本书以互联网设计原理为指南，详细分析互联网协议第四版（IPv4）和互联网协议第六版（IPv6）数据报头结构和寻址原理，系统介绍新一代过渡技术中的协议翻译和地址映射的技术思路和适用于不同场景的IPv6过渡技术实现方案。
　　本书是作者在中国教育和科研计算机网进行IPv6过渡技术研究时对产生的重要研究成果的系统化总结。这些成果已成为国际互联网标准化组织互联网工程任务组（IETF）的RFC标准。

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1. 国家杰出青年基金：统计信号处理，1996-1999年，项目负责人。 2. 国家发改委项目：中国教育和科研计算机网CERNET示范工程，1994年-1997年，总体技术负责人，获1996年国家教委科学技术进步奖一等奖，1997年国家科技进步二等奖。

目录
序言
前言
第1章 引言 1
1.1 第一代互联网 1
1.1.1 ARPANET 1
1.1.2 NCP 3
1.1.3 TCP/IP 4
1.1.4 互联网的第一次过渡：NCP到TCP/IP 6
1.2 下一代互联网 10
1.2.1 IPv6 10
1.2.2 互联网的第二次过渡：IPv4到IPv6 13
1.3 未来互联网 13
1.3.1 未来互联网协议 13
1.3.2 互联网的第三次过渡：过渡到未来网络协议 14
1.4 本章小结 14
参考文献 14
第2章 互联网设计原理 17
2.1 互联网设计原理的概念 17
2.2 IPv4的设计原理 18
2.2.1 基本设计原则 19
2.2.2 域名和地址问题 19
2.2.3 端对端地址透明性 20
2.3 IPv6的设计原理 21
2.3.1 基本设计原则 21
2.3.2 IPv6必须支持的功能 22
2.3.3 IPv6不需要考虑支持的功能 24
2.3.4 IPv6路由原则 25
2.4 IPv6设计原则的实践分析 26
2.4.1 IPv4和IPv6的兼容性问题 26
2.4.2 无状态和有状态技术的选择 29
2.4.3 其他问题 30
2.5 本章小结 30
参考文献 30
第3章 IPv6过渡技术演进 32
3.1 传统IPv6过渡技术和标准 32
3.1.1 双栈技术 33
3.1.2 封装(隧道)技术 34
3.1.3 翻译技术 39
3.2 传统IPv6过渡技术的困境和反思 41
3.2.1 传统IPv6过渡技术的困境 41
3.2.2 IETF关于新一代IPv6过渡技术的考虑 42
3.3 新一代IPv6过渡技术和标准 43
3.3.1 新一代IPv6过渡技术发展历程 43
3.3.2 新一代IPv6过渡技术分类 45
3.3.3 新一代IPv6过渡技术标准 47
3.4 本章小结 49
参考文献 49
第4章 新一代IPv6过渡场景 52
4.1 翻译技术的基本应用场景 52
4.1.1 场景1：IPv6网络(客户机)发起对IPv4互联网(服务器)的访问 53
4.1.2 场景2：IPv4互联网(客户机)发起对IPv6网络(服务器)的访问 53
4.1.3 场景3：IPv6互联网(客户机)发起对IPv4网络(服务器)的访问 54
4.1.4 场景4：IPv4网络(客户机)发起对IPv6互联网(服务器)的访问 54
4.1.5 场景5：IPv6网络(客户机)发起对IPv4网络(服务器)的访问 55
4.1.6 场景6：IPv4网络(客户机)发起对IPv6网络(服务器)的访问 55
4.1.7 场景7：IPv6互联网(客户机)发起对IPv4互联网(服务器)的访问 56
4.1.8 场景8：IPv4互联网(客户机)发起对IPv6互联网(服务器)的访问 56
4.2 翻译技术的扩展应用场景 56
4.2.1 场景1的1：1双重翻译扩展 56
4.2.2 场景1的1：N双重翻译扩展 57
4.2.3 场景1的1：N封装模式扩展 58
4.2.4 场景2的1：1双重翻译扩展 58
4.2.5 场景2的1：N双重翻译扩展 59
4.2.6 场景2的1：N封装模式扩展 59
4.2.7 场景5的双重翻译1：1扩展 60
