淺析基于IPv6技術(shù)的網(wǎng)絡(luò)升級規(guī)劃與設(shè)計

周朝姜

（貴州財經(jīng)職業(yè)學(xué)院 貴州 貴陽 551400）

1 引言

互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)已經(jīng)深入到了千家萬戶、各行各業(yè)，但對于許多非專業(yè)從事互聯(lián)網(wǎng)行業(yè)的人員來說，他們并不了解互聯(lián)網(wǎng)的運(yùn)作原理和技術(shù)，甚至不知道互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議的重要性和具體作用。故而，本文將在下面詳細(xì)闡述IPv6的關(guān)鍵技術(shù)以及網(wǎng)絡(luò)升級改造計劃。

2 IPv6技術(shù)的概念與定義

IPv6是互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議的第6版，那么由此推及可以發(fā)現(xiàn)，在這個第6版之前還存在著其他版本。而IPv6誕生的主要原因就是為了解決其他版本所存在的不足，為了使其更好地服務(wù)于人類社會。在IPv4種存在的常見問題是地址枯竭，不能應(yīng)對當(dāng)今廣大人士的需求，會出現(xiàn)互聯(lián)網(wǎng)容量不足的這一問題。所以IPv6就是基于IPv4版本進(jìn)行改造升級的，它借鑒參考了IPv4已有的優(yōu)勢特征，但同時也對IPv4的劣勢進(jìn)行了改造，完成了創(chuàng)新，使其具有容量大、安全性高且運(yùn)作高效便捷等特征。雖然IPv6并非完美無缺，還存在著很大的提升空間。但就目前來看，它是在現(xiàn)階段中全球公認(rèn)的最成熟，最具有操作性的互聯(lián)網(wǎng)核心協(xié)議。不管是我國還是他國，現(xiàn)如今都在采用這一版本互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議，并在積極建設(shè)以IPv6為基礎(chǔ)的應(yīng)用網(wǎng)絡(luò)體系[1]。

我國更是明確頒布了相關(guān)的行動部署計劃，在計劃中還明確指出了網(wǎng)絡(luò)網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用體系的建設(shè)目標(biāo)和具體策略。以政府牽頭領(lǐng)導(dǎo)，其他相關(guān)部門和行業(yè)都在積極響應(yīng)國家和政府的號召，不同的地區(qū)還根據(jù)地區(qū)現(xiàn)有的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)發(fā)展情況對IPv6技術(shù)的升級改造進(jìn)行了試點(diǎn)。在眾多優(yōu)秀人才的努力下，我國IPv6技術(shù)正在逐漸完善，在向下一代技術(shù)進(jìn)行過渡推演。根據(jù)相關(guān)人士的分析統(tǒng)計來看，我國目前在升級改造IPv6技術(shù)上，其核心技術(shù)和內(nèi)容包含了中心平臺系統(tǒng)，接入網(wǎng)以及城域數(shù)據(jù)網(wǎng)的方面。而將這三大內(nèi)容進(jìn)行細(xì)分，又可以發(fā)現(xiàn)接入網(wǎng)含有三種經(jīng)典的網(wǎng)絡(luò)構(gòu)架，ftth、hfc和eoc這三種不同的網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建又分別對應(yīng)著不同的傳輸技術(shù)體系。我國要對IPv6技術(shù)進(jìn)行改造升級，要詳細(xì)規(guī)劃IPv6技術(shù)的發(fā)展模式，就需要針對IPv6技術(shù)進(jìn)行統(tǒng)一部署，統(tǒng)一規(guī)劃。這樣才可以實(shí)現(xiàn)國家和政府部門的基本要求，才能進(jìn)一步發(fā)展我國的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)。

