《電子技術(shù)應(yīng)用》
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基于IPv6的Web建模的研究與探討

2009-07-10
作者：張 珊,，陳建勛，王新剛

　　摘? 要： IPv4作為當(dāng)前Internet上使用最廣泛的第三層網(wǎng)絡(luò)協(xié)議,，在取得巨大成功的同時,，將面臨著IPv4地址嚴(yán)重匱乏的危機，而IPv6技術(shù)的應(yīng)運而生使地址空間以及其他諸多優(yōu)點得到廣泛研究與應(yīng)用,。目前,，IPv6相關(guān)的基本協(xié)議已經(jīng)基本成熟，但在IPv6技術(shù)下,，對于Web建模來說,，仍需要做深入的研究，以此推進(jìn)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的良好發(fā)展,。
??? 關(guān)鍵詞： IPv4,；IPv6；Web建模

?

?? 目前,，在互聯(lián)網(wǎng)上的相關(guān)應(yīng)用絕大多是構(gòu)建在IPv4之上的,，隨著互聯(lián)網(wǎng)的不斷發(fā)展，全球IPv4地址將會使用完畢，IPv6的應(yīng)運而生,，使得地址空間有了較大增加,。IPv4和IPv6在諸多方面的差異，如：地址結(jié)構(gòu),、地址配置,、報文結(jié)構(gòu)、報文字段意義以及安全協(xié)議等使得原有Web建模方式需要進(jìn)行調(diào)整或改變,。本文就當(dāng)前IPv6技術(shù)[1,，2]的發(fā)展與IPv4技術(shù)進(jìn)行比較，以此探討和研究Web建模,。
1?IPv6簡介
??? 當(dāng)前,，互聯(lián)網(wǎng)中所用的IP協(xié)議是IPv4版本的，該版本是在1981年由RFC791標(biāo)準(zhǔn)化的,。而IPv6是“Internet Protocol Version 6”的縮寫,，被稱作下一代互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議，它是由IETF設(shè)計的用來替代現(xiàn)行的IPv4協(xié)議的一種新的IP協(xié)議,，標(biāo)準(zhǔn)化工作始于1991年,，主要部分在1996年完成，它的地址長度為128位,，其地址空間容量理論上是原IPv4的4倍,。
　　IPv6是針對現(xiàn)有IPv4所存在的一些問題和不足而提出的，同時在其他諸多方面也做了改進(jìn),，例如路由方面,、自動配置方面。此外,，簡化的報頭和靈活的擴展,，層次化的地址結(jié)構(gòu)，即插即用的連網(wǎng)方式,，網(wǎng)絡(luò)層的認(rèn)證與加密,，服務(wù)質(zhì)量的滿足，對移動通訊更好的支持等特點成為IPv6的優(yōu)點,。一個完整的IPv6的實現(xiàn)主要應(yīng)當(dāng)包括以下7個擴展報頭的實現(xiàn)：逐個路程段選項報頭,、目的選項報頭、路由報頭,、分段報頭、身份認(rèn)證報頭,、有效載荷安全封裝報頭,、最終目的報頭。
　　因為有了諸多的改進(jìn)，IPv6協(xié)議相對于現(xiàn)有的IPv4協(xié)議是不兼容的,，由此,，現(xiàn)存互聯(lián)網(wǎng)中的軟件和硬件設(shè)備以及各種應(yīng)用都有可能不能直接地運行在IPv6之上。因此,，從IPv4網(wǎng)絡(luò)過渡到IPv6網(wǎng)絡(luò)的漸進(jìn)過程中,，就需要設(shè)計和研發(fā)特殊的過渡和共存機制或者部署特殊的IPv4/IPv6轉(zhuǎn)換設(shè)備，以便能較好地實現(xiàn)從IPv4網(wǎng)絡(luò)到IPv6網(wǎng)絡(luò)的平滑過渡和演變,，這也使得Web建模過程中需要考慮的因素相應(yīng)增多,。
2?Web建模概述[3]
??? 在軟件系統(tǒng)開發(fā)中，實用的Web系統(tǒng)一般都較為復(fù)雜,，但其系統(tǒng)模型通?？梢杂枚鄠€方式表示。通常情況下,，對于一個Web應(yīng)用起重要作用的有：頁,、腳本、組件,、框架和表單,，而在Web建模中，常用到以下建模方式,。
2.1?頁建模
　　頁是Web應(yīng)用的基礎(chǔ)和主要產(chǎn)物,，用戶所看到的信息都是以頁的形式通過瀏覽器展現(xiàn)出來的。在頁建模時,，可以提供兩個單獨的類別模板類：服務(wù)器頁和客戶頁,。在既有服務(wù)器功能又有客戶功能的Web應(yīng)用中，任何頁都能表示為兩個單獨的類,，即使它們是在同一文件/組件中實現(xiàn)的,。在這種情況下，頁的服務(wù)器方法和頁作用域的變量都包含在類別模板類中,，該類的方法是頁的服務(wù)器端腳本的子過程和函數(shù),。在腳本中聲明的頁作用域的變量是類的屬性。客戶端腳本或用戶界面格式不在服務(wù)器頁的作用域中,，服務(wù)器腳本還可以與服務(wù)器中存在的組件相關(guān)聯(lián),。客戶頁同樣用類別模板類表示,，客戶頁的屬性是頁作用域的變量,，其方法是在客戶端瀏覽器執(zhí)行的函數(shù)，客戶頁可以與在客戶端執(zhí)行的組件關(guān)聯(lián)[3],。
2.2?組件建模
　　在Web應(yīng)用體系結(jié)構(gòu)中,，組件有服務(wù)器組件和客戶端組件兩類。而在Web建模方法中， Web應(yīng)用中對象可利用組件建模進(jìn)行建模,，如DLL,、ActiveX控件以或一些可執(zhí)行文件，這些組件有時被擴展為相應(yīng)的類別模板,，在設(shè)計模型中,，類別模板和可以應(yīng)用到類中，以此標(biāo)記可以使用的組件,，利用設(shè)計的類別模板可以提高組件的使用效率[3],。
2.3?表單建模
　　表單在HTML格式的頁中是客戶頁的一部分，與用戶輸入有關(guān),，表單包括其他的屬性,，該屬性可能不適用于整個客戶頁，在一個客戶頁中可以有多個表單,，每個關(guān)聯(lián)不同作用的頁,。為了表示表單，可以創(chuàng)建新的類別模板類