4.2.8 场景6的双重翻译1：1扩展 60
4.3 翻译技术的框架和组件 61
4.3.1 翻译器 61
4.3.2 域名系统 63
4.3.3 参数发现和配置 63
4.3.4 主机系统 63
4.4 本章小结 63
参考文献 64
第5章 协议处理技术 65
5.1 IPv4 65
5.1.1 IPv4报头格式 66
5.1.2 分片处理 68
5.1.3 IPv4数据报文案例 69
5.2 ICMP 70
5.2.1 IPv4控制消息格式 70
5.2.2 ICMP消息定义 72
5.3 IPv6 79
5.3.1 IPv6报头格式 80
5.3.2 IPv6扩展报头 81
5.3.3 数据报文大小问题 96
5.3.4 流标签 96
5.3.5 流量类型 96
5.3.6 高层协议 97
5.3.7 安全考虑因素 99
5.4 ICMPv6 99
5.4.1 IPv6控制消息格式 100
5.4.2 ICMPv6错误消息 103
5.4.3 ICMPv6信息性消息 108
5.4.4 安全考虑 110
5.5 UDP 111
5.6 TCP 112
5.6.1 TCP报头格式 112
5.6.2 TCP状态 113
5.7 协议翻译 114
5.7.1 IPv4/IPv6翻译模型 114
5.7.2 从IPv4转换为IPv6 116
5.7.3 从IPv6转换到IPv4 123
5.7.4 IP地址映射要点 130
5.7.5 安全考虑因素 130
5.8 ICMP源地址处理 131
5.8.1 ICMP扩展 131
5.8.2 无状态地址映射算法 133
5.9 协议封装 133
5.9.1 IPv6隧道 133
5.9.2 隧道IPv6报头 137
5.9.3 隧道数据报文分片处理 138
5.9.4 IPv6隧道错误报告和处理 138
5.9.5 安全考虑 140
5.10 本章小结 140
参考文献 140
第6章 地址映射技术 144
6.1 IPv4地址结构 144
6.1.1 无分类IPv4地址结构 145
6.1.2 特殊IPv4地址 149
6.1.3 私有地址空间和共享地址空间 149
6.2 IPv6地址结构 152
6.2.1 IPv6地址 152
6.2.2 唯一本地IPv6单播地址 167
6.3 地址映射技术 169
6.3.1 IPv4嵌入IPv6地址 169
6.3.2 IPv6前缀类别 173
6.3.3 映射实例及其文本表示 178
6.3.4 部署指南 179
6.3.5 安全考虑因素 184
6.4 地址映射技术扩展 185
6.4.1 端口映射算法 187
6.4.2 PSID后缀编码格式 190
6.4.3 EA-bits前缀编码格式 195
6.4.4 将扩展的“IPv4可译IPv6地址”映射到RFC1918空间 198
6.5 显式地址映射扩展 199
6.5.1 显式地址映射 199
6.5.2 IP地址转换流程 200
6.5.3 IPv6流量发夹 201
6.6 组播地址映射 202
6.7 本章小结 203
参考文献 203
第7章 域名支撑技术 206
7.1 DNS64 207
7.1.1 DNS64简介 207
7.1.2 DNS64规范 208
7.1.3 AAAA查询和回答 208
7.1.4 处理其他资源记录和附加资源 211
7.1.5 将合成响应组装到AAAA查询的回答 212
7.1.6 部署方案和示例 212
7.2 DNS46 216
7.2.1 DNS46简介 216
7.2.2 DNS46规范 217
7.2.3 A查询和回答 217
7.2.4 处理其他资源记录和附加资源 219
7.2.5 将合成响应组装到A查询的回答 219
7.2.6 部署方案和示例 219
7.3 DNSSEC处理 220
7.3.1 DNSSEC场景 220
7.3.2 DNS64或DNS46的DNSSEC行为 221
7.4 本章小结 222
参考文献 222
第8章 参数发现和配置技术 224
8.1 IPv6前缀发现技术 224
