基于IPv6技術(shù)的CNGI駐地網(wǎng)設(shè)計研究

摘 要：對于CNGI駐地網(wǎng)的建設(shè)，受網(wǎng)絡(luò)資源、用戶使用習慣等影響，網(wǎng)絡(luò)用戶將在一定時間內(nèi)處于IPv4、IPv6共存的狀態(tài)。IPv6技術(shù)下的CNGI駐地網(wǎng)建設(shè)將是一個長期的任務(wù)，需要對網(wǎng)絡(luò)進行合理的規(guī)劃建設(shè)、整合IPv4/IPv6等措施，對基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)服務(wù)、技術(shù)服務(wù)等進行改進，從而擴大入網(wǎng)計算機的規(guī)模，進一步研發(fā)IPv6應(yīng)用系統(tǒng)，使CNGI駐地網(wǎng)的運行更穩(wěn)定、高效。

關(guān)鍵詞：IPv6技術(shù)；CNGI駐地網(wǎng)；設(shè)計

中圖分類號：TP393.02

由我國國家發(fā)改委牽頭，聯(lián)合信息產(chǎn)業(yè)部、教育部、科技部、國務(wù)院信息化工作辦公室、中國工程院、國家自然基金會、中國科學院等部門，共同發(fā)起了國家級專項CNGI（China Next Generation Internet），即中國下一代互聯(lián)網(wǎng)示范項目。在駐地網(wǎng)建設(shè)中，將我國現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)升級為支持IPv6的網(wǎng)絡(luò)是CNGI駐地網(wǎng)建設(shè)的核心。而由于IPv6協(xié)議對于所使用的IPv4協(xié)議不能完全兼容，就需要利用現(xiàn)有的網(wǎng)絡(luò)資源，采取逐步過渡的方式，使CNIG駐地網(wǎng)設(shè)計更好地利用IPv6技術(shù)，構(gòu)建健全的IPv6網(wǎng)絡(luò)平臺。

1 CNGI系統(tǒng)架構(gòu)及IPv6接入CNGI系統(tǒng)方式

1.1 CNGI系統(tǒng)的總體架構(gòu)

CNGI由三部分組成，分別是主干網(wǎng)、駐地網(wǎng)、接入網(wǎng)。其中主干網(wǎng)指的是通過高速光纖傳輸鏈路互聯(lián)，由分布在全國多個城市、省區(qū)的核心接入節(jié)點構(gòu)成的骨干網(wǎng)絡(luò)。多個主干網(wǎng)通過國內(nèi)的互聯(lián)中心互聯(lián)構(gòu)成了CNGI示范網(wǎng)。駐地網(wǎng)是在企業(yè)單位內(nèi)部接入的網(wǎng)絡(luò)，此設(shè)備主要連接用戶終端、ISP接入點，包括用戶駐地布線系統(tǒng)、控制功能、通信等，為接入網(wǎng)的接入提供方便。而接入網(wǎng)，指的是城域網(wǎng)，在主干網(wǎng)、用戶駐地網(wǎng)之間運行，對用戶駐地網(wǎng)、主干網(wǎng)的連接負責，規(guī)范的制定需要根據(jù)主干網(wǎng)的情況而定[1]。

1.2 接入IPv6駐地網(wǎng)的幾種方式

在目前的CNGI駐地網(wǎng)建設(shè)中，IPv6接入分為兩種情況，即IPv4與IPv6的雙協(xié)議棧網(wǎng)絡(luò)和單一的IPv6網(wǎng)絡(luò)。由于IPv6不能完全兼容現(xiàn)在使用的IPv4，所以CNGI駐地網(wǎng)的設(shè)計需要從IPv4/IPv6雙協(xié)議棧網(wǎng)絡(luò)逐漸向純IPv6過渡。CNGI主干網(wǎng)與IPv6駐地網(wǎng)之間的互聯(lián)是由靜態(tài)路由或BGP4+動態(tài)路由實現(xiàn)的，在駐地網(wǎng)絡(luò)內(nèi)部使用OSPFv3路由協(xié)議。如果能夠和IPv6網(wǎng)絡(luò)直接連接，并且還有網(wǎng)絡(luò)設(shè)備支持，則也就可以單獨對IPv6進行使用，對純IPv6單一業(yè)務(wù)進行實現(xiàn)。

