連上網際網路,提供人們更方便的生活模式。但由於IPv4不足,使用IPv6為目前趨勢,使用IP連接起各式不同裝置設備,但IPv4與IPv6傳輸、橋接與轉換為重要議題。
有鑑於此,本研究以設計並實現一具服務導向IPv4與IPv6混合式網路匣道器(Service-oriented IPv4 and IPv6 Dual-Stack Lite Gateway, SIDLE),SIDLE主要架構於開放式平台上,其中包含了ARM嵌入式系統與Linux系統,並利用IPv4/IPv6 雙堆疊(Dual Stack)技術來實現與建置中小型區域網路。研究結果顯示SIDLE可有效整合動態主機設定協定(DHCP)、件傳輸協議(FTP)、簡單郵件傳輸協議(SMPT)、郵局協議(POP)、域名系統(DNS)、插入式驗證模塊(PAM)、遠程數據包捕獲系統(RPCAP)、Web服務並支援IPv4與IPv6兩種IP協定。SIDLE可應用於具服務導向及IPv4/IPv6雙協議的相關究研。
With the rapidly progress of information technology, people should have relatively convenient life. Many new type appliances have been developed for daily life. It is an important issue to compose of people, data and appliances in one scenario. However, it is insufficient IPv4 address for Internet of Thing (IoT). IPv4 and IPv6 have hybrid run over Internet.
Hence, this study designs and implements a Service-oriented IPv4 and IPv6 Dual-Stack Lite Gateway, which is called SIDLE. SIDLE is based on the open service platform, including ARM embedded system and Linux operating system. The main technique is IPv4 and IPv6 dual stack techniques. It can provide IP-based appliances to work on Local Area Networks (LANs).
Evaluation results of SIDLE demonstrate that it efficiently integrates Dynamic Host Configuration Protocol (DHCP), File Transfer Protocol (FTP), Simple Mail Transfer Protocol (SMTP), Post Office Protocol (POP), Domain Name System (DNS), Pluggable Authentication Module (PAM), Remote Packet Capture System (RPCAP), Web Service, and efficiently compact with IPv4 and IPv6 networks.Finally, SIDLE can be an inference model for researchers when developing service-oriented IPv4 and IPv6 dual-stack lite gateway in the future.
摘 要 ....................................................II
誌 謝 ....................................................IV
目 錄 ....................................................V
圖目錄 ....................................................IX
表目錄 ....................................................XIII
第一章 緒論 ............................................1
1.1 研究背景與動機 ............................................1
1.2 研究目的與方法 ............................................2
第二章 相關技術與文獻分析 ....................................4
2.1 相關技術 ............................................4
2.1.1 IPv4/IPv6 雙協定(Dual Stack) ....................4
2.1.2 路由機制 ............................................5
2.1.3 路由軟體 ............................................6
2.1.4 路由協定的支援 ....................................6
2.1.5 RIP and RIPng ....................................7
2.1.6 OSPF V2 and V3 ....................................7
2.1.7 Website System ....................................9
2.1.8 File Transfer Protocol ............................9
2.1.9 Domain Name System ............................10
2.1.10 Dynamic Host Configuration Protocol ............11
2.1.11 Remote Packet Capture system ....................12
2.1.12 Simple Mail Transfer Protocol ....................12
2.1.13 Post Office Protocol ............................12
2.1.14 Pluggable Authentication Module ....................13
2.2 相關文獻 ............................................13
2.2.1 IPv4/IPv6 Dual Stack ............................13
2.2.2 路由中介轉遞機制 ....................................14
2.2.3 網路伺服應用 ............................................14
第三章 研究架構 ............................................16
3.1 具IPv4/IPv6雙協定路由機制 ............................16
3.2 中介轉譯過渡機制 ....................................17
3.3 雲端智能管理機制 ....................................18
3.3.1 雲端服務初始化 ....................................19
3.3.2 動態雲端管理與建構機制 ....................................19
3.4 雲端伺服備援機制 ....................................20
3.5 情境應用 ............................................21
第四章 實作方法 ............................................24
4.1 ARM 嵌入式硬體平台 ....................................24
4.2 雙協定路由中介轉遞機制 ....................................25
4.2.1 路由轉遞功能設定 ....................................25
4.2.2 Zebra 交叉編譯 ....................................26
4.2.3 Zebra 設定 ............................................26
4.2.4 Zebra 啟動 ............................................27
4.2.5 路由登入設定 ............................................27
4.2.6 直接路由(Connected route) ............................28
4.2.7 手動配置靜態路由(Configuring Routing Entries) ....29
4.2.8 無狀態自動配置(Stateless Address Autoconfiguration) ....31
4.2.9 RIPng 動態路由 ....................................32
4.2.10 RIP Bellman-Ford algorithm演算法 ....................35
4.2.11 OSPF 的Area Range ....................................40
4.2.12 OSPF 外部路由 ....................................42
4.2.13 OSPF DR/BDR 選舉 ....................................44
4.2.14 NAT-PT ............................................49
4.3 雙協定聯合伺服整合機制 ....................................50
4.3.1 WEB(website System) ............................50
4.3.2 FTP(File Transfer Protocol) ....................51
4.3.3 DNS(Domain Name System) ............................53
4.3.4 DHCP(Dynamic Host Configuration Protocol) ............55
4.3.5 RPCAP (Remote Packet Capture system) ............57
4.3.6 PAM(Pluggable Authentication Module) ............59
4.3.7 SMTP(Simple Mail Transfer Protocol) ............59
4.3.8 POP(Post Office Protocol) ............................60
4.3.9 Mail server ....................................61
4.4 雲端服務規劃與設計 ....................................62
4.4.1 雲端服務初始架構 ....................................63
4.4.2 雲端動態管理機制 ....................................64
4.4.1 雲端伺服備援機制 ....................................64
4.4.2 網路效率測試 ............................................65
4.4.3 TCP Throughput效能測試 ............................66
4.4.4 UDP Packet Loss 效能測試 ............................70
4.5 效能比較 ............................................72
4.5.1 IPv6 TCP Throughput數據比較 ............................73
4.5.2 IPv4 TCP數據比較 ....................................73
4.5.3 IPv6 UDP數據比較 ....................................74
4.5.4 IPv4 UDP數據比較 ....................................75
4.5.5 IPv4-in-IPv6 Tunneling Techniques 效能比較 ............76
4.6 情境應用 ............................................78
第五章 結論 ............................................80
第六章 參考文獻 ............................................81

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