8.1.1 前缀发现方法 225
8.1.2 连通性检查 228
8.1.3 流程图 229
8.1.4 众知域名的域名权威服务器配置参数 230
8.1.5 DNS64运营商的注意事项 231
8.1.6 IANA注意事项 231
8.2 DHCPv6参数配置技术 231
8.2.1 Softwire46概述 233
8.2.2 常见的Softwire46 DHCPv6选项 233
8.2.3 Softwire46容器 237
8.2.4 Softwire46选项封装 239
8.2.5 DHCPv6服务器行为 239
8.2.6 DHCPv6客户端行为 239
8.2.7 IANA参数 240
8.3 RA的DNS解析服务器配置技术 240
8.3.1 技术背景 241
8.3.2 DNS的RA选项与DHCP选项的共存 242
8.3.3 RA的邻居发现扩展 242
8.3.4 DNS配置顺序 244
8.3.5 实施注意事项 245
8.3.6 安全考虑 247
8.4 RA的IPv6翻译前缀配置技术 247
8.4.1 扩展格式 248
8.4.2 扩展的生存时间处理 248
8.4.3 配置指南 249
8.4.4 安全注意事项 250
8.5 本章小结 250
参考文献 250
第9章 一次翻译技术 253
9.1 无状态一次翻译技术 253
9.1.1 IVI思路溯源 253
9.1.2 IVI基本原理 254
9.1.3 IVI配置讨论 258
9.1.4 未来纯IPv6网络中的IPv4/IPv6翻译过渡技术 260
9.1.5 安全考虑 261
9.1.6 IVI示例 261
9.2 无状态一次翻译技术1：N扩展 262
9.2.1 1：N IVI思路溯源 262
9.2.2 1：N IVI基本原理 264
9.2.3 1：N IVI配置讨论 268
9.2.4 1：N IVI级联部署 268
9.2.5 1：N IVI示例 268
9.3 有状态一次翻译技术 270
9.3.1 NAT64思路溯源 270
9.3.2 NAT64基本原理 271
9.3.3 NAT64算法 273
9.3.4 安全考虑 279
9.3.5 NAT64示例 280
9.4 本章小结 281
参考文献 281
第10章 无状态双重翻译及封装技术 283
10.1 无状态双重翻译技术 283
10.1.1 dIVI思路溯源 283
10.1.2 dIVI基本原理 284
10.1.3 dIVI配置讨论 286
10.1.4 dIVI示例 287
10.2 无状态双重翻译技术1：N扩展 288
10.2.1 MPA-T思路溯源 288
10.2.2 MAP-T基本原理 289
10.2.3 MAP-T映射算法 290
10.2.4 MAP-T配置 294
10.2.5 数据平面处理的注意事项 295
10.2.6 NAT44注意事项 298
10.2.7 其他注意事项 298
10.2.8 安全考虑 299
10.2.9 MAP-T示例 299
10.3 无状态隧道技术 301
10.3.1 MAP-E思路溯源 301
10.3.2 MAP-E基本原理 302
10.3.3 MAP-E映射算法 303
10.3.4 MAP-E配置 304
10.3.5 数据平面处理的注意事项 305
10.3.6 NAT44注意事项 308
10.3.7 安全考虑 308
10.3.8 MAP-E示例 308
10.4 本章小结 310
参考文献 310
第11章 有状态双重翻译及封装技术 313
11.1 有状态双重翻译技术 313
11.1.1 464XLAT思路溯源 313
11.1.2 464XLAT基本原理 314
11.1.3 464XLAT算法 315
11.1.4 部署注意事项 317
11.1.5 安全考虑 317
11.1.6 464XLAT示例 318
11.2 有状态隧道技术 319
11.2.1 DS-Lite思路溯源 319
11.2.2 DS-Lite基本原理 320
11.2.3 DS-Lite配置 322