1.3 IPv6網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)原則

對于IPv6網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)，應(yīng)遵守的原則包括：經(jīng)濟性、實用性、可用性、先進性、互通性等。在駐地網(wǎng)的建設(shè)中，IPv6網(wǎng)絡(luò)的接入以節(jié)約成本為指導，對原有的設(shè)備、IPv4網(wǎng)絡(luò)進行充分的利用。對于IPv6的可用性原則，要求在駐地網(wǎng)建設(shè)中不能只滿足一個網(wǎng)絡(luò)空間，應(yīng)對基礎(chǔ)業(yè)務(wù)提供一定的支持。此外，在建設(shè)中，對一些具有IPv6特點的網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)應(yīng)合理開通，盡量實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)之間的互通，實現(xiàn)不同網(wǎng)絡(luò)協(xié)議之間的互通，進而實現(xiàn)駐地網(wǎng)絡(luò)之間的跨城市、跨國家的互通。

2 IPv6技術(shù)在CNGI駐地網(wǎng)設(shè)計中的應(yīng)用

2.1 駐地網(wǎng)建設(shè)中的拓撲改變

對于一般的CNGI駐地網(wǎng)而言，一般是典型的三層結(jié)構(gòu)，包括接入層、匯聚層、核心層三層。以園區(qū)網(wǎng)為例，一般樓棟的接入層交換機是先于匯聚層的交換機相連，再根據(jù)路由的形式連接核心設(shè)備。對于匯聚層的設(shè)備，一般是老設(shè)備，不支持IPv6協(xié)議，就使得IPv6協(xié)議不能直接到達核心交換機。因此，對于CNGI駐地網(wǎng)的建設(shè)，應(yīng)根據(jù)具體情況進行改變。例如，可以在一些辦公區(qū)運用透傳模式，用VLAN TRUNK接入IPV6，這種方式的使用可保護原有的投資，不必升級換代原有的設(shè)備，是對類似雙棧效果的變相實現(xiàn)，但需要大規(guī)模地調(diào)整網(wǎng)絡(luò)拓撲。同時，雙棧模式可以在一些新建的辦公樓中使用，接入核心IPv6網(wǎng)絡(luò)的方式按路由方式進行[2]。

2.2 不同用戶情況的接入方式

當駐地網(wǎng)是純IPv4網(wǎng)絡(luò)時，所接入的單位需要將原有的IPv4網(wǎng)絡(luò)連接到CNGI核心網(wǎng)，所采用接入技術(shù)可以是IPv4向IPv6的地址轉(zhuǎn)換技術(shù)和隧道技術(shù)。如果駐地網(wǎng)是IPv4、IPv6混合網(wǎng)絡(luò)，接入的方式是，接入單位根據(jù)原有的IPv4網(wǎng)絡(luò)，保留與IPv4網(wǎng)路的連接，然后在CNGI的核心網(wǎng)上接入現(xiàn)有的接入網(wǎng)。在這種情況下，用戶端的接入路由器對雙協(xié)議棧支持，這樣單位就可以利用雙協(xié)議棧技術(shù)使用戶與IPv4、IPv6網(wǎng)絡(luò)進行連接。同時，如果駐地網(wǎng)是純IPv6網(wǎng)絡(luò)時，接入單位應(yīng)建立專門的IPv6網(wǎng)絡(luò)，使其獨立于現(xiàn)有的IPv4網(wǎng)絡(luò)，一般采用的接入網(wǎng)路由協(xié)議方式是默認、靜態(tài)路由，或者是BGP、OSPF動態(tài)協(xié)議等。