來建模,。
　　表單類的屬性是域元素,，但表單沒有方法。由于方法在單個表單范圍內(nèi)定義了動態(tài)行為,，因此,，客戶頁的方法可以訪問表單的所有屬性。在客戶頁和表單間,，固有的關(guān)系是容器關(guān)系,。客戶頁包含表單,。
??? 表單標(biāo)識了一個特定的Web頁(通常是服務(wù)器頁),，用來訪問和處理表單提交的數(shù)據(jù)。關(guān)聯(lián)類別模板表示了表單和處理它的Web頁之間的關(guān)系,，該關(guān)聯(lián)是單向的,，因為處理的頁可以訪問表單的屬性[3]。
2.4? 框架建模
　　在Web應(yīng)用中,，可以利用的用戶界面是框架,，如果在應(yīng)用中使用框架，它表示多個Web頁可以同時出現(xiàn),，通常,，這些同時出現(xiàn)的頁與一個用戶界面相關(guān)聯(lián)。
　　框架通常包含多個客戶頁,，任何客戶頁都可包含在框架中,，由于框架只能用于客戶頁,，它也可以包含在另外的框架中，類似于框架嵌套包含,。
　　框架中頁之間的協(xié)調(diào)活動要求引用框架內(nèi)的頁。目標(biāo)是當(dāng)客戶頁引用其他活動的Web頁或框架時所使用的術(shù)語,。由于目標(biāo)與Frameset元素差別很大,，并且Web頁也能引用其他瀏覽器的目標(biāo)，因此,，需要定義類別模板,。目標(biāo)沒有屬性，只能引用客戶頁的容器,，F(xiàn)rameset類可以包含目標(biāo),，目標(biāo)能獨立地存在。
　　把目標(biāo)單獨作為類別模板的主要優(yōu)點是它能被許多客戶頁共享及引用,。但是,，由于它沒有實際意義的屬性或方法，因此,，它的語義不同于普通的類[3],。
3? Web建模問題探討
　　在過去的幾十年里，連接到Internet的網(wǎng)絡(luò)數(shù)量成倍增長,，根據(jù)在上文中介紹的IPv6的相關(guān)知識,，IPv6的普及和推廣成為必然。而作為一個完整的IPv6應(yīng)能實現(xiàn)以下7個擴展報頭的功能：逐個路程段選項報頭,、目的選項報頭,、路由報頭、分段報頭,、身份認(rèn)證報頭,、有效載荷安全封裝報頭、最終目的報頭,。而對于Web建模來說,，在過去的IPv4技術(shù)基礎(chǔ)上的建模方式和策略都從不同程度上受到了影響。
　　IPV6作為第三層網(wǎng)絡(luò)協(xié)議的一部分,，其諸多改進(jìn)優(yōu)點不斷得到推廣,。在IPv4向IPv6過渡時期，采取的主要過渡技術(shù)：雙棧技術(shù)和隧道技術(shù),，成為過渡時期的主要應(yīng)用技術(shù),，隨之而來的Web建模問題，則需要考慮更多影響因素,。
3.1?基于雙棧技術(shù)的Web建模問題
??? 雙棧技術(shù)是最直接的由IPv4向IPv6轉(zhuǎn)變的過渡機制,。在主機和路由器(網(wǎng)元)的IP層,，該機制能同時實現(xiàn)IPv4和IPv6兩種協(xié)議。即：網(wǎng)元能較靈活地通過IPv4協(xié)議與現(xiàn)存的IPv4網(wǎng)絡(luò)通信,，同時,，通過IPv6協(xié)議與新建的IPv6網(wǎng)絡(luò)通信。
　　由此以來,，原有Web建模常用的建模方法(頁建模,、框架建模、表單建模,、組件建模等)在使用過程中會受到影響,。例如，框架建模,，由于在Web應(yīng)用中,，用戶界面通常是框架，而一個框架通常包含多個客戶頁,，任何客戶頁都可包含在框架中,，此外，一個框架也可以包含在另外的框架中,，形成框架嵌套,，通常，這些同時出現(xiàn)的頁與一個用戶界面相關(guān)聯(lián),。由此,，在IPv6環(huán)境下，在進(jìn)行建模時,，對于路程段選項報頭,、目的選項報頭、路由報頭,、分段報頭,、身份認(rèn)證報頭、有效載荷安全封裝報頭等擴展報頭的功能實現(xiàn),，需要進(jìn)行詳細(xì)考慮和設(shè)計,，而這些環(huán)節(jié)更是影響Web建模的主要環(huán)節(jié)。
