銀川市教育城域網ＣＮＧＩ駐地網建設及部署

摘要：CNGI是國家進行下一代互聯網絡（IPv6網絡）建設的戰略性網絡工程項目，包括核心網建設、駐地網建設和網絡應用研究。駐地網建設與核心網建設不同，意在實現地區范圍的IPv6網絡建設。該文對銀川市教育城域網CNGI駐地網建設的設計及實現進行了闡述。項目的實施對基于城域網IPv6網絡升級方案提供了較強的可操作性。

關鍵詞：CNGI；駐地網；教育城域網

中圖分類號：TP393文獻標識碼：A文章編號：1009-3044(2008)29-0342-02

Construction and Deployment of CNGI CNP Based on Yinchuan Education MAN

WANG Heng， GAO Yu-zhuo

(Network Administration Center，Ningxia University，Yinchuan 750021，China)

Abstract: CNGI is the next generation internet (IPv6 network) construction of the strategic network projection， including the core network construction， Customer Premise Network (CPN) and corresponding application and research. With the different of network construction， CPN aimed at regional scope of IPv6 network construction. In this paper， the design and implementation of CNGI CNP based on Yinchuan Education MAN were also discussed. And it provides a strong operational for the implementation of the MAN-based IPv6 network upgrade projection.

Key words: CNGI; customer premise network; education MAN

1 前言

中國下一代互聯網示范工程（CNGI）是國家發展改革委等八個部委共同組織實施，由中國教育和科研計算機網（CERNET）、中國電信、中國聯通、中國網通/中國科學院、中國移動和中國鐵通6大全國性網絡運營商參與的國家戰略性網絡工程建設項目。CNGI包含核心網建設、駐地網建設（Customer Premise Network:CPN）、研究開發與產業化及應用示范等內容。其中，第二代中國教育和科研計算機網（CERNET2）是CNGI項目中網絡規模最大的純IPv6互聯網和唯一學術性網絡。“十五”后期，CNGI核心網建設和網絡交換中心工作全面啟動，網間交換中心由CERNET承建。按照總體規劃，“十一五”期間CNGI將積極開展駐地網建設及網絡應用研究。

2007年5月，國家發展改革委將寧夏CNGI駐地網建設項目列入國家發展改革委高技術產業發展計劃。通過項目實施，實現寧夏地區CNGI駐地網建設及區內大型企業、高等院校、科研機構等與CNGI核心網絡的接入，從而彌補寧夏地區下一代互聯網建設的空白。

銀川市教育城域網于2005年完成建設，應用彈性分組環（RPR）技術實現最大帶寬2.5G網絡傳輸能力。目前，銀川市教育城域網有28家網絡接入單位，并構成了銀川市內最大的教育城域專網。其網絡拓撲如圖1所示。寧夏CNGI駐地網建設以銀川市教育城域網為基礎，實現網絡整體的IPv6升級，并積累大規模開展駐地網建設的經驗，為實現IPv6網絡的普及、市場化運作、開展下一代互聯網絡應用研究奠定良好的基礎。

2 設計和部署IPv6教育城域網

根據寧夏CNGI駐地網建設項目要求，項目選擇9個試點進行純IPv6 網絡和IPv4/IPv6混合網絡的駐地網建設。首先，基于寧夏大學校園網開展駐地網實驗環境的搭建及IPv6網絡的升級，實現了校園網與CERNET2西安核心節點的網絡接入。在取得了良好的穩定效果后，基于銀川市教育城域網實施了CNGI駐地網建設的IPv6網絡升級部署。

2.1 實驗階段

為了能夠順利實施銀川市教育城域網CNGI駐地建設工程，以及駐地網與CNGI核心網絡的高速接入，項目最初以寧夏大學校園網為基礎開展了實驗環境IPv6駐地網建設和校園網IPv6升級，并通過校園網CERNET出口實現與CERNET2西安核心節點的網絡接入。

2.1.1 實驗環境IPv6駐地網建設

在IPv4網絡地址還沒有枯竭的情況下，網絡發展必須經歷由IPv4網絡向IPv6網絡過渡的階段。實現純IPv6網絡建設必須支持對現有IPv4網絡的兼容。作為CNGI駐地網建設項目中下一代互聯網絡的建設，項目在寧夏大學校園網內選擇了計算機網絡管理中心網絡工程實驗室部署純IPv6駐地網絡實驗環境。所實現的網絡拓撲如圖2所示。在組建的支持IPv6網絡環境下，駐地網三層設備均為IPv4/v6雙棧設備，即在雙棧路由器上同時運行IPv4路由協議也運行IPv6路由協議，從而在支持IPv6網絡接入的同時，又能夠滿足對現有IPv4網絡與IPv6網絡的互訪[1]。實驗環境下選用雙棧路由器CISCO2811提供IPv6數據轉發，用戶需在計算機本地網絡連接中啟用TCP/IP version6協議作為通訊協議實現與校內IPv6網絡資源的訪問。基于實驗環境，項目還建設完成了IPv6協議的網絡基礎應用：WWW、FTP、DNS等。

2.1.2 校園網IPv6駐地網建設

鑒于目前校園網中IPv4網絡依然是網絡訪問的主體，因此對校園網的IPv6駐地網建設的目的在于對校園網進行IPv6升級，實現現有條件下校園網與CERNET2核心節點的網絡接入。在不對現有IPv4校園網進行大規模改動的條件下，實現校園網IPv6升級和駐地網建設普遍采取隧道模式和IPv6透傳模式，從而實現IPv6報文在IPv4網絡的轉發[3]。隧道模式又以ISATAP隧道和6to4隧道兩種實現方式為主。ISATAP隧道是點到點的自動隧道技術，通過在IPv6報文的目的地址中嵌入的IPv4地址，可以自動獲取隧道的終點。6to4隧道是點到多點的自動隧道，主要用于將多個IPv6孤島通過IPv4網絡連接到IPv6網絡。通過使用VLAN技術將同IPