IPv6在校园网中的应用.
初探IPv6技术在高校网络建设中的应用
初探IPv6技术在高校网络建设中的应用胡佳彬（浙江工业大学 网络中心 浙江 杭州 310012）E-mail：hjb@摘要：文章从IPV6协议的格式定义出发，分析了IPV6协议相比IPV4协议的主要技术改进和性能提升，提出了当前高校建设IPV6网络的必要性，并概括了建设IPV6网络过程当中需注意的一些技术细节。
关键词：IPv6, Qos,高校网络, 安全0 引言自IETF 于1995年开始研究开发的用于替代现行的IPv4的下一代协议IPv6以来，IPv6网络的研究和建设一直往在不断的发展和完善当中。
2003年我国正式开通的全国性的IPv6骨干网――CNGI项目，目前第一个IPv6全国骨干网CERNET2试验网已正式开通，该网络已连接了分布在20座城市中的25所大学。
下一阶段将要实现全国200多所高校的IPv6接入工作，无论高校是作为核心节点，驻地网节点和接入节点，高校的网络建设都将会在今后几年中面对IPv6网络所带来的冲击和挑战。
因此，理解新协议的特性和IPv6网络接入管理已经成为各高校网络建设和管理部门急需解决的技术任务。
1 IPv6的发展现状与趋势IPv6技术作为“下一代互联网”的核心技术，在我国的互联网建设方面占据了重要地位，由CERNET承担规模最大的核心网——CERNET2的建设，CERNET2是中国下一代互联网示范工程CNGI中最大的核心网和惟一学术网。
CERNET2主干网将充分使用CERNET 的全国高速传输网，以2.5Gbps~10Gbps传输速率连接北京、上海、广州等20个主要城市的CERNET2核心节点，实现全国200余所高校IPv6的高速接入，同时为全国其它科研院所和研发机构提供IPv6高速接入服务。
通过中国下一代互联网交换中心CNGI-61X与国外下一代互联网高速连接。
对比ISC在99年和05年对全球注册域名统计的主机画出的主机数增长曲线（由下图所示），99年保守估计现有的IPv4资源将在2006年枯竭，但从图中我们可以清楚的看出，域名的增长速度远比我们原先预想的还要快，当前在Internet服务中IPv4地址只能通过虚拟主机、反向代理等技术苦苦支撑。
IPv6组播在校园网的部署与应用中期报告
IPv6组播在校园网的部署与应用中期报告
一、选题背景
IPv6是下一代互联网协议，解决了IPv4地址耗尽的问题，同时在网络技术的应用中具有广泛的应用前景。
IPv6组播技术则是IPv6协议中最具有优势和前瞻性的技术之一，其可以实现高效的多播数据分发和传输。
在校园网的建设和应用中，IPv6组播技术有许多优势，比如高效快速地
传播信息、降低网络延迟、减轻网络拥塞等等。
因此，本次选题旨在深
入研究IPv6组播在校园网的部署和应用，并探索其技术优势以及发展前景。
二、研究内容
1. IPv6组播技术的原理和基本概念
2. IPv6组播的部署和应用案例分析
3. IPv6组播在校园网应用中的优势和挑战
4. IPv6组播在校园网应用中的未来发展方向和前景
三、预期成果
在本次研究中，我们将全面了解IPv6组播技术的原理和应用场景，并对其在校园网中的部署和应用进行深入分析。
同时，我们将探究IPv6
组播在校园网应用中的优势和挑战，并通过前瞻性的思考，探索IPv6组
播在校园网应用中的未来发展方向和前景。
最后，我们将撰写完整的中
期报告，用于展示我们的研究成果，以及进一步的讨论和研究。
IPv6背景下的校园网络管理与运用
IPv6背景下的校园网络管理与运用前言目前我们使用的第二代互联网IPv4技术，其核心技术属于美国。
随着中国以及其他国家互联网技术的迅速发展，第二代互联网IPv4技术难以克服的弊端逐渐显露，主要表现在两个方面：一是地址资源数量的限制，已经严重地制约了中国及其他国家互联网技术的应用和发展。
另一方面是随着电子技术及网络技术的发展，计算机网络将进入人们的日常生活，可能身边的每一样东西都需要连入全球因特网。
在这样的环境下，IPv6应运而生。
IPv6的主要特点：（1）相比IPv4，IPv6有更大的地址空间，其地址空间增大了2的96次方倍，可以大大满足人们的需求。
（2）IPv6具有更好的、灵活的头部格式，字段只有8个，加快报文转发和处理速度，提高了吞吐量。
（3）IPv6具有更高的安全性。
（4）扩大了支持的服务类型数目。
（5）允许协议继续演变，增加新的功能，使之适应未来技术的发展。
由于IPv6技术的发展，将极大的改变人们的生活方式、学习方式、工作方式，信息素养将成为未来普通公民不可或缺的基本素质之一。
因此，信息技术在学校普及显得迫在眉睫，而就像学外语需要有语言环境一样，普及信息技术也需要有一个好的环境。
而校园网就能提供这样一种环境，人们可以利用它进行工作、交流和学习，因此在经济条件允许的情况下，应尽快尽早的建设IPv6环境下的校园网。
校园网是一个以计算机网络为主要平台，将高性能的网络设备互连，从而形成具有信息资源共享的综合性网络系统，从而达到服务于学生、教师和学校目的，进而推动教育技术改革、优化现代育人环境的进步和发展，其核心是应用于教育教学、服务于教育教学，其基本特征和本质是信息资源共享和实用性。
其主要实现的功能：（1）以学生为主体的服务，促使学生学习最优化，，使得学生能及时、方便、有效的和老师沟通和交流，同时能及时获取老师以及学校发布的公共信息。
（2）以教师为主体的教育教学服务，促使教育教学最优化，教师可以借鉴其他老师优秀的教学成果和教学思路，使其能够为己利用，达到“它山之石可以攻玉”的效果。
高校IPv6校园网组网方案和网络安全规划及运营方案
高校IPv6校园网组网方案和网络安全规划及运营方案目前，各高校的校园网主要以IPv4网络为主，但是，在很多学校的校园网中IPv4网络存在IP地址资源短缺、QoS、安全等问题。
同时，高校作为学术研究的基地，建立起IPv6校园网以推动高校师生对IPv6技术的研究和实践，抢占IPv6技术制高点同样有迫切的需求。
锐捷推出的高校IPv6校园网解决方案，遵循保证现有IPv4应用的正常应用，网络具有扩展性，最大限度地保护既有投资，网络方案要能够满足发挥IPv6的技术优势，支持IPv4业务与IPv6业务的互通、设计良好的网络安全规划、考虑IPv6网络对用户认证和计费方式的支持等网络建设原则。
IPv6校园网组网方案建立IPv6校园网主要应当考虑校园网升级支持IPv6业务和采用同时支持IPv6/IPv4网络设备进行新建校园网建设两种情况，这里提供四种方案供参考。
方案一：隧道模式，升级核心快速实现IPv6接入适用对象：校园网中存在大量IPv4设备没有IPv6功能，或者不能升级到IPv6，快速将网络均升级为IPv6需要较长的时间。
