2022年IPv过渡技术在校园网建设中的分析研究与实现.docx

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1、精品学习资源IPv6 过渡技术在校内网建设中地争论与实现摘要： ipv6 是下一代互联网接受地核心协议, 现行地 ipv4 向ipv6 过渡势在必行 . 因此, 争论基于 ipv4 向 ipv6 地过渡技术在校内网中地应用是特别必要地 . 介绍了 ipv4 向 ipv6 过渡地技术 , 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 种常用地过渡机制 . 结合目前高校网络建设地现状 , 阐述了 ipv6 过渡技术在校内网建设中地几种应用方式 .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ipv

2、4 和 ipv6 两种协议栈 . 由于 ipv6和 ipv4是功能相近地网络层协议 , 并且两者都应用于相同地物理平台 , 而且加载于其上地传输层协议tcp 和 udp 也没有任何区分, 因此支持双协议栈地节点既能与支持ipv4 协议地节点通信, 又能与支持 ipv6 协议地节点通信 . 双栈方式地工作机制为：链路层解读出接收到地数据包地数据段 , 拆开并检查包头 , 假如ipv4/ipv6包头中地第一个字段 ip 版本号是 4, 该包就由 ipv4 地协议栈来处理；假如版本号是 6, 就由 ipv6 地协议栈处理 . （其通信方式见图 1）. 双协议栈技术地优点是互通性好 , 易于懂得 ,

3、网络规划相对简洁 , 同时在 ipv6 规律网络中可以充分发挥 ipv6 协议地全部优点（如安全性、路由约束、流地支持等方面）. 缺点是需要给每个新地 ipv6 协议地网络设备和终端支配 ipv4 地址, 不能解决ipv4 地址短缺问题 .欢迎下载精品学习资源图 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 共存地最主要技术 . 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 . 在整个隧道地传输过程中 , 被封装协议是作为封装协议地负

4、载 . 隧道技术只需要在隧道地出入口进行修改 , 而对中间部分没有特殊要求 , 较为简洁实现. 目前地隧道技术主要实现了在 ipv4 数据包中封装 ipv6 数据包, 随着 ipv6 技术地进展和广泛应用 , 将来也将会显现在 ipv6 数据包中封装 ipv4 数据包地隧道技术 . 如图 2 所示.隧道技术在实践中地具体形式如：自动配置隧道：该隧道端口地 ipv4 地址不需要事先配置 , 主机使用 ipv4 兼容（ ipv4- compatible ）地址作为其目地地址 , 隧道端口地 ipv4 地址就是依据这个 ipv4 兼容地址直接产生隧道端口地目地地址 , 然后建立隧道；手工配置隧道：该

5、隧道端口地址是由封装ipv6 分组地 ipv4 节点配置地 , 隧道可以是单向地 , 也可以是双向地 . 双向配置地隧道在实际运行中就像一个虚拟地点到点地连接；ipv4 组播隧道： 该隧道端口地址是通过邻机发觉机制来获得地. 这种隧道配置技术要求 ipv4网络支持组播 . 隧道技术地优点在于透亮性 ,ipv4/ipv6 主机之间地通信可以忽视隧道地存在 , 隧道只起物理通道地作用, 它不需要大量地 ipv6 专用路由器设备和专用链路 , 可以明显削减投资；缺点是 : 配置隧道比较麻烦 , 在隧道地出入口要拆分和重欢迎下载精品学习资源组负载协议数据包 , 而且隧道技术不能实现ipv4 和 ipv

6、6 主机之间地通信.1.3 网络地址转换 / 协议转换（ nat- pt）技术网络地址转换 / 协议转换技术是一种纯ipv4 终端和纯 ipv6 终端之间地互通方式 , 也就是说 , 原 ipv4用户终端不需要进行升级改造 , 全部包括地址、协议在内地转换工作都由网络设备来完成. 在这种情形下, 网关路由器要向 ipv6域中发布一个路由前缀 , 凡是具有该前缀地 ipv6 包都被送往网关路由器 .nat-pt网关路由器应具有ipv4 地址池, 在从 ipv6 域向 ipv4 中转发包时使用 . 此外,nat- pt通过与 siit（stateless ip/icmp translation,无

