基于双栈技术的IPv6校园网研究与实现.doc

1、基于双栈技术的 IPv6 校园网研究与实现【摘要】 建设 IPv6 校园网主要应当考虑升级支持 IPv6 业务和采用同时支持 IPv4/IPv6 的校园网设备进行校园网组建的情况。本文分析了目前 IPv4 向 IPv6 过渡的几种技术，如双栈技术、隧道技术、地址/协议转换技术等。本文使用了双栈技术，设计了基于双栈技术的校园网设计及在现有校园网中 IPv6 校园网的实现。为今后 IPv6 网络的管理与研究工作打下了基础。 【关键词】双栈，过渡，校园网 引言：随着网络的迅速发展，IPv4 协议也渐渐暴露了许多问题，就长远的计算机网络发展来看，IPv4 地址存在着发展的局限问题：首先，IPv4 的地

2、址资源有限，已经不能适用于国际互联网的发展需要；再者，美国控制大多数地址资源，其他国家的发展受到严重制约。相反，IPv6地址资源丰富，安全性能大幅提高，还有大量的 IPv6 地址可以申请。所以向 IPv6 过渡有利于今后的中国互联网络发展。但 IPv4 升级到 IPv6 需要一个长期的过程，因此 IPv4 与 IPv6 存在一个过渡阶段。IPv6 协议必须与 IPv4 兼容，IPv6 节点与 Ipv6 节点，Ipv6 节点与 IPv4 节点的通信必须依靠现有的 IPv4 网络设备。 设计一个基于 IPv4、IPv6 双栈技术的校园网络，是 IPv4 向 IPv6 过渡的一个很好的实例。 1 I

3、Pv4 向 IPv6 过渡技术简介 IPv4 向 IPv6 过渡技术包含以下三种方法： 1.1 双栈技术。就是在一个系统（如一台主机或一台路由器） 中同时使用 IPv6/ IPv4 两个可以并行工作的协议栈。 双栈技术的优点是互通性好，易于理解，缺点是不能解决 IPv4 地址短缺问题。 1.2 隧道技术。隧道技术提供了一种以现有 IPv4 路由体系来传递IPv6 数据的方法：将 IPv6 的分组作为无结构意义的数据，封装在 IPv4数据报中，被 IPv4 网络传输。隧道技术的优点：具有透明性，它不需要IPv6 专用路由器设备和专用链路，可以减少投资；缺点是并不能解决IPv6 节点与 IPv4

4、节点之间相互通信的问题。 1.3 NAT-PT。转换网关除了要进行 IPv4 地址和 IPv6 地址转换，还要包括协议并翻译。转换网关作为通信的中间设备，可在 IPv4 和 IPv6网络之间转换 IP 报头的地址，同时根据协议不同对分组做相应的语义翻译，从而使纯 IPv4 和纯 IPv6 站点之间能够透明通信。该方式的优点是不需要进行 IPv4 节点改造；缺点是资源消耗较大，服务器负载重，NAT-PT 设备是性能瓶颈. 2 基于双栈访问校园网方案模拟设计。本文以浙江工业职业技术学院为例介绍向 IPv6 过渡的校园双栈网络方案设计。我校校园网设备主要是锐捷网络设备，通过与厂家沟通，所有的设备，包

5、括核心，汇聚和接入都支持 IPv6，这样可以在我校园网平台在使用 ipv4 同时又可以使用Ipv6，在我校网络中，硬件均支持 IPv6 网和 IPv4 网的互通，校园网出口采用高性能双栈 NPE 路由器，核心采用支持双栈锐捷高端三层交换机，汇聚层采用支持双栈的三层交换机，接入层采用普通二层交换机。因此该设计必须在保证不影响目前我校主要的 IPv4 业务情况下，满足我校在IPv6 的发展、应用与研究。 3. IPv4-IPv6 方案设计与实施。在浙江工业职业技术学院校园网IPv6 解决方案中，首先使用了支持三层网络交换机 RG-S7610 作为核心双栈设备。汇聚层采用 S5750 三层双栈交换机

6、，二层交换机采用 S2150接入交换机，出口采用支持双栈的路由器 NPE50，通过一些列的设置和配置，使得在不会影响学校主要的 IPv4 网络通信前提下，又能实现 IPv6 网络通信。 3.1 实验拓扑图 3.2 部分实施配置如下：（ 1）在 PC1，PC2，PC3 PC4 其 xp 系统安装 TCP/IPv6，vista 系统默认已经安装。 （2）在 PC3 服务器上（linux 系统）建立 IPv6 的服务（如 ftp，及 Web 网站） 。 （3）使用 IPv6 nc 命令查看邻居表， 使用 IPconfig 命令查看接口的 IPv6 地址信息。 （4）在S5750 上建立 VLAN 1

7、0；VLAN 20，现将 PC1，PC2 加入 VLAN10，PC3，PC4加入 VLAN20。 （5）现将拓扑图中的设备全部用 IPv4 配置，S7610 与S5750 采用静态或 OSPF 路由，测试连通性。 （6）分别配置VLAN10.VLAN20 Ipv4 及 Ipv6 地址，全球单播地址为2001：0：0：10：1/64 ，2001：0：0：20：1/64 分配配置关于IPv6 的静态路由和 OSPF 路由协议。 （7）配置双栈路由器解决 IPv6/IPv4双栈通信。 配置交换机同时支持 IPv4/IPv6 功能，实现双协议栈功能： system-view Switch switch

8、-mode dual-ipv4-ipv6 Switch ipv6 Switch interface vlan 10 Switch-interface-Vlan10 ip address 1.0.0.1 /24 Switch-interface-Vlan10 ipv6 address 2001：0：0：10：1/64 Switch-interface-Vlan10 ipv6 address auto link-local Switch ipv6 route-static 1：64 2001：0：0：10：1/64 通过配置及实验，实现了校园网 IPv6 与 IPv4 解决方案。 4 结论 通过实验，我将我校校园网用于测试性的部分区域成功升级至IPv4/IPv6 双栈网络，具体情况如下：1. 在 IPV4 与 IPV6 网络共存前提下，将校园网部分区域升级至 IPv6。2. 将该区域成功接入 CERNET 网IPV6 网络，访问学校内网 IPV6 网站。3. 在该区域 IPV4 主机也可以成功访问教育网 IPv6 网站. 不足之处：IPv6 地址学习规则，IPv6 linux 服务器的配置，IP 路由的配置等需要进一步学习与研究，并在后续的实验中慢慢完善。