3 IPv6關(guān)鍵技術(shù)

3.1 IPv6的特點(diǎn)

IPv6是對曾經(jīng)IPv4版本的升級與優(yōu)化，國際互聯(lián)網(wǎng)工程設(shè)計的一套規(guī)范的互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議，其中蘊(yùn)含著許多與互聯(lián)網(wǎng)相關(guān)的核心技術(shù)。包括但不僅限于按文頭格式、地址、空間和地址結(jié)構(gòu)以及鄰居發(fā)現(xiàn)機(jī)制等。身處在信息科技高度發(fā)達(dá)的時代中，人們的生活與教育的發(fā)展和科技的研究都離不開互聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用，而就目前來看，全世界的網(wǎng)民數(shù)量都在逐年增多，對互聯(lián)網(wǎng)的需求也越來越大。而隨著需求的提升，就必須要對現(xiàn)有技術(shù)進(jìn)行升級，這樣才不會出現(xiàn)供不應(yīng)求的狀況。所以針對以前IPv4版本，IPv6對地址數(shù)量進(jìn)行了升級。新版本是128位的地址結(jié)構(gòu)，而以前老舊的版本則是32位，從數(shù)量上來看，IPv6的地址數(shù)比IPv4多了4倍。而根據(jù)它的運(yùn)作原理來看，第128位的地址結(jié)構(gòu)就可以為人們提供極大的地址空間。此外，IPv6不僅提高了地址結(jié)構(gòu)數(shù)量，同時還對地址結(jié)構(gòu)的空間進(jìn)行了優(yōu)化。與以前的版本相比，它的地址結(jié)構(gòu)顯得更具有層次化，能夠有效借助路由集合快速查找相關(guān)協(xié)議及信息，能全面提高路由設(shè)備的轉(zhuǎn)發(fā)效率。不僅如此，它的地址還能夠自動配置。這凸顯了新技術(shù)的智能型，也有效提高了內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)的管理效率，使得IPv6技術(shù)更符合當(dāng)今人類的需求。同時，根據(jù)人們的現(xiàn)有需求和IPv4的本質(zhì)特征，IPv6技術(shù)就拓展出了擴(kuò)展頭的概念。從理論上來講，它能夠無限的擴(kuò)張，可以有效解決IPv4容量不足、地址結(jié)構(gòu)數(shù)量不夠等多項問題，具備極強(qiáng)的靈活性。

3.2 IPv6過渡技術(shù)

IPv6過渡技術(shù)主要有三種，分別是同步應(yīng)用IPv4和IPv6協(xié)議線的雙線技術(shù)，一種協(xié)議數(shù)據(jù)傳輸另一種協(xié)議數(shù)據(jù)的隧道技術(shù)，以及對一種網(wǎng)絡(luò)地址與協(xié)議進(jìn)行轉(zhuǎn)換翻譯，從而解決IPv4和IPv6不兼容的問題，致使IPv4和IPv6協(xié)議能夠相互連通的翻譯技術(shù)[2]。將IPv6過渡技術(shù)進(jìn)行細(xì)化分類，并不是為了單一使用某一種技術(shù)，而是為了更好地融合這三種技術(shù)，進(jìn)而使IPv6技術(shù)的優(yōu)勢特點(diǎn)能進(jìn)一步凸顯出來。因為聯(lián)網(wǎng)的構(gòu)造是極其復(fù)雜多變的，它承載著大量的數(shù)據(jù)，肩負(fù)著重要的社會功能，某一項單一技術(shù)完全無法滿足人們的需求，只有將雙線技術(shù)、翻譯技術(shù)和隧道技術(shù)有效整合起來，并將其正確應(yīng)用在不同的程序中，才能實(shí)現(xiàn)對IPv6技術(shù)的升級與改進(jìn)。