为了保护IPv4投资，同时又需要让新增用户使用IPv6业务，可以采用此方案。
组网模式：升级的重点在于核心层。
原有IPv4网络不进行改造，在核心增加一台支持IPv6 业务的核心交换机（锐捷RG-S8600）或者更换原有的核心交换机为锐捷RG-S8600。
核心交换机开启双栈功能，向上连接IPv6网络，向下开启ISATAP隧道功能，开启IPv6/IPv4主机可采用ISATAP 隧道方式直接接入核心交换机。
网络中其余设备均无任何变化，原有IPv4业务正常运行。
方案优势：只需增加一台支持IPv6业务的核心设备，其余设备保持不变，保护原有投资。
只需简单开启ISATAP隧道功能即可，快速实现校园网IPv6主机接入。
新增的IPv6用户可以正常访问IPv6网络及IPv6业务。
原有IPv4业务不产生任何变化，正常运行。
IPv6与校园网建设
IPv6与校园网建设【摘要】本文主要探讨了IPv6技术在校园网中的应用问题。
其中，涉及到了地址自动配置、邻居发现协议、路由协议以及IPv4到IPv6的过渡技术。
【关键词】IPv6校园网；邻居发现协议；IPv4到IPv6此前，因为美国对IPv6技术的冷淡以及下一代互联网应用点稀少的原因，IPv6一直多处于实验阶段。
而随着物联网的发展，IPv6也重新引起了美国国防部以及思科、3COM等公司的高度关注。
全球再度兴起了IPv6研究热。
1.IPv6IPv6（Internet Protocol Version 6）是互联网协议第6版，目前IP协议是第4版（简称IPv4）。
IPv6也称IPng，是IETF （Internet Engineering Task Force，互联网工程任务组）设计的下一代IP协议。
1.1 IPv6产生的原因1）IPv4自身缺陷：IPv4技术的最大问题是网络地址资源短缺。
从理论上讲，编址1600万个网络、40亿台主机。
但采用A、B、C三类编址方式后，可用的网络地址和主机地址的数目大打折扣，以至目前的IP地址近乎枯竭。
[1]此外，IPv4在路由表膨胀、安全性、服务质量及移动性上也存在问题。
2）网络技术的发展：随着互联网的发展，尤其是物联网技术的发展，不仅是移动设备，如手机、PDA（个人数字助理）、掌上电脑、家庭网络接入设备（HAN）等需要上网，就连家电（如洗衣机、微波炉、空调、热水器等）、汽车、相机、手术刀等也存在联网的必要。
因此，网络技术的日新月异，尤其是物联网的诞生，也迫使IP地址空间要更多而功能上也要更强。
1.2 IPv6替代IPv4的必然性这主要是由IPv6自身的优势决定的：1）更大。
IPv4中最大地址个数为232，而IPv6中最大地址个数为2128。
与IPv4地址空间相比，其地址空间增加了296。
2）更小。
IPv6采用聚类（Aggregation）的机制，定义了灵活的层次寻址及路由结构，这样显著减少了路由器必须维护的路由表项目，从而降低了路由器寻址和存储的开销。
IPv6在校园网中的应用设计
科技信息ＯＩＴ论坛ｏ２０１０年第２ｌ期３ＩＰＶ４网络到ｌＰｖ６网络迁移过程在著名的。
海洋与孤岛”理论把ＩＰｖ４向ＩＰｖ６过渡从时间和规模上划分为５个阶段．概述如下：第一阶段：ＩＰｖ６技术还没有得到起步发展，１１％４“海洋”，不需要过渡技术。
第二阶段：ＩＰｖ６技术发展的初级阶段，ＩＰｖ４“海洋”和ＩＰｖ６“孤岛”。
需要过渡技术．解决方案主要是前面所讨论过的三种过渡技术。
第三阶段：ＩＰｖ６与ＩＰｖ４共存阶段，１１％４“海洋”和ＩＰｖ６“海洋”。
采用ＩＰｖ６／ＩＰｖ４地址转换过渡技术。
第四阶段：ＩＰｖ６占主导地位，ＩＰｖ４“孤岛”和ＩＰｖ６“海洋”。
可能采用的过渡技术有ＮＡＴ—ＰＴ和ＤＳＴＭ。
第五阶段：只有１１％６技术，町能是纯ＩＰｖ６“海洋”。
不需要过渡技术。
当然。
还有很多与“海洋与孤岛”理论相关或类似的理论．ＩＰｖ６有可能不能独存，ＩＰｖ４和ＩＰｖ６长期共存的局面极有叮能长期存在。
所以我们不仅是要研究ＩＰ、ｒ６的过渡方法，还有更多的例如研究方法、管理方法、业务管理等『口】题值得我们去深入的考虑研究。
４校园网初级过渡方案校园计算机网络是校周内信息流通、交互的平台．应用服务非常丰富。
再者高校特有其他部门所不具备的技术与信息优势。
促使各高校的校园嘲成为ＩＰｖ６即将推广和应用的最佳实验平台。
所以在校园网内解决好ＩＰｖ６的平稳过渡，这将是ＩＰｖ６向“海洋”扩展的第一步。
基于前面提出的ＩＰｖ４网络到ＩＰｖ６网络的过渡技术和策略．以我校校园网为例．设计初级过渡方案。
联系我校实际，校园网现状（绝大部分嘲络设备不支持ＩＰｖ６。
校周内部用户没有形成ＩＰｖ６新知识的学习热潮，学校资金投入有限，现有网络使用率高等情况）。
再者我们地处贵州偏远山区．经济条件远远及不上大部分的高等院校．在这种情况下．我们只能在满足学校现有需求的同时，寻求一条以最小的代价实现网络平滑过渡的方案。
现本人对兴义民族师范学院校园网从ＩＰｖ４到ＩＰｖ６过渡提出了以Ｆ的初级设计方案：４．１总体设计原则在过渡初期。
基于6LoWPAN的IPv6智慧校园关健技术研究
基于6LoWPAN的IPv6智慧校园关健技术研究摘要：近年来，随着物联网技术的不断发展，智慧校园的建设成为了教育信息化的重要方向之一。
而IPv6作为下一代互联网协议，为智慧校园的发展提供了更为完善的网络支持。
而基于IPv6的6LoWPAN技术，则为智慧校园的设备连接提供了更为灵活、高效的解决方案。
本文将针对基于6LoWPAN的IPv6智慧校园关键技术展开研究，探讨其在智慧校园建设中的应用与发展。
关键词：6LoWPAN；IPv6；智慧校园；物联网；关键技术二、6LoWPAN技术概述6LoWPAN（IPv6 over Low-Power Wireless Personal Area Networks）是一种基于IPv6的无线传感网络协议。
它专门用于解决传感器网络在无线通信与互联网之间的连接问题。
6LoWPAN工作在传统的IEEE 802.15.4网络之上，能够将IPv6数据报进行压缩和分段，以适应无线传感器网络的低带宽和低能耗特点。
6LoWPAN也支持动态加入和离开网络、自组网等特性，使得其在智慧校园等场景中的应用更加灵活和高效。
在智慧校园建设中，传感器节点分布广泛，且需要长时间工作，因此选择低功耗无线传感网络是必不可少的。
而6LoWPAN技术正是为了适应这样的场景而被设计出来的。
它不仅可以满足智慧校园中传感器节点对低功耗的需求，还能够实现节点之间的自组网、灵活的拓扑结构以及高效的数据传输，为智慧校园的建设提供了理想的无线连接方案。
三、IPv6在智慧校园中的应用IPv6作为下一代互联网协议，为智慧校园的建设提供了更为完善的网络支持。
与IPv4相比，IPv6拥有更为庞大的地址空间，能够更好地满足智慧校园中大量设备的连接需求。