7、状态 ip/icmp转换）协议转换和传统地 ipv4 下地动态地网络地址转换（ nat ） 以及适当地应用层代理网关 alg （ application level gateway ） 结合, 实现了只安装 ipv6 地主机与只安装 ipv4 主机地大部分应用地相互通信 .nat-pt方式地优点是不需要进行 ipv4 节点地升级改造 . 缺点是ipv4 节点拜望 ipv6 节点地实现方法比较复杂 , 网络设备进行协议转换、地址转换地处理开销较大 , 一般在其他互通方式无法使用地情形下使用 .2ipv6 在高校网络建设中地应用争论高校校内网络 ipv6 地应用一般分为如下两种情形：一是新建校内网

8、, 二是新老校内网络地混合共存 .2.1 新建校内网欢迎下载精品学习资源建议校内网接受同时支持 ipv6/ipv4 地网络设备进行组网建设 , 使得校内网平台同时支持两种业务流地承载和互通 . 校内网核心接受支持双栈地三层交换机 , 汇聚接入使用一般 ipv4 交换机即可 , 全部关于 ipv6 地三层功能均交由核心处理 , 而不在汇聚层进行 . 也可考虑汇聚层使用双栈三层交换机 , 形成层次化地 ipv6 网络, 如图 3 所示.图 3 新建 ipv6 校内网图 4 老校内网升级、部分新建 ipv6 校内网新建校内网地业务互通接受如下方式：内部ipv6-ipv6,ipv4- ipv4 业务通

9、过双栈直接互通 , 无协议转换 , 与一般单网络业务转发模型类似；内部 ipv6-ipv4业务通过双栈核心交换进行 nat-pt, 从而进行互通；内部ipv6- 外部 ipv4 （或内部 ipv4- 外部ipv6 ）通过出口进行 nat-pt与外部互通；内部ipv6- 外部 ipv6,经核心设备通过 cernet2直接连通 .2.2 老校内网升级老校内网升级 , 一般而言需要购买新地双栈设备, 少数设备可以通过升级软件直接支持双栈 . 如核心设备可升级 , 就部署和业务互通方案类似前述新建校内网 . 如增加新地双栈设备 , 就新建 ipv6 网与原有 ipv4 网在各自网内分别互通 , 利用新

10、增设备进行 nat-pt与原 ipv6 核心设备互通 , 与外部就分别经原核心连接地 cernet或新增设备所连接地 cernet2分别于外部 ipv4 和 ipv6 网络互通 .2.3 老校内网升级 , 部分新建欢迎下载精品学习资源校内网内部 ipv4-ipv4、ipv6-ipv6业务分别利用新老校内网直 接互通, 如图 4 所示. 校内网内部 ipv6-ipv4业务通过新建 ipv6 校内网核心双栈交换机地nat-pt与老校内核心连通 . 内部 ipv6- 外部ipv4, 通过双栈边界路由器地nat-pt与外部互通 . 内部 ipv6-外部ipv6通过边界路由器直接互通 . 目前, 仍没有

11、一种普遍适用地过渡技术, 上述地过渡策略与方案均有其各自地优点和缺点, 有着各自地适用环境 . 因此, 高校在实际校内网建设中 , 应依据扩展性、安全性、网络性能等多方面因素综合考虑选择适合自身特点地过渡方案.3 终止语总之, 从 ipv4 向 ipv6 过渡是 internet进展过程中不行逾越地 一个过程 ,ipv6网络地应用必将加速信息技术在训练等多学科领 域中地渗透和影响力 , 实现 ipv4 时代难以想象地复杂网络训练 . 随着 cernet2地正式启动 , 各大高校都将逐步进人下一代互联网 , 在现有网络资源正常运行地前提下顺当平稳地过渡到新地网络体系, 并打造出功能更强、信息更丰

12、富地网络平台, 目前 ipv6 地许多应用尚处于争论和测试阶段 , 人们对 ipv6 地完全接受需要一个过程 . 所以从 ipv4 过渡到 ipv6 注定是一个渐进而漫长地过程 . 高校必需要依据自身地情形科学地分析、合理布局, 找出正确地方案 .参考文献：1 ipv6之家. 国内 ipv6 技术网站资料 eb/ol.：/.欢迎下载精品学习资源2 中国训练和科研运算机网 .eb/ol.3 科学网信息技术 eb/ol.4 姚远. 基于 ipv6 校内网地过渡技术争论与实现 d.武汉: 武汉理工高校 ,2021.5 贺志强 , 韩政涛, 贺龙祥 . 训练资源建设平台地进展与展望 j.现代训练技术 ,2021 4.6 周振东.ipv6在训练信息化中地应用 j.中国信息技术训练,20219.7 李向丽. 高级运算机网络 m. 北京：清华高校出版社 ,2021.欢迎下载