3.3 DHCPv6技術(shù)

在這種快節(jié)奏的社會中，人們做事越來越講求效率，講求速度，因此IPv6技術(shù)就根據(jù)人類的這一重大需求進(jìn)行創(chuàng)新，使得IPv6可以分成變成自動配置的方式，這樣一來，人們在終端設(shè)備應(yīng)用互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的時候，就可以實(shí)現(xiàn)即插即用，能有效提升應(yīng)用效率。而對IPv6技術(shù)的自動配置技術(shù)進(jìn)行分析，可以發(fā)現(xiàn)它主要分為兩種狀態(tài)，一個是有狀態(tài)的dhcpv6，一個是無狀態(tài)的配置claac。兩者的運(yùn)作方式存在較大的區(qū)別，其中有狀態(tài)的配置主要是通過主機(jī)獲取地址信息和配置信息；而無狀態(tài)的配置則不會直接與主機(jī)對接，會借助路由設(shè)備，并利用主機(jī)自動識別。詳細(xì)來講，是指dhcpv6是動態(tài)的配置協(xié)議，它不僅能夠給主機(jī)提供對應(yīng)的地址信息，同時還能夠提供DNS信息和其他配置信息，對一些數(shù)據(jù)的收集更加全面完善，能增強(qiáng)與終端用戶的聯(lián)系，進(jìn)一步強(qiáng)化管理的可控性。這一點(diǎn)是無狀態(tài)配置slaac所不具有的。除此之外，dhcpv6還具有幾個重要的功能，比如它可以提供擴(kuò)展功能，同時具備前綴分配機(jī)制。利用這種技術(shù)，能進(jìn)一步提升網(wǎng)絡(luò)的層次性，促使IPv6地址管理更科學(xué)有效。

4 IPv6網(wǎng)絡(luò)的升級改造規(guī)劃

3.1 整體規(guī)劃

要對IPv6網(wǎng)絡(luò)技術(shù)進(jìn)行規(guī)劃改造，就需要遵循整體規(guī)劃原則，要從IPv6技術(shù)的整體性出發(fā)，不斷升級現(xiàn)有的技術(shù)和模式，不能只側(cè)重于某一個點(diǎn)。這對相關(guān)人士和部門而言，具有很大的難度，但只要能夠明確整體規(guī)劃目標(biāo)和方向，能從中找到一個切入點(diǎn)，以此為基礎(chǔ)進(jìn)行拓展延伸，就可以逐步改進(jìn)IPv6整體技術(shù)。如人們可以從網(wǎng)絡(luò)側(cè)和終端側(cè)這兩大環(huán)節(jié)進(jìn)行改造。而網(wǎng)絡(luò)側(cè)又包括城域網(wǎng)和接入網(wǎng)這類能力部署設(shè)備，終端側(cè)則是支持對用戶終端進(jìn)行進(jìn)一步改造提升。根據(jù)我國相關(guān)部門和技術(shù)研究人員的統(tǒng)一部署，目前我國對IPv6的改造主要采用雙棧技術(shù)。換句話來說，就是借助IPv4的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)基礎(chǔ)隨時啟用IPv6的協(xié)議棧功能，然后再根據(jù)具體實(shí)際情況和需求以及資源的配置，局部引入ds-lite這種方式。這種方式可以有效進(jìn)行整體規(guī)劃原則，明確體現(xiàn)了先易后難的基本原則和概念，這樣人們在規(guī)劃設(shè)計IPv6改造技術(shù)的之后就可以從網(wǎng)絡(luò)層面出發(fā)，然后再逐步過渡到終端技術(shù)[3]。

從各類設(shè)備IPv6的地址分析情況來看，可以發(fā)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備采用的是loopback和鏈路接口，需要手工配置，他們的分配粒度是有一條鏈路的兩個接口，分別配置一個112位的地址結(jié)構(gòu)。寬帶終端，即一些常用的手機(jī)或PC在接入WLAN或連接固定接入后，就會采用dhcpv6或slaac這種分配方式分配64位地址結(jié)構(gòu)。從網(wǎng)絡(luò)層次和終端技術(shù)展開分析，可以發(fā)現(xiàn)目前終端設(shè)備已經(jīng)引入了雙棧功能。同時，對不支持IPv6的設(shè)備進(jìn)行了更新?lián)Q代。我國目前在規(guī)劃設(shè)計IPv6網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的時候明確指出我國廣電要統(tǒng)一分配IPv6的地址資源，其分配形式和單位按照市區(qū)鎮(zhèn)進(jìn)行細(xì)分；并逐步改造成密網(wǎng)和接入網(wǎng)，利用試點(diǎn)的形式全面推進(jìn)IPv6技術(shù)改革，使IPv6技術(shù)能在我國大規(guī)模運(yùn)用。除此之外，我國廣電總局還明確指出要根據(jù)業(yè)務(wù)的需求逐漸替換不支持IPv6技術(shù)的移動終端設(shè)備，要全面推行IPv6的雙棧功能。