IPv6还支持多播和安全特性，能够更好地适应智慧校园中的数据通信需求。
IPv6还支持多播特性，能够更好地满足智慧校园中广播通信的需求。
在智慧校园建设中，大量的数据需要进行广播通信，如环境监测数据、通知信息等，而IPv6的多播特性能够更为高效地支持这些数据的传输，从而使得智慧校园中的通信更为便捷、高效。
校园网中ipv6的应用及其设计实现毕业设计
校园网中ipv6的应用及其设计实现关键词：ipv6；校园网；应用；设计摘要：校园网是高校师生进行信息沟通和交流的重要渠道，而高校的技术优势也让ipv6在校园网中的试点成为了可能。
论文首先对ipv4和ipv6进行了简要介绍，并对ipv6在校园网中应用和设计的有关情况进行了分析和探讨。
一、引言自从诞生那天开始，internet技术就以一个非常迅猛的速度快速发展着，尤其是在www服务得到高度普及之后，网络节点的数量更是以几何级数增长。
由于当前互联网所采用的是tcp/ip 协议，因此，ip地址对于通信的顺利完成就起到一个非常重要的作用。
随着近年来互联网的高速发展，ipv4地址资源已经呈现出即将枯竭的趋势，为了解决这一问题，ietf专家组在经过了大量的研究和分析后，设计出了ipv6，即新一代的核心通信协议。
由于在地址空间的设计上采用的是128位的长度，因此ipv6有效的解决了ipv4地址匮乏的问题，加之在网管、路由、协议、安全等方面ipv6均以形成了较为完善的标准，因此它取代ipv4的地位已经成为了必然。
二、ipv4、6的三种过渡技术（一）双协议栈所谓双协议栈，就是指网络中的某一个节点同时支持ipv4、6两种协议，之所以能够达到这一效果，主要是因为ipv4、6是两种功能相近、基于相同物理平台的协议，并且其上所加载的tcp、udp协议并没有任何区别，因此，支持双协议栈的节点能够同时对ipv4或ipv6的分组进行接收、处理和发送。
双协议栈的协议结构如图1所示。
图1 双协议栈结构图由图1我们可以看出，双协议栈是将某一台服务器作为主机，该主机同时支持ipv4、ipv6两种协议，能够单纯的与ipv4或ipv6主机进行通信，也就是说，它的工作方式有三种：1.只作为ipv4的通信节点。
2.只作为ipv6的通信节点。
3.同时进行两种协议，成为双栈节点。
在处理过渡问题的方法中，双栈协议无疑是最为简单和广泛的一种，由于该方法的实现相对容易，因此是目前解决ipv4和ipv6兼容的最直接手段。
最新IPv6校园网的组网与应用
自动隧道
• 隧道根据报文随机的建立。 • 因为使用了特殊的地址，所以IPv6地址 前缀只能是0:0:0:0:0，即所有节点必须在 同一IPv6网段中，所以只能进行隧道两 端点的通信，不能通过隧道进行报文转 发。
IPv4报头 IPv6报头 IPv6有效数据
源：1.1.1.1 目的：2.2.2.2
hhjkl
14
自动隧道
• 自动隧道的特点是能够完成点到多点的 连接，手动隧道仅仅是点到点的连接。 IPv4兼容IPv6技术能够使隧道自动生成。 IPv4兼容IPv6隧道只需要告诉设备隧道的 起点，终点由设备自动生成——隧道的 端口使用IPv4兼容IPv6地址。格式如下：
000……000 IPv4 address 96bit 32bit
hhjkl 2
高校与CERNET2
按照CNGI项目规划，CERNET2将接 入100所以上的著名高校，开展科研应用 和大规模IPv6网络建设和部署实施的探 索。 因此， 高校如何部署IPv6将成为近 期大家非常关注的一个课题。
hhjkl
3
IPv6的一般演进过程
• IPv6发展初级阶段 该阶段，IPv4仍然占有主导地位，v6 网络是一些孤岛，绝大部分应用仍基于 IPv4。此时，大量采用隧道技术将各IPv6 孤岛互联。
hhjkl
源：::1.1.1.1 目的：::2.2.2.2
16
6to4隧道
• 6to4隧道可将多个IPv6域通过IPv4网络连 接到IPv6网络。它的隧道端口也使用一种 特殊地址，称为6to4地址。6to4地址格式 如下：
3 FP 13 TLA 32 IPv4 16 SLA ID 64 接口 ID
hhjkl
7
IPv6环境下的校园网应用推广
路 由 预留
２ ０ ： Ａ ：０ ２ Ｃ ０ ：／ ０ ０１Ｄ ８２０ ：００ ：５
６ ５台 ，改造 完 址段 ， 用于校本部 、华文学区 、珠海校区 、 代可信任互联 网试验网” 目及２０年 “ 项 ０８ 教 ３ ８台、万兆三 层交换 机 ２
所 育科研基 础设施Ｉｖ技术升级和应 用示范” 成 后 的网络 拓扑结构 如图 １ 示 。 Ｐ６ 项 目， 目前 正在进行的是 “ 教育科研基础设 施 Ｉｖ 技 术升级和应用示范 ”项 目。 Ｐ６ ２． 软件改造
协议 。
户使用 Ｉｖ 网络。暨南大学在信息系统建 Ｐ６ 设和迁移方面采用了 “ 政策引导 ＋ 合作推
动 ＋自主建设”的方式，在不影响Ｉｖ 网 Ｐ４
络使用的前提下 ， 逐步增加 Ｉｖ 环境下的 Ｐ６ 信息 资源数 量和用 户数量 。 ２０ ０ ９年 １ 月 ，随着微 软操 作 系统 ０
化 图书馆 、 网络教学应用 、 可信任邮件 等 ， 中 ，限制 Ｉ ｖ Ｐ ４下 每个链接 的下载 速度 为 进行 限制 ，以此 引 导用 户 主动 安装使 用
Ｉｖ Ｐ ６协议 。 校 园网网络 电视 平台
管理政策 的调整 和执行是校 园网管理 覆盖学校教学 、 科研等各层面 。 具体项 目如 １０ Ｂｓ Ｉｖ 下每个链接的下载速度则不 ０ Ｋ ／， Ｐ ６
基础设施改造及地址规划
为实 现项 目建设 目标 ，暨南 大学 于
３ 国 育 络２２ ４中 教 网 ｏ １２
Ｗｉ ｏｓ 的发布，终端对 Ｉｖ 协议的支 ｎ ｗ ｄ ７ Ｐ６ 持已逐步成熟，为信息资源由Ｉｖ 向Ｉ ６ Ｐ４ Ｐ ｖ
图１ 校园网 拓扑
的平滑过渡提供了良好 的支持。
政策引导
网络 中心 ／服务器群 ２０ ：Ａ ：０２ ： ５ ０ １Ｄ ８２０ ：／ ２
IPv6在校园网中的应用
IPv6在校园网中的应用作者：聂维李红来源：《科技经济市场》2015年第10期摘要：当前的网络地址资源越来越紧张，随着计算机技术和各种电子设备的发展，网络地址资源已经逐步枯竭。
IPv6作为新的网络协议能有效地解决这个问题。
本文在分析了IPv6的优势的同时，浅析了该技术在校园网中的应用，对校园网的网络升级有很好的指导意义。
关键词：IPv6；网络地址资源；校园网1 IPv6的优势IPv4协议在全球范围内广泛使用多年，随着互联网逐步在深度和广度范围内的使用量增加，其缺陷也逐渐显露出来。
IPv4目前所面临的最大的问题是网络地址资源的数量限制。
