目前正处在IPv6过渡阶段，由IPv4过渡到IPv6是一个长期的过程，IPv6过渡技术是解决IPv6过渡时期IPv4和IPv6互通的重要手段。本文研究了IPv6过渡技术的实现原理、特点与优缺点，分析了它们各自存在的问题，研究了代理服务器的工作原理和作用，针对过渡技术的问题分析了引入代理服务器的必要性，提出了一种引入代理服务器的方法来解决IPv4环境中客户端访问IPv6环境Web服务器的问题。首先，本文根据之前的理论分析与研究，设计并实现了一个IPv6在线代理系统，系统最主要的功能是IPv4环境中的客户端可以通过访问代理服务器网站并输入所要访问的IPv6环境中的Web服务器网址来进行访问。并对系统进行了详细的需求分析和模块结构划分，将此系统分为了后台模块、代理模块、界面模块和缓存模块，并对每一个模块的具体实现和用到的相关技术进行了阐述。其次，本文具体分析了Web缓存与传统缓存的差别，分析了缓存替换算法的工作原理和过程，提出了URL命中率、字节命中率和访问延迟率3个评价指标。具体研究和分析了4种经典算法的优点和缺点，进行了模拟实验和比较分析，其中基于保留价值的Hybrid算法相比于其他3种算法的URL命中率比较高，访问延迟率比较低，但是字节命中率不是很高。针对这一问题对Hybrid算法进行了两次优化，并再次进行了模拟实验和比较分析，二次优化后的Hybrid算法在字节命中率方面有显著提升。最后，本文最后对IPv6在线代理系统进行了性能测试，实验模拟了5000个客户端运行60秒时间向代理服务器发送请求，访问成功率为94.98%。测试结果表明本系统可以高并发连接，内存消耗不到2G，具有良好的性能。