4.2 IPv6地址規(guī)劃

IPv6的地址大致可以分為三種類型，一是網(wǎng)絡(luò)地址，二是用戶地址，三是業(yè)務(wù)地址，這三種不同的類型分別對應(yīng)不同的客戶。比如用戶地址則是分配給最常見的普通網(wǎng)絡(luò)用戶；網(wǎng)絡(luò)地址則是指國家相關(guān)部門，比如廣電的應(yīng)用地址；而業(yè)務(wù)地址而是指其他較大的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)平臺所需的地址。這三種地址分別對應(yīng)的運(yùn)作形式也不同，比如用戶地址包含了動態(tài)和靜態(tài)的地址，主要包含了bras和ac設(shè)備中的一些地址池，同時還包括集團(tuán)專線或是VIP客戶。而對于網(wǎng)絡(luò)地址而言，它采用的主要是loopback和網(wǎng)管地址。相關(guān)技術(shù)人員根據(jù)IPv6的自動配置這一個特性，要求每一個數(shù)據(jù)上面至少有一個64位地址，同時還需要結(jié)合不同類型和不同領(lǐng)域的實(shí)際需求強(qiáng)化地址前綴分配工作。一般來說，都可以按照不同的模塊分別獲取一段IPv6地址，而模塊獲取的IPv6地址又可以按照前綴的不同進(jìn)行分配。

4.3 城域網(wǎng)規(guī)劃

在對IPv6技術(shù)進(jìn)行進(jìn)一步規(guī)劃和升級中，除了要對IPv6地址進(jìn)行有效規(guī)劃，同時還需要重視對城域網(wǎng)的規(guī)劃和設(shè)計。在城域網(wǎng)中，相關(guān)技術(shù)人員和我國相關(guān)部門都進(jìn)行了有效部署，城域網(wǎng)的特征和結(jié)構(gòu)采用了三層IP網(wǎng)關(guān)的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，同時還積極啟用了雙棧功能，并同時配置有對應(yīng)的網(wǎng)絡(luò)管理接口。而對路由器管理協(xié)議進(jìn)行分析還可以發(fā)現(xiàn)，當(dāng)前采用的路由器管理協(xié)議能夠與現(xiàn)階段IPv4的協(xié)議相對應(yīng)，并同時啟用相應(yīng)的IPv6協(xié)議簇。我國相關(guān)技術(shù)部門目前所這屆的城域網(wǎng)規(guī)劃模式主要流程及其步驟是市級和省級線的核心干線及設(shè)備可以先通過bgp4+發(fā)布地址路由，然后是集合區(qū)域內(nèi)所采用的網(wǎng)絡(luò)核心設(shè)備，就可以利用這種路由協(xié)議去發(fā)布assv6路由，而后市級城市和區(qū)域縣市同步啟用對應(yīng)的IPv6協(xié)議線。與此同時，兩者還可以利用vlan這一種接口建立鄰居關(guān)系。不僅如此，區(qū)核心還可以將isis dis的優(yōu)先級調(diào)到最大化，也就是127位。最后可以將其匯總，并配置對應(yīng)的IPv6訪問控制列表。這樣一來，就可以有效禁止網(wǎng)絡(luò)用戶非法訪問網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，同時還可以進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)城域網(wǎng)的相互連通，能將省市區(qū)三個不同的層級利用現(xiàn)階段相對成熟的IPv6協(xié)議實(shí)現(xiàn)互通和對接。