从理论上讲IPv4支持近40亿个主机地址，但是由于需要采用地址编码技术，产生很多不可用的地址段，而计算机的使用量却在世界范围内呈指数形式增长，早在90年代初就有人曾预言主机地址数量会出现不足的情况。
地址不足，严重地制约了我国及其他国家互联网的应用和发展。
在这样的环境下，IPv6应运而生。
单从数字上来说，IPv6所拥有的地址容量是IPv4的约8×1028倍，达到2128-1个。
这不但解决了网络地址资源数量的问题，同时也为除电脑外的设备连入互联网在数量限制上扫清了障碍。
下面对IPv6的特点和优势进行介绍描述：（1）IPv4所规定的IP地址长度为32位，而IPv6则达到了128位。
当IPv6在全球范围内广泛应用后，地址空间缺乏的现状将得到立竿见影的改善。
（2）IPv6可以用更小的路由表转发数据。
由于IPv6分配地址的原则是聚类原则，因此IPv6的路由表可以用更短的长度表示更多的子网数量，而路由表长度的减短同时也带来了高速转发数据包的好处。
（3）灵活的IP报文头部格式。
使用一系列固定格式的扩展头部取代了IPv4中可变长度的选项字段。
IPv6中选项部分的出现方式也有所变化，使路由器可以简单路过选项而不做任何处理，加快了报文处理速度。
（4）IPv6简化了报文头部格式，在报文转发过程中加速了识别效率，在短时间内可以达到很高的报文吞吐量。
电子科大IPv6校园网的组网与应用
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01
电子科大IPv6校园网的应用场景
CATALOGUE
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02
01
推进IPv6与云计算的融合
随着云计算技术的不断发展，IPv6协议将更好地支持云计算资源的灵活配置和动态调整。
推进IPv6与人工智能的融合
随着人工智能技术的不断发展，IPv6协议将更好地支持人工智能应用的实时交互和数据传输。
推进IPv6与物联网的融合
随着物联网技术的不断发展，IPv6协议将更好地支持物联网设备的接入和管理。
IPv6使用128位地址，可以提供更多的IP地址，解决了IPv4地址耗尽的问题。
更大的地址空间
IPv6协议内置了加密和认证功能，支持IPsec（Internet Protocol Security），提高了网络通信的安全性。
更高的安全性
IPv6协议支持QoS（Quality of Service）功能，可以更好地支持实时应用和多媒体通信。
互联网技术的快速发展
电子科技大学作为国内一流的工科高校，其校园网络建设需要适应时代发展，满足师生对高速、便捷网络的需求。
电子科大网络现状
IPv6校园网的建设对于提高学校网络服务水平、促进科研与教学的发展具有重要意义。
IPv6校园网建设的重要性
通过研究电子科大IPv6校园网的组网与应用，可以推动IPv6技术在高校网络建设中的广泛应用。
IPv6过渡技术在校园网建设中的研究与实现
IPv6过渡技术在校园网建设中的研究与实现摘要：ipv6是下一代互联网采用的核心协议，现行的ipv4向ipv6过渡势在必行。
因此，研究基于ipv4向ipv6的过渡技术在校园网中的应用是十分必要的。
介绍了ipv4向ipv6过渡的技术，并分析了双协议栈技术、隧道技术、网络地址/协议转换技术这3种常用的过渡机制。
结合目前高校网络建设的现状，阐述了ipv6过渡技术在校园网建设中的几种应用方式。
关键词：ipv4；ipv6；过渡技术；高校网络1.1双协议栈（dual stack）技术双协议栈技术是每个节点同时支持ipv4和ipv6两种协议栈。
由于 ipv6 和 ipv4 是功能相近的网络层协议，并且两者都应用于相同的物理平台，而且加载于其上的传输层协议tcp和udp也没有任何区别，因此支持双协议栈的节点既能与支持ipv4协议的节点通信，又能与支持ipv6协议的节点通信。
双栈方式的工作机制为：链路层解析出接收到的数据包的数据段，拆开并检查包头，如果ipv4/ipv6包头中的第一个字段ip版本号是4，该包就由ipv4的协议栈来处理；如果版本号是6，则由ipv6的协议栈处理。
（其通信方式见图1）。
双协议栈技术的优点是互通性好，易于理解，网络规划相对简单，同时在ipv6逻辑网络中可以充分发挥ipv6协议的所有优点（如安全性、路由约束、流的支持等方面）。
缺点是需要给每个新的ipv6协议的网络设备和终端分配ipv4地址，不能解决ipv4地址短缺问题。
图1双协议栈通信方式图2隧道技术原理1.2隧道技术（tunnel）隧道技术是ipv4与ipv6共存的最主要技术。
隧道（tunnel）是指将一种协议封装到另一种协议中，在隧道人口处，将被封装协议装入协议，在隧道出口处再将被封装协议从中取出。
在整个隧道的传输过程中，被封装协议是作为封装协议的负载。
隧道技术只需要在隧道的出入口进行修改，而对中间部分没有特殊要求，较为容易实现。
目前的隧道技术主要实现了在ipv4数据包中封装ipv6数据包，随着ipv6技术的发展和广泛应用，未来也将会出现在ipv6数据包中封装ipv4数据包的隧道技术。
IPv6双栈技术在校园网中的应用研究——以北华航天工业学院校园网为例
科学技术创新2021.05IPv6双栈技术在校园网中的应用研究———以北华航天工业学院校园网为例耿娟平1郭冬滨1李倩2（1、北华航天工业学院信息技术中心，河北廊坊0650002、北华航天工业学院国资处，河北廊坊065000）随着IPv4地址的枯竭，固有缺陷的突出，运维的困难，与此同时IPv6技术的日益成熟，服务质量和安全性能上都有了很大程度的提高。
IPv6自2003年，8个部委联合启动中国下一代互联网示范工程CNGI [1]以来经历了“白银时代”、“青铜时代”到现在突飞猛进的“黄金时代”。
集政府部门、中央企业、基础电信企业、互联网企业、通信设备制造企业、科研机构等迅速行动，出台详实的部署方案和工作计划，推进IPv6的升级改造工程的进展。
2020年7月份于广州南沙举行的“2020全球IPv6下一代互联网峰会”上，刘东等国内外专家在中国发布了全球首份“推进IPv6规模部署向纯IPv6发展联合倡议”。
高校校园网由IPv4向IPv6过渡势必成为必然，刻不容缓。
我校于2017、2018年借助中央财政资金专项信道升级、万兆升级及千兆到桌面工作，保障校园网基础设施及骨干网络的建设。
虽然目前应用仅限于运行在IPv4网络，但为IPv6网络提供了支持和储备。
我校网络通过200M 链路接入中国教育和科研计算机网（CERNET ）[2]，通过1900M 链路（100M 联通链路＋1800M 电信链路）接入国际互联网，为快速地接入教育网和Internet 提供了保障。