2.3 與已有的IPv4網(wǎng)絡(luò)融合

對于一些單位而言，目前所使用是IPv4協(xié)議，工程的建設(shè)需要解決IPv4、IPv6整合、融合的問題。GNGI駐地網(wǎng)的建設(shè)中，主要是采用雙棧技術(shù)實現(xiàn)IPv4、IPv6兩個網(wǎng)絡(luò)的整合。將這兩種協(xié)議運用在支持雙棧設(shè)備上，采用原有的接入網(wǎng)、通信通道資源、IPv4設(shè)備等資源，將采用IPv4/IPv6兩種協(xié)議的用戶同時接入。對于這兩種網(wǎng)絡(luò)的融合問題，所采用的技術(shù)主要是翻譯器、隧道等技術(shù)。例如，為連通IPv4網(wǎng)絡(luò)兩端的IPv6網(wǎng)絡(luò)，主要采用隧道技術(shù)，通過隧道穿越不支持雙棧的IPv4骨干網(wǎng)，使網(wǎng)絡(luò)相連通。同時，為了使GNGI駐地網(wǎng)中的IPv6應(yīng)用能為IPv4用戶服務(wù)，可以利用NAT-PT路由器設(shè)備，實現(xiàn)IPv4協(xié)議與IPv6協(xié)議的相互轉(zhuǎn)換。

2.4 對CNGI應(yīng)用的測試

在對GNGI進行建設(shè)后，需要對其進行針對性的測試以確保駐地網(wǎng)運行穩(wěn)定。由于HTTP協(xié)議在目前的互聯(lián)網(wǎng)中應(yīng)用廣泛，建立IPv6網(wǎng)絡(luò)后，需要其能夠提供安全、快速的DNS服務(wù)與Web服務(wù)。檢測站點建設(shè)是否合格的重要指標是這個站點能否提供安全、快速、穩(wěn)定的DNS服務(wù)與Web服務(wù)[3]。對于檢測，需要建立穩(wěn)定的檢測機制，應(yīng)對IPv6的主頁中的Web數(shù)據(jù)進行測試，測試丟包率、網(wǎng)絡(luò)延遲等數(shù)據(jù)。同時也應(yīng)對IPv6 DNS的近期數(shù)據(jù)進行測試，通過合理分析所測試的數(shù)據(jù)，判斷IPv6 DNS服務(wù)與Web服務(wù)的穩(wěn)定度，并對其進行定期跟蹤測試，進行及時的數(shù)據(jù)維護、網(wǎng)絡(luò)維護等。

3 結(jié)束語

總而言之，隨著網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的快速發(fā)展，CNGI的技術(shù)應(yīng)用也在不斷完善，網(wǎng)絡(luò)協(xié)議處于過渡、更新中。由于IPv6具有安全性高、服務(wù)質(zhì)量高、IP地質(zhì)資源豐富、網(wǎng)絡(luò)管理健全等優(yōu)勢，將代替IPv4成為新一代網(wǎng)際協(xié)議。

參考文獻：

[1]沈衛(wèi)強.南方電網(wǎng)CNGI駐地網(wǎng)的設(shè)計與實現(xiàn)[J].計算機應(yīng)用與軟件，2010（09）：219-221.

[2]陳輝煌，魏暢.IPv4和IPv6網(wǎng)絡(luò)互通技術(shù)在南方電網(wǎng)CNGI駐地網(wǎng)中的應(yīng)用[J].中國電力教育，2011（33）：164-165.

[3]張智勇，黃金貴，施游.基于IPv6技術(shù)的CNGI駐地網(wǎng)設(shè)計[J].湖南師范大學自然科學學報，2009（01）：36-39.

作者簡介：劉麗軍（1983.03-），男，湖南岳陽人，碩士，本科，講師，研究方向：計算機網(wǎng)絡(luò)、物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)與應(yīng)用。

作者單位：湖南現(xiàn)代物流職業(yè)技術(shù)學院，長沙 410131