3.2? 基于隧道技術(shù)的Web建模問題
??? IPv4向IPv6過渡時期,，在過渡機制中,，隧道技術(shù)是在IPv6網(wǎng)絡(luò)和IPv4網(wǎng)絡(luò)鄰接的雙棧路由器上，利用IPv4報文封裝IPv6報文,，然后完全按照IPv4的路由策略將該報文穿越IPv4網(wǎng)絡(luò),，發(fā)送到接收端網(wǎng)絡(luò)中，報文所指的IPv6網(wǎng)絡(luò)鄰接的另外一個雙棧路由器,，由該路由器將封裝在IPv4報文中的IPv6報文進(jìn)行解封裝,，然后利用IPv6的路由策略完成IPv6報文的最終轉(zhuǎn)發(fā)和處理的過程技術(shù),。通常情況下，隧道技術(shù)要求連接IPv4網(wǎng)絡(luò)和IPv6網(wǎng)絡(luò)處的節(jié)點是雙棧節(jié)點,，按其實現(xiàn)方法的不同,，隧道機制現(xiàn)存有兩種：自動隧道和配置隧道[1]。
??? 通常情況下,，配置隧道包括：手工配置隧道和GRE隧道,，而自動隧道包括：6to4隧道、ISATAP隧道,、隧道代理、Teredo隧道[1],。此外,，除了隧道機制，還存在協(xié)議轉(zhuǎn)換機制,，因此,，在Web應(yīng)用中，特別是在建設(shè)骨干網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)中,，隧道技術(shù)對Web建模的影響相對較大,，應(yīng)給以周密考慮。
3.3? 基于IPv6技術(shù)的Web建模的安全問題
??? 隨著IPv6技術(shù)的進(jìn)一步研究和應(yīng)用,，相關(guān)的安全機制得到更好的完善和改進(jìn),。IPSec作為網(wǎng)絡(luò)層安全協(xié)議，實現(xiàn)了IP包級安全,，能為上層協(xié)議提供透明的覆蓋式安全保護(hù),，它的開發(fā)性與靈活性使它得到了廣泛應(yīng)用，IPSec是下一代IP協(xié)議——IPv6的基本組成部分,，是IPv6必須支持的功能[4],。
　　IPv6對IPSec的支持使得網(wǎng)絡(luò)安全得到增強，IPSec中可能考慮的安全性服務(wù)有：訪問控制,、無連接的完整性,、數(shù)據(jù)源身份驗證、對包重放攻擊的預(yù)防,、加密等,。而實現(xiàn)IPSec的方法通常有：將IPSec作為IPv4或IPv6棧的一部分來實現(xiàn)、將IPSec作為“棧中的一塊”來實現(xiàn),、將IPSec作為“線路的一塊”來實現(xiàn)三種方法,。
　　IPSec安全性服務(wù)完全通過AH和封裝安全性凈荷(ESP)頭相結(jié)合的機制來提供。正如前文所述,，一個完整的IPv6的實現(xiàn)主要應(yīng)當(dāng)包括7個擴展報頭的實現(xiàn),。為此,，隨著IPv6的推廣和使用，在進(jìn)行Web建模時,，充分考慮在IPv6環(huán)境下的安全問題是Web建模不可忽視的問題,。減少因Web建模缺乏對安全問題考慮而產(chǎn)生安全漏洞和不必要的損失。
　　隨著計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的迅速發(fā)展,，IPv6技術(shù)將會逐漸得到大范圍的應(yīng)用和普及,，在IPv4和IPv6共存的過渡階段，進(jìn)行Web建模應(yīng)考慮IPv6環(huán)境下的諸多因素,，是進(jìn)行Web建模和開發(fā)Web應(yīng)用首要考慮的問題,。
　　將IPv6在IPv4基礎(chǔ)上所做的諸多改進(jìn)優(yōu)點應(yīng)用到Web建模的過程中，充分應(yīng)用先進(jìn)技術(shù),，使Web建模的應(yīng)用性和時效性得到可靠保障,。從而，在提高Web建模效率,、減少Web應(yīng)用的開發(fā)成本和維護(hù)成本上具有較高的研究價值和意義,。

參考文獻(xiàn)
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