我校校园网采用环形＋星型拓扑结构，西校区核心交换机（Cisco WS －C6509－E ）分别通过20G 信道与东校区综合实验楼核心交换机（Cisco WS －C6509－T ）、图书馆核心交换机（Cisco WS-C4500X ）和教8楼核心交换机（Cisco WS-C4500X ）相连，综合实验楼、图书馆、教8楼核心交换机分别由10G 信道连接。
接入层交换机（Cisco WS-C3560X ）与核心交换机由10G 信道连通，与终端用户通过1000M 信道相连，形成了“万兆主干、千兆桌面”的网络格局。
IPv6技术及在校园网中的应用
云南大学学报(自然科学版),2008,30(S2):264~268CN53-1045/N ISSN0258-7971 Journal of Yunnan Un i versityI Pv6技术及在校园网中的应用*肖洪云,于春荣(河北沧州师范专科学校,河北沧州 061001)摘要:介绍了IP v6的基本概念和主要优势,阐述了从IPv4到I P v6转换的技术方案,以及IPv6技术在我校校园网中的具体应用.关键词:IPv6;隧道技术;双协议栈技术;升级方案;运行模式;校园网中图分类号:TP393 文献标识码:A 文章编号:0258-7971(2008)S2-0264-05目前互联网所普遍采用的I P协议是I Pv4.由于I Pv4只能支持32位,其定义的有限地址空间随着互联网的迅速发展将被耗尽,地址空间的不足必将影响互联网的进一步发展,为了从根本上解决I P地址空间不足的问题,I Pv6便应运而生[1].本文分析了I Pv6的主要优势,并阐述了从I Pv4到I Pv6转换的技术方案,以及I Pv6技术在我校校园网中的具体应用.1 I Pv6的基本概念和主要优势IPv6采用128位地址长度,按保守方法估算I Pv6实际可分配的地址,整个地球每平方米面积上可分配1000多个地址,所以几乎可以不受限制地提供地址,其主要优势体现在以下几方面:1.1 扩大了地址空间 IPv6产生的初衷主要是针对I Pv4地址短缺问题,即从I Pv4的32b it地址,扩展到了I Pv6的128b it地址,充分解决了地址匮乏问题.同时I Pv6地址是有范围的,包括链路本地地址、站点本地地址和任意传播地址,这也进一步增加了地址应用的扩展性.所以I Pv6一劳永逸地解决了I P地址短缺的问题.1.2 采用了层次化的地址结构 I Pv6极大的地址空间使层次性的地址规划成为可能,同时国际标准中已经规定了各个类型地址的层次结构,这样既便于路由的快速查找,也有利于路由聚合,缩减了I Pv6路由表大小,降低了网络地址规划的难度.1.3 提高了IP报文的处理速度 由于Ipv6的数据包可以远远超过64K字节,应用程序可以利用最大传输单元获得更快更可靠的数据传输,同时在设计上改进了选路结构,采用简化的报头定长结构(I Pv6仅含8个域,I Pv4含14个域)和更合理的分段方法,使路由器加快了数据处理速度,提高了转发效率,从而提高了网络设备对I P报文的处理速度.1.4 引入了灵活的扩展报头 Ipv6采用固定报头加扩展报头的方式,提供了良好的可扩展性,可以按照不同协议要求增加扩展头种类,按照处理顺序合理安排扩展头的顺序,其中网络设备需要处理的扩展头在报文头的前部,而需要宿端处理的扩展头在报文头的尾部.1.5 完善了服务种类和QOS能力 与I Pv4面对纷繁的各项业务显得力不从心相比,I Pv6提供了完善的合理化服务.I Pv6报头中的8比特的通信类别(Traffic C l a ss)字段可以支持多达64种业务流, I Pv6增加了Flo w Labe l字段,可以对多媒体数据流提供良好的标识和支持.同时,I Pv6还可以支持包长达4M的分组,使得巨型分组的传送更加容易,可确保I Pv6在任意的传输媒体上能够实现对可用带宽的最佳利用.1.6 增强了网络安全性 I Pv6集成了I PSec,在使用I Pv6的网络中用户可以对网络层的数据进行加密并对I P报文进行校验,这极大地增强了网络安全,实现了端到端的加密.1.7 改进了多点寻址方案 I Pv6对多点寻址方*收稿日期:2008-11-15作者简介:肖洪云(1967- ),女,河北人,副教授,主要从事计算机网络技术研究.案进行了改进,对M u lti c ast提供了更好的支持,在M u ltcast地址中增加了范围(scope)字段,允许将M u lticast的路由限定在正确的范围内.1.8 提供了新的集群通信地址方式 I Pv6定义了一种新的集群通信地址方式anycas,t用于在点到多点的通信中,将报文传递到一组节点中的一个,从而允许在新源路由中由节点控制数据报的传送路径.1.9 支持即插即用和移动性 I Pv6引入自动配置以及重配置技术,对于I P地址等信息实现自动增删更新配置,提高了I Pv6的易管理性,为将来移动设备的接入和热插拔的应用提供了良好的保障.I Pv6协议设计的若干技术有利于移动计算的实现,它增强了移动终端的移动特性、安全特性、路由特性,降低了网络部署的难度和投资,为用户提供了永久在线的服务.2 从I Pv4到I Pv6转换的技术方案2.1 双协议栈技术 它是使I Pv6节点与I Pv4节点兼容的最直接方式,应用对象是主机、路由器等通信节点.支持双协议栈的I Pv6节点与I Pv6节点互通时使用I Pv6协议栈,与I Pv4节点互通时借助于4over6使用I Pv4协议栈.I Pv6节点访问I Pv4节点时,先向双栈服务器申请一个临时I Pv4地址,同时从双栈服务器得到网关路由器的TEP(Tun nel E ndPo int)I Pv6地址[2].I Pv6节点在此基础上形成一个4over6的I P包,4over6包经过I Pv6网传到网关路由器,网关路由器将其I Pv6头去掉,将I Pv4包通过I Pv4网络送往I Pv4节点.网关路由器要记住I Pv6源地址与I Pv4临时地址的对应关系,以便反方向将I Pv4节点发来的I P包转发到I Pv6节点.这种方式对I Pv4和I Pv6提供了完全的兼容,但由于需要双路由基础设施,增加了网络的复杂度,依然无法解决I P地址耗尽的问题.2.2 隧道技术 I Pv6网络需要通过I Pv4骨干网络相连.将这些孤立的 I Pv6岛相互联通必须使用隧道技术.利用隧道技术可以通过现有的运行I Pv4协议的Inter net骨干网络(即隧道)将局部的I Pv6网络连接起来,因而是I Pv4向I Pv6过渡初期最易于采用的技术[3].路由器将I Pv6的数据分组封装入I Pv4,I Pv4分组的源地址和目的地址分别是隧道入口和出口的I Pv4地址.在隧道的出口处,再将I Pv6分组取出转发给目的站点.隧道技术只要求在隧道的入口和出口处进行修改,对其他部分没有要求,因而非常容易实现.