高校校園網(wǎng)絡(luò)中的IPv6 部署和應(yīng)用

韋俊旭

摘要：下一代Internet 的核心協(xié)議是IPv6，IPv6將很快取代IPv4。我國(guó)有不少高校對(duì)于IPv6網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用開始進(jìn)行建設(shè)。筆者先分析向 IPv6 過(guò)渡的必然性，再進(jìn)一步對(duì)IPv6 校園網(wǎng)現(xiàn)狀和IPv6 的演進(jìn)過(guò)程進(jìn)行分析，最后提出了IPv6 校園網(wǎng)的部署。

關(guān)鍵詞：IPv6；Pv4；校園網(wǎng)

中圖分類號(hào)：TP393 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1009-3044（2019）05-0050-02

1 向 IPv6 過(guò)渡的必然性

目前IPv4協(xié)議被廣泛應(yīng)用到高校中，其有不少缺點(diǎn)存在，Internet 的核心協(xié)議下一代便是IPv6。新通訊協(xié)議的包頭格式是全部改換了、地址空間并不狹窄、更合適的Qos支持、內(nèi)置安全性（IPSec）、具有可擴(kuò)充性、相鄰節(jié)點(diǎn)連接等等都是IPv6突出的特點(diǎn)。IPv4將被IPv6取代。然而IPv6會(huì)被逐漸引進(jìn)，在應(yīng)用IPv4 地址枯竭之前，兩者會(huì)有共同存在一個(gè)階段，然后IPv6最后會(huì)完全取代IPv4。

2 IPv6 校園網(wǎng)現(xiàn)狀

現(xiàn)如今信息技術(shù)飛速發(fā)展，也因此淘汰IPv4是必要的，要不斷加以創(chuàng)新，而關(guān)于研究IPv6 方面CERNET取得了突破的進(jìn)展?，F(xiàn)如今不少院校采用IPv6運(yùn)用于計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中。全面觀看，主要有幾大特點(diǎn)存在于高校網(wǎng)絡(luò)中：①將作為中國(guó)主要的計(jì)算機(jī)網(wǎng)的Cernet2 ，同時(shí)也是研究網(wǎng)絡(luò)的展示平臺(tái)，以方便不同高校的接入；②發(fā)展不完善的IPv6 技術(shù)方面，再加上部署與應(yīng)用IPv6方面還存在著不少問(wèn)題，由此院校具有自身所存在的優(yōu)勢(shì)；這樣有利于研究發(fā)展部署與應(yīng)用關(guān)于IPv6 技術(shù)上[1]。③現(xiàn)如今不少高校的網(wǎng)絡(luò)是應(yīng)用到IPv6或者有的高校網(wǎng)絡(luò)城域范圍采用IPv6 的城域網(wǎng)，該網(wǎng)絡(luò)所接入的為Cernet2；④目前不少高校網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)接入Cernet2，現(xiàn)如今不少高校建設(shè)局部網(wǎng)絡(luò)IPv6 網(wǎng)/ IPv6 網(wǎng)。

不少高校已經(jīng)擁有相對(duì)成熟的IPv6 校園網(wǎng)絡(luò)，第二代中國(guó)教育與科研計(jì)算機(jī)網(wǎng) CERNET2將被接到IPv6 網(wǎng)絡(luò)中，然而純IPv6協(xié)議是CERNET2 主干網(wǎng)采用的，加上對(duì)于IPv4協(xié)議，目前高校校園網(wǎng)建設(shè)都是依照這種協(xié)議。因此，高校網(wǎng)絡(luò)的IPv4 向IPv6 的過(guò)渡問(wèn)題就是CERNET2 從試驗(yàn)走向運(yùn)營(yíng)的最重要問(wèn)題[1]。

3 IPv6 的演進(jìn)過(guò)程

按照之前網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展階段與趨勢(shì)，與IPv6的特點(diǎn)相合成，概括起來(lái)，有三個(gè)過(guò)程是IPv6的發(fā)展演進(jìn)過(guò)程，三個(gè)過(guò)程如下圖所示。

（1） IPv6發(fā)展初級(jí)階段

IPv4在IPv6的發(fā)展初級(jí)階段依舊所占的地位是主導(dǎo)的，IPv4位于中間，IPv6就像孤島位于IPv4周圍，這時(shí)，要把每個(gè)IPv6孤島連接在一起需要運(yùn)用隧道技術(shù)[2]。