11.2.4 部署注意事项 324
11.2.5 安全考虑 325
11.2.6 DS-Lite示例 325
11.3 用户状态隧道技术 326
11.3.1 LW-4o6思路溯源 326
11.3.2 LW-4o6基本原理 327
11.3.3 LW-4o6配置 329
11.3.4 部署注意事项 332
11.3.5 安全考虑 333
11.3.6 LW-4o6示例 333
11.4 本章小结 334
参考文献 335
第12章 无状态IPv6前缀翻译技术 337
12.1 IPv6前缀翻译技术 337
12.1.1 NPTv6思路溯源 337
12.1.2 NPTv6基本原理 340
12.1.3 NPTv6算法规范 343
12.1.4 网络地址翻译器行为要求的含义 345
12.1.5 安全考虑 347
12.1.6 NPTv6示例 347
12.2 无状态双重IPv6前缀翻译技术 348
12.2.1 dNPTv6思路溯源 348
12.2.2 dNPTv6基本原理 349
12.2.3 dNPTv6配置讨论 350
12.2.4 dNPTv6示例 350
12.3 本章小结 351
参考文献 351
第13章 IPv6单栈网络过渡路线图 354
13.1 发展趋势 354
13.2 技术方案选择 355
13.2.1 与IPv4互通问题 355
13.2.2 可扩展性、安全性和可溯源性问题 355
13.2.3 应用程序的非规范性问题 355
13.2.4 IPv6过渡路线图 357
13.3 本章小结 358
参考文献 359
第14章 IPv6单栈网络的单元系统 360
14.1 IPv6服务器网络 360
14.2 IPv6客户机网络 363
14.2.1 IPv6单栈DHCPv6无线局域网 363
14.2.2 IPv6单栈SLAAC无线局域网 367
14.3 家庭宽带网络 370
14.4 IPv4即服务(IPv4aaS)网络 374
14.5 本章小结 376
参考文献 377
第15章 IPv6单栈网络的集成系统 378
15.1 校园网 378
15.1.1 IPv4校园网双栈改造 378
15.1.2 建设和运行IPv6单栈校园网 379
15.2 城域网 381
15.2.1 IPv4城域网双栈改造 381
15.2.2 建设和运行IPv6单栈城域网 381
15.3 主干网 384
15.3.1 主干网双栈改造 384
15.3.2 IPv6单栈主干网 384
15.4 虚拟专网 386
15.4.1 基于IPv4的虚拟专网 387
15.4.2 基于IPv6的虚拟专网 387
15.5 数据中心 389
15.5.1 数据中心双栈改造 389
15.5.2 IPv6单栈数据中心 390
15.6 交换中心 392
15.6.1 交换中心双栈改造 393
15.6.2 IPv6单栈交换中心 393
15.7 互联网 395
15.8 本章小结 396
参考文献 396
第16章 未来网络协议的过渡 398
16.1 未来网络过渡技术设计原理建议 398
16.1.1 一般原则 398
16.1.2 工具和技术模块 401
16.2 过渡技术的回顾和展望 402
16.2.1 从电话网到数据网 402
16.2.2 从NCP到TCP/IP 403
16.2.3 从IPv4到IPv6 403
16.2.4 从IPv6到未来网络 404
16.3 本章小结 404
参考文献 405
附录A 协议号码 406
参考文献 411
附录B IPv4地址空间注册表 414
参考文献 424
附录C IPv4组播地址空间注册表 425
参考文献 425
附录D 专用IPv4地址空间注册表 426
参考文献 427
附录E IPv6地址空间注册表 428
参考文献 429
附录F 专用IPv6地址空间注册表 431
参考文献 432
附录G 常用传输层端口 433
参考文献 439
附录H UDP、TCP、ICMP、ICMPv6与时间相关的协议常量 440
参考文献 440
附录I 术语 441
参考文献 442
后记 443