但是隧道技术不能实现I Pv4主机与I Pv6主机的直接通信.2.3 网络地址转换/协议转换技术 即NAT-PT (Net w ork Address Translation-Pro tocal T ransla tion),该技术通过与S||T协议转换和传统的I Pv4下的动态地址翻译NAT以及适当的应用层网关(ALG)相结合,实现了只安装了I Pv6的主机和只安装了I Pv4机器的大部分应用的相互通信.目前, 6tot4机制便是较为流行的实现手段之一.3 I Pv6在校园网中的应用(以沧州师专为例)我校I Pv6网络的建设主要是为了在目前的校园网内部建设I Pv6环境,使得学生对I Pv6网络进行访问,同时逐步在I Pv6网络当中开展I Pv6业务,如:组播、FTP、流媒体等业务,进而提高I PV6网络的用户数量,扩大I Pv6应用.3.1 升级方案整体设计 针对网络从I Pv4向I Pv6演进过程中面临的I Pv4和I Pv6相互之间的通信以及如何实现I Pv6网络与现有I Pv4网络无缝连接等问题,我校校园网采用了隧道技术、双栈技术和地址头翻译技术实现对IPv6网络的互访,即借助当今纯熟的I Pv4技术,对I Pv6数据包实行I Pv4格式的封装与解封装.我校采用了华为S8500,S6503等三层交换机用于实现I Pv6的支持,可支持静态I Pv6路由、支持基于硬件的I Pv6转发,可实现I Pv6到I Pv4以及I Pv4到I Pv6等隧道技术,其整体的I Pv6升级方案如图1所示.图1中,在同一台接入层交换机下可能存在不同的用户有V6用户也有V4用户,对于V4与V4用户的互通,或是V6与V6用户的互通可以直接通过核心交换机来实现,而对于两个跨V4网的V6孤岛之间的互联可以通过隧道技术来实现,通过两个V6边界路由之间建立隧道的方式进行互访,边界路由交换机以及汇聚层交换机都采用双栈运行的模式,对于V6用户访问V4的资源方式,可以采用ALG或是NP AT-PT的方式来实现,将V6和V4的报文头进行互译,从而实现V6与V4用户的互通.3.2 运行模式设计 我校I Pv6网可以运行多种265第S2期 消洪云等:IPv6技术及在校园网中的应用I Pv6相关业务,所以采用了多种运行模式如:4to6、6to4、双栈等,以实现全网的资源实验访问.3.2.1 I PV4<!!!>I PV6模式 I Pv4与I Pv6之间的相互互通是非常重要的,我校采用华为3Co m NAT 转换的方式进行互通,在I Pv4用户访问I Pv6的资源时,由于I Pv6的I P 地址丰富,可以采用一个I PV4对应一个I Pv6的地址,进行转换;而I Pv6用户访问I Pv4的资源时,由于I Pv4的地址资源相对有限,可以按照收敛比采取多对一动态的转换的方式进行互通,其基本的实现方式见图2所示.图1 I Pv6升组整体方案F ig .1IP v6vprgadepackage图2 IPV4<!!!>I PV6F i g.2IPV 4<!!!>IPV 6266云南大学学报(自然科学版) 第30卷I Pv6用户在访问Pv4的用户时,在边界路由器上进行NAT 转换,过程是将I P 的报头取出,改为I Pv4的报头,与I Pv4的用户进行互通;同样I PV4用户访问I PV6的用户时,当经过边界路由器的时候,边界路由器会将I Pv4的包取出,更改为I Pv6的报文格式在I Pv6的网络内部实现I Pv6之间的互通.3.2.2I PV6<!!!>I PV4<!!!>I P V6 在I Pv6网络的建设过程当中将会存在I Pv6的孤岛跨I Pv4进行互访的情况.该模式可以支持跨I Pv4网络的I Pv6孤岛的互通,可支持在多个边界路由器上(必须以双栈的方式进行运行)进行手工的配置隧道,该隧道对于最终的用户来说是不可见的[4],如图3所示.图3 IPV6<!!!>IPV4<!!!>I PV6F i g.3IPV 6<!!!>IPV 4<!!!>IPV 6当一个I Pv6的包经过边界路由器的时候边界路由器会将IPv6的报文封装为I Pv4的包在隧道中进行传送,当报文到达对方的时候,在边界路由器上进行解封装,还原出原I P6的包,从而实现互通.对于终端的PC 机用户来说也可以实现网络的访问,PC 机终端会携带I Pv6请求包向I Pv6接口发出请求,该报文通过I Pv4网络时将会直接封装为I Pv4包,当到达I Pv6接口时,将还原为I Pv6包,当接口得到I Pv6请求时,会返回其请求的前缀,报文同样被封装为I Pv4包,当到达终端I Pv6主机时,会直接还原为I Pv6包,并将前缀直接分给终端主机,终端主机结合自己的后缀,自动配置好I Pv6地址,进而实现PC 机终端与边界路由器之间的6to4隧道.3.2.3 双栈模式 双栈方式的运行是指一台路由器可实现同时处理I Pv4以及I Pv6两种方式,如图4所示.在由同一个物理网络当中同时存在两种模式的I P 网络,即:I Pv6网络与I Pv4网络,I PV6用户之间可实现互通,同时I Pv4用户亦可在同一张网络当中实现互通,这样每个点的用户即可以通过核心路由器之间进行I Pv4的互通,也可以通过核心路由器NE40进行I Pv6的互通,进行I PV6的相关实验.我校采用华为NE40用来实现双栈的运行方式,满足用户的各种需求.总之,从I Pv4向I Pv6的过渡是人们未来实现全球Internet 不可跨越的步骤,它不是一朝一夕就可以办得到的。
Ipv6在高校校园网中的应用
Ipv6在高校校园网中的应用摘要文章对ipv6大体概念，ipv6的实现技术及实现ipv6的现行技术进行了论述，结合学校校园网的ipv6实际解决方案，系统描述了ipv6在网络出口设备Cisco6503上的配置和在ipv6在网络核心设备Cisco6513上的配置，和ipv6在我校校园网中的实际应用。
关键词 ipv6；隧道技术；双协议栈技术1 引言现有的互联网是在IPv4协议的基础上运行。
IPv6是下一版本的互联网协议，它的提出最初是因为随着互联网的迅速进展，IPv4概念的有限地址空间将被耗尽，地址空间的不足必将阻碍互联网的进一步进展。
为了扩大地址空间，拟通过IPv6从头概念地址空间。
IPv4采纳32位地址长度，只有大约43亿个地址，估量在2005～2020年间将被分派完毕，而IPv6采纳128位地址长度，几乎能够不受限制地提供地址。
按保守方式估算IPv6实际可分派的地址，整个地球每平方米面积上可分派1000多个地址。
在IPv6的设计进程中除一劳永逸地解决地址欠缺问题之外，还考虑了在IPv4中解决不行的其它问题。
IPv6的要紧优势体此刻以下几方面：扩大地址空间、提高网络的整体吞吐量、改善效劳质量(QoS)、平安性有更好的保证、支持即插即用和移动性、更好实现多播功能。
2 ipv6实现技术概述从ipv4到ipv6 的转换必需使ipv6能够支持和处置ipv4体系的遗留问题。
目前，IETF（ Internet Engineering Task Force）已经成立了专门的工作组，研究ipv4 到ipv6 的转换问题，而且已提出了很多方案，要紧包括以下几个类型：双协议栈技术在开展双堆栈网络时，主机同时运行两种协议，使应用一个一个地转向ipv6 进行传输。
它要紧用于与ipv4 和ipv6设备都进行通信的应用。
双堆栈将在Cisco Ios软件平台上利用，以支持应用和Telnet，Snmp，和在ipv6传输上的其它协议等。
浅谈IPv6在高校的应用及发展
浅谈IPv6在高校的应用及发展[摘要]据IANA报告，全球IPv4地址池内已经没有可分配地址，IPv4地址资源已经枯竭，互联网向IPv6的过渡刻不容缓，高校作为科研创新的载体，对IPv6 的推动有着不可代替的使命。
本文从理论角度出发结合营口理工学院IPv6建设实际，先后阐述了IPv6 的特点，IPv6 过渡技术，IPv6地址规划，IPv6应用等，探讨了IPv6在高校应用与发展。
[关键词]IPv6过渡技术；IPv6地址规划；IPv6应用；IPv6在高校的发展1引言据IANA报告中指出：IPv4地址池中可分配地址早在2011年2月3日已经全部用完。
这意味着全球IPv4 地址资源已经枯竭，IPv6作为IPv4的取代技术，在全球范围的推广已经迫在眉睫。
高校作为科研创新的主要载体，对IPv6 的推动发展有着不可代替的使命。
IPv6相对IPv4有许多新的优势,如简化的IP报头格式、主机地址自动配置、认证和加密以及较强的移动支持能力等。
虽然相比上一代地址IPv6显得更加简单高效，但如何由IPv4网络平稳过渡到IPv6，过渡期间采用何种过渡技术，以及如何合理化分配IPv6地址，怎样保障IPv6 网络安全等是所有计算机学者共同面临的重大课题。
营口理工学院于 2014 年 7月 1 日经 CERNET2东北主节点东北大学正式连入全球 IPv6 网络。
我校已从CERNET2申请到100万亿亿个IPv6地址，校园IPv6 环境搭建已经全部完成，办公区、教学区、图书馆和学生宿舍区均可以通过自动获取地址方式使用IPv6进行互联网资源的共享与通信，其中学生端可以通过免认证方式免费访问全球IPv6资源。
本文以我校IPv6建设为例，分别阐述了IPv6特点、IPv6过渡技术、IPv6应用等内容。
1IPv6 特点目前互联网广泛采用的是以IPv4为主的协议体系，虽然目前可以通过NAT（网络地址转换）技术，CIDR（无类别域间路由选择）技术等进行缓解，但总体来讲IPv4技术已经不再适应现代化社会经济发展，急需采用下一代互联网协议——IPv6。
高校校园网IPv6的部署与管理策略——以攀枝花学院IPv6建设为例
纯IPv4阶段
纯IPv4网络 IPv4终端和IPv4
高等学校作为新技术应用的创新地和应用场所，是下 一代互联网技术的创新和应用的主战场。为适应新时代高 校的教学环境要求，全面落实教学应用的深度融合，快速 搭建下一代互联网，安全有效地解决教育业务管理系统、 门户网络系统、安全管理业务系统的 IPv6 升级和访问。 1 IPv6 的部署应用的背景
为彻底解决 IPv4 地址枯竭问题，形成领先全球的 互联网技术产业，保证我国信息安全，高校应加速发展 IPv6，解决发展滞后、发展缓慢的现状，迎头开展下一代 互联网 IPv6 的网络部署和建设，建立协同、优化、规范发 展的环境，实现 IPv6 部署平稳安全推进 [1]。
资源互访
IPv4阶段向IPv6过渡阶段
纯IPv6网络 外挂翻译设备
支持IPv4 纯IPv4网络 外挂翻译设备 支持IPv6
IPv4/IPv6双栈 同时支持IPv4和IPv6
纯IPv6阶段
纯IPv6网络 IPv6终端和IPv6
资源互访
网络安全和网络管理
图 1 IPv6 发展阶段图 Fig.1 IPv6 development phase diagram
目前，我国 IPv6 技术上有一定的技术储备，但发展 较晚，普及率较低，在世界上占有率较低，近年来国家 大力推广，发展速度显著提升，但与之配套建设与管理 经验明显不足。我国的本土 IPv6 发展模式和建设模式 与国际上优势国家发展方式和方法有所区别，相关研究 成果的共享不是很畅通，所以我国只有让高校积极参与 IPv6 的升级改造，在 IPv6 的部署和管理中不断积累相关 的技术和管理经验，为下一步广泛发展 IPv6 提供建设思 路和建设策略。 2 IPv6 建设与部署
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IPv6在校园网中的应用
当前,由于IPv4设计上所具有的天生的缺陷,使得目前互联网面临许多严重的问题。
IPv4地址资源的耗尽已只是时间问题,核心路由器上路由表的增长也已使路由器不塂重负,流媒体的传输,网络安全等都需要特别的处理才能实现。
尽管人们想了许多办法来解决这些问题,如网络地址翻译NAT,变长子网掩码VLSM等,虽然可以暂时缓解一下,但肯定不是长久之计。
IPv6协议应运而生,设计之初的出发点就是要解决IPv4这些固有的问题,因此,IPv6 应用于校园网将是大势所趋。
一、IPv4的不足
(1IPv4用32位来表示地址,地址总数不多。
仅为2的32次方即43亿个,迄今为止这43亿个地址中约60%以上已经被分配给用户,只剩下不足的40%,但是互联网的用户数还呈世界性的增长趋势
(2IPv4地址分配不均相当严重。
由于美国互联网的发展走在世界的前列,所以美国已经确保了大量的IPv4地址。
即使美国不立即采用IPv6,其网络状况也较好。
另一方面,分配到中国的IPv4地址数目前为2500万,比用户数少得多。
二、IPv6的优势
(1扩大了地址空间,采用128位地址长度,几乎可以不受限制地提供IP地址,从而确保了端到端连接的可能性。
提高了网络的整体吞吐量。
由于IPv6的数据包可以远远超过64K 字节,应用程序可以利用最大传输单元(MTU,获得更快、更可靠的数据传输,同时在设计上改进了选路结构,采用简化的报头定长结构和更合理的分段方法,使路由器加快数据包处理速度,提高了转发效率,从而提高网络的整体吞吐量。
(2服务质量得到很大改善。
报头中的业务级别和流标记通过路由器的配置可以实现优先级控制和QoS保障,极大地改善了IPv6的服务质量。
(3安全性有了更好的保证。
采用IPSec可以为上层协议和应用提供有效的端到端安全保证,能提高在路由器水平上的安全性。
(4支持即插即用和移动性。
设备接入网络时通过自动配置可自动获取IP地址和必要的参数,实现即插即用,简化了网络管理,易于支持移动节点。