（2） IPv4 和IPv6 共同存在階段

更多范圍應(yīng)用IPv6，接下來(lái)有骨干IPv6網(wǎng)絡(luò)出現(xiàn)，不少業(yè)務(wù)被引到IPv6上。對(duì)于Internet的純 IPv6通信能進(jìn)行貫穿；在IPv6上優(yōu)點(diǎn)，要盡量利用，例如：QoS保證。這時(shí)，依舊存在很多IPv4業(yè)務(wù)，所以，要從IPv4要過(guò)渡到IPv6依舊需要隧道技術(shù)或者是協(xié)議轉(zhuǎn)換技術(shù)。

現(xiàn)階段，已經(jīng)建成以及開通的CERNET2，對(duì)于中國(guó)進(jìn)入IPv4和IPv6網(wǎng)絡(luò)共同存在階段能起到很大的推動(dòng)作用?，F(xiàn)階段，中國(guó)的某些著名高校都建有相對(duì)成熟的校園IPv6試驗(yàn)節(jié)點(diǎn)網(wǎng)或者實(shí)驗(yàn)室[3]。

（3） IPv6所占的地位是主導(dǎo)的階段

這時(shí)候，成為Internet 骨干網(wǎng)便是IPv6，而成為孤島則是IPv4，和初期階段是差不多的，不同點(diǎn)便是互換了位置。

4 IPv6 校園網(wǎng)的部署

校園網(wǎng)絡(luò)IPv6部署的過(guò)程是按一定的順序、步驟逐漸進(jìn)步，也是長(zhǎng)期的，需要以建立一個(gè)真實(shí)可信、能管理的、安全與高效的IP網(wǎng)絡(luò)解決方案的原則并且進(jìn)行分布實(shí)施應(yīng)用。

對(duì)校園網(wǎng)進(jìn)行新建或者是混合新老校園網(wǎng)絡(luò)共存便是校園網(wǎng)絡(luò)IPv6的部署的兩種情況。

4.1 新建校園網(wǎng)

對(duì)于校園網(wǎng)的新建，進(jìn)行組網(wǎng)建設(shè)的時(shí)候建議選擇能匹配IPv4或IPv6的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，從而使校園網(wǎng)平臺(tái)承載與互通這兩種業(yè)務(wù)能同時(shí)起到支持作用[4]。

校園網(wǎng)核心選用支持雙棧的三層交換機(jī)，匯聚接入運(yùn)用普通IPv4交換機(jī)就可以，關(guān)于IPv6的三層功能是由核心處理，而并不是在匯聚層進(jìn)行處理。要能形成層次化的IPv6 網(wǎng)絡(luò)，也能選用匯聚使用雙棧三層交換機(jī)，如下圖所示。

新建校園網(wǎng)的業(yè)務(wù)互通運(yùn)用的方法如下：

●是通過(guò)雙棧，無(wú)協(xié)議轉(zhuǎn)換來(lái)實(shí)現(xiàn)內(nèi)部IPv6- IPv6，IPv4- IPv4 業(yè)務(wù)直接互通，模型大致像普通單網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)。

●通過(guò)雙棧核心交換機(jī)，來(lái)實(shí)現(xiàn)互通內(nèi)部IPv6- IPv4 業(yè)務(wù)進(jìn)行NAT- PT。

●內(nèi)部IPv6- 外部IPv4（或內(nèi)部 IPv4- 外部 IPv6）通過(guò)出口進(jìn)行 NAT- PT互通外部[5]。

●經(jīng)過(guò)核心設(shè)備通過(guò) CERNET2來(lái)實(shí)現(xiàn)內(nèi)部IPv6- 外部IPv6，直接連通。

4.2 升級(jí)老校園網(wǎng)

要對(duì)老校園網(wǎng)進(jìn)行升級(jí)的時(shí)候，考慮到升級(jí)軟件來(lái)對(duì)雙棧進(jìn)行直接支持能通過(guò)的設(shè)備的數(shù)量是很少的，所以要購(gòu)進(jìn)新的雙棧設(shè)備。倘若能對(duì)核心設(shè)備進(jìn)行升級(jí)，部署業(yè)務(wù)互通方案就是大致像上述提到的新建校園網(wǎng)方案。要讓舊的Pv4網(wǎng)在自己網(wǎng)絡(luò)內(nèi)進(jìn)行互通，新建的IPv6網(wǎng)同樣也需要在自己網(wǎng)絡(luò)內(nèi)進(jìn)行互通，就要加入新雙棧設(shè)備。實(shí)現(xiàn)NAT- PT和舊的IPv6 核心設(shè)備的互通能借助添加的新設(shè)備，實(shí)現(xiàn)外部和外部的IPv4網(wǎng)絡(luò)與IPv6 網(wǎng)絡(luò)互通分別從舊的核心連接的CERNET 或者是添加的新設(shè)備所連接的CERNET2經(jīng)過(guò)[6]。

4.3 升級(jí)老校園網(wǎng)，新建部分校園網(wǎng)