4.4 接入網(wǎng)及終端規(guī)劃

對于IPv6技術(shù)而言，它的最終技術(shù)作用會體現(xiàn)在終端用戶的應(yīng)用上。如人們可以在ftth區(qū)域中積極啟用IPv6的協(xié)議功能，可以在hfc這個區(qū)域中，在利用cmts/c-docsis設(shè)備時，引入IPv6的基本功能，實(shí)現(xiàn)接入網(wǎng)和城域網(wǎng)的相互對接。這樣一來，可以利用一些相關(guān)設(shè)備完成dhcpv6的有效分配和流量終結(jié)，能使IPv6技術(shù)更具有層次性。根據(jù)一般情況來看，目前我國大多數(shù)用戶終端采用的都是能夠支持IPv6的家庭智能網(wǎng)關(guān)或者是非常普遍的家用路由器，然后再結(jié)合dhcpv6這種方式獲取IPv6的地址前綴，這就能夠?qū)Pv6這種互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議與端網(wǎng)絡(luò)有效連通。所以我國相關(guān)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)部門根據(jù)接入網(wǎng)和終端的這一特性及規(guī)劃策略，對IPv6網(wǎng)絡(luò)技術(shù)進(jìn)行了詳細(xì)規(guī)劃與設(shè)計。如人們可以先將接入網(wǎng)和區(qū)核心設(shè)備連接在一起，同步采用一樣的路由協(xié)議，之后再從學(xué)習(xí)區(qū)內(nèi)詳細(xì)設(shè)計路由明細(xì)。而后接入網(wǎng)設(shè)備還可以對寬帶的前綴進(jìn)行匯總發(fā)布，進(jìn)一步減少上層學(xué)習(xí)的路由條目。除此之外，為了有效強(qiáng)化IPv6網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，還需要加強(qiáng)對接入的配置和訪問控制，要有效禁止用戶非法訪問網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，這樣才能使網(wǎng)絡(luò)技術(shù)更全面、更富有管理性。除此之外，用戶終端還可以積極啟用雙棧功能，因此路由器的wan口的就需要更改為dhcpv6/dhcppd/pppoev6方式。這能彌補(bǔ)IPv4的不足，能進(jìn)一步推動現(xiàn)代網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展。

5 結(jié)語

綜上所述，網(wǎng)絡(luò)科技改變了人們的生活方式和工作方式，同時也豐富了人們的娛樂方式。在大數(shù)據(jù)信息時代中，互聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用范圍越來越廣，終端用戶也越來越多，這就造成了供需不對等的情況。因此為了進(jìn)一步增強(qiáng)用戶的體驗感和使用感，使互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的效用能夠最大化發(fā)揮，國家就需要針對當(dāng)前網(wǎng)絡(luò)技術(shù)進(jìn)行重新規(guī)劃與設(shè)計。而在對網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的應(yīng)用中，IPv6技術(shù)是一切技術(shù)的核心奠基點(diǎn)，是網(wǎng)絡(luò)技術(shù)中的重要一環(huán)。只有立足于IPv6技術(shù)去發(fā)展優(yōu)化網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，并重視對IPv6技術(shù)的升級改造，才可以有效推動互聯(lián)網(wǎng)建設(shè)，才能助力經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展。所以我國相關(guān)部門便明確指出要利用現(xiàn)有的網(wǎng)絡(luò)訪問技術(shù)去提升IPv6技術(shù)工程的可行性，要進(jìn)一步落實(shí)IPv6業(yè)務(wù)部署，就需要從IPv6的整體規(guī)劃出發(fā)，強(qiáng)化它的地址規(guī)劃和城域網(wǎng)規(guī)劃，并重視接入網(wǎng)和終端規(guī)劃。