IPv6不仅从IPv4中借鉴了许多概念和术语,它还定义了许多移动IPv6所需的新功能。
(5更好地实现多播功能。
在IPv6的多播功能中增加了“范围”和“标志”,限定了路由范围和可以区分永久性与临时性地址,更有利于多播功能的实现。
三、IPv4网络向IPv6网络过渡过程
尽管IPv6比IPv4具有明显的先进性,要想在短时间内将互联网全部从IPv 4升级到IPv6是不可能的,换言之,IPv6与IPv4系统在互联网中长期共存是不可避免的现实。
为此,做为IPv6研究工作的一个部分,就是推动IPv4向IPv6过渡的方案,其中包括三个机制:兼容IPv4的IPv6地址、双IP协议栈和基于IPv4隧道的IPv6。
兼容IPv4的IPv6地址是一种特殊的IPv6单点广播地址,一个 IPv6节点与一个IPv4节点可以使用这种地址在IPv4网络中通信。
这种地址是由96个0位加上32位IPv4地址组成的,例如,假设某节点的IPv4地址是192.56.1.1,那么兼容IPv4的IPv6地址就是0: 0:0:0:0:0:C038:101。
双IP协议栈是在一个系统(如一个主机或一个路由器中同时使用IPv4和IPv6两个协议栈。
这类系统既拥有IPv4地址,也拥有IPv6地址,因而可以收发IPv4和IPv6两种IP数据报。
与双IP协议栈相比,基于IPv4隧道的IPv6是一种更为复杂的技术,它是将整个IPv6据报封装在IPv4数据报中,由此实现在当前的IPv4网络(如互联网中IPv6节点与IPv4节点之间的I P通信。
基于IPv4隧道的IPv6实现过程分为三个步骤:封装、解封和隧道管理。
封装,是指由隧道起始点创建一个IPv4包头,将 IPv6数据报装入一个新的IPv4数据报中。
解封,是指由隧道终结点移去IPv4包头,还原原始的IPv6数据报。
隧道管理,是指由隧道起始点维护隧道的配置信息,如隧道支持的最大传输单元(MTU的尺寸等。
IPv4隧道有四种方案:路由器对路由器、主机对路由器、主机对主机、路由器对主机。
如图所示的使用IPv4路由基础设施传递IPv6数据报的网络中,可以根据两
个主机之间特定的通信选用相应的隧道方案。
例如:当主机2向主机4发送一个IPv6数据报时,路由器A将把该IPv6数据报封装在一个目的地址为路由器B的
IPv4数据报中。
当路由器B收到该IPv4数据报后,就将它解封,取出其中的IPv6数据报并将其发往主机4。
在这个隧道中,隧道终结点(路由器B不是数据报的最终目的地址(主机4。
当隧道起始点(路由器A建立隧道时,必须确定隧道终结点并从配置信息中找到隧道终结点的地址,因此这种类型的隧道被称为配置隧道(configured tunneling。
当主机7向主机1发送一个IPv6数据报时,主机7在它与路由器A之间建立一个主机对路由器隧道。
因为路由器A不是该数据报的最终目的地址,所以这种主机对路由器隧道也是配置隧道。
当进行通信的两个主机都有兼容IPv4的IPv6地址时,数据发送方主机将建立一个主机对主机隧道。
隧道起始点(数据发送方主机确定数据接收方主机就是隧道终结点,并自动从其兼容I Pv4的IPv6地址中抽取后32个地址位以确定隧道终结点的IPv4地址,这种类型的隧道被称为自动隧道(automated tunneling。
双IP协议栈和基于IPv4的IPv6网络使IPv4网络能够以可控的速度向IPv6迁移。
在开始向IPv6过渡之前,首先必须设置一个同时支持IPv4和IPv6的新的DNS 服务器。
在该DNS服务器中,IPv6主机名称与地址的映射可以使用新的AAAA资源记录类型来建立,IPv4主机名称与地址的映射仍然使用A资源记录类型来建立。
四、IPv6应用于校园网
1、IPv6校园网的展望
应用IPv6建立校园网。
一般分两种情况。
(1新建校园网(完全新建
建议采用同时支持IPv6/IPv4的网络设备进行组网建设,使得校园网平台同时支持两种业务流的承载和互通。
利用支持双栈的三层交换机作为校园网核心设备;汇聚接入可以考虑采用交换机组网,但目前大部分交换机不支持IPv6,且支持IPv6的交换机实现功能较差,无法满足业务发展需求,不适合大规模布放和长期使用.建议汇聚
接入层采用IPv4交换机,可以通过升级支持IPv6业务;也可考虑在汇聚层布放双栈路由器,接入楼层交换机,实现具有网络层次的IPv6网络.出口采用双栈路由器实现
同时与IPv6网和IPv4网的互通业务互通建议:校园网内部V6-V6,V4-V4业务,通过双栈设备实现业务的互连,不涉及IPv6协议与IPv4协议的转换,与普通单网络业务转发模型类似;校园网内部V6-V4业务互通,利用核心交换机作为协议转换设备,运
行NAT-PT协议进行转换;校园网V6业务-外部V4业务互通,建议在出口路由器上实现NAT-PT功能,进行校园网IPv6业务与外部IPv4业务的互通;校园网V6业务与外部IPv6孤岛业务互连,建议在出口路由器上实现手工隧道或6TO4隧道,穿越IPv4网络。
(2原有校园网升级
如果是原有校园网升级支持IPv6业务,因为原由设备不支持IPv6业务,也无法通过升级支持,可以考虑部分新建模式和隧道模式两种方式,原有校园网如果要升级支持IPv6业务,涉及到的因素较为复杂,考虑方面较多.一般来讲,如果原有设备可以通过升级方式支持IPv6业务,则与上述新建模式类似.但这种情况较为少见,因为大
部分学校采用交换机组网,而交换机基于ASIC技术,对于还处于不断变化阶段的
IPv6技术,基本没有成熟的芯片支持,所以厂家也不可能预先将IPv6技术做到芯片中.比较普遍的情况是要对网络设备进行更换,部分新建模式就是其中一种方式,部分新建模式建议重新建设支持IPv6业务核心层和汇聚层,达到双核心汇聚网络,IPv4业务可以经由原有网络转发,IPv6业务经由新核心进行转发.出口路由器进行软件升级支持IPv6或者更换性能更高的双栈路由器。
部分新建模式可以高效的支持大容量
IPv6数据的转发,业务支持性能较高,但存在投资成本相对昂贵的情况,特别当网络规模较大,核心汇聚层次较多的情况下,需要投入较高购买设备成本。
业务互通建议:校园网内部V4-V4,V6-V6业务互通,V4-V4业务可以利用原来的校园网实现转发.V6-V6业务可以通过新建的IPv6网络互通;校园网内部V6-V4业务互通,通过新建IPv6校园网与老校园网互通,在双栈核心交换机上启用NAT-PT功能,通过校园网核心实现互访;校园网内部V6业务实现与外部V4业务互通,在出口路由器上启用NAT-PT 实现与外部V4业务的互访;
校园网内部V6业务与外部V6孤岛互连,在出口路由器上启用手工隧道或
6TO4隧道实现V6业务在V4网中的承载。
IPv6校园网的建设和应用,是大势所趋,需要我们不断探索和努力,需要各级组织领导高度重视。