在這種情況下，實(shí)現(xiàn)校園網(wǎng)內(nèi)部IPv4和IPv4 網(wǎng)絡(luò)、IPv6與 IPv6 網(wǎng)絡(luò)的直接互通業(yè)務(wù)分別使用新老校園網(wǎng)。校園網(wǎng)內(nèi)部IPv4和IPv6兩者間的業(yè)務(wù)和老校園網(wǎng)的核心層連通是通過(guò)新建的IPv6校園網(wǎng)核心雙棧交換機(jī)的NAT- PT；互通外部的 IPv4 網(wǎng)絡(luò)和內(nèi)部的IPv6網(wǎng)絡(luò)是要從雙棧邊界路由器的NAT- PT通過(guò)；要直接互通內(nèi)部IPv6網(wǎng)絡(luò)和外部 IPv6要借助邊界路由器來(lái)實(shí)現(xiàn)的，也可以使用非直連IPv6網(wǎng)絡(luò)和隧道互通。

4.4升級(jí)老校園網(wǎng)的措施

用雙棧設(shè)備把核心三層交換機(jī)給替換掉，這樣做能減少改造或者是增多原來(lái)的網(wǎng)絡(luò)線路，對(duì)于IPv6網(wǎng)絡(luò)，老用戶也能比較容易接入，這樣的形式大致像新建IPv6校園網(wǎng)。

作為邊界的雙棧設(shè)備考慮用服務(wù)器模擬路由器來(lái)實(shí)現(xiàn)，這樣做是因?yàn)樵诮ㄔO(shè)IPv6的開始階段，用戶的數(shù)量并不多，在對(duì)設(shè)備的投資能夠降低[7]。

5 結(jié)語(yǔ)

IPv4過(guò)渡到IPv6的過(guò)程是要按一定的順序、步驟逐漸進(jìn)步，也是長(zhǎng)期的，在一個(gè)需要較長(zhǎng)時(shí)間的過(guò)渡過(guò)程中，剛開始的階段IPv4和IPv6是要共同存在的，兩者間的互相兼容的問(wèn)題要解決好，使過(guò)渡期得以完成，使純IPv6的全球網(wǎng)絡(luò)最后能運(yùn)用到生活上。中國(guó)在這方面的經(jīng)驗(yàn)比較豐富，也取得了不少偉大的成就。而正式開通了CERNET2 主干網(wǎng)，也進(jìn)一步促使了中國(guó)在互聯(lián)網(wǎng)中占著重要的位置，并且也為我國(guó)全面建設(shè)互聯(lián)網(wǎng)拉開了序幕，而中國(guó)不同地方也在快速建設(shè)IPv6 駐地網(wǎng)，而作CERNET2不可少有的主要部分，不少高校對(duì)網(wǎng)絡(luò)研究IPv6方面作為重要的任務(wù)，對(duì)于部署與應(yīng)用IPv6各高校的豐富經(jīng)驗(yàn)對(duì)于在IPv6網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)上有著巨大推動(dòng)作用。因此中國(guó)所具有優(yōu)勢(shì)的網(wǎng)絡(luò)市場(chǎng)等，使得中國(guó)在全球的互聯(lián)網(wǎng)中占著不可或缺的主導(dǎo)地位。中國(guó)的互聯(lián)網(wǎng)相關(guān)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展也IPv6其受部署與應(yīng)用造就了更大的發(fā)展機(jī)會(huì)，同時(shí)也促使中國(guó)的信息網(wǎng)絡(luò)技術(shù)不斷提高發(fā)展與國(guó)民的發(fā)展。

參考文獻(xiàn)：

[1] 楊巍立，陳飛.高校校園網(wǎng)絡(luò)與信息安全管理工作的實(shí)踐與探索[J].亞太教育，2016（33）.

[2] 張博.高校校園網(wǎng)絡(luò)安全評(píng)價(jià)分析研究[J].價(jià)值工程，2017（18）.

[3] 彭瑩.VLAN技術(shù)在高校校園網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用分析[J].電腦迷，2016（3）.

[4] 嚴(yán)軍鵬.高校校園網(wǎng)絡(luò)安全技術(shù)淺析[J].計(jì)算機(jī)與網(wǎng)絡(luò)，2015（21）.

[5] 吳宜鐘.高校校園網(wǎng)絡(luò)的優(yōu)化問(wèn)題研究[J].數(shù)碼世界，2017（1）.

[6] 羅金光，先曉兵，虞金華.高校校園網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營(yíng)新模式探究[J].中國(guó)信息技術(shù)教育，2014（24）.

[7] 闕宏宇.高校校園網(wǎng)絡(luò)安全管理存在的問(wèn)題及對(duì)策研究[J].信息與電腦：理論版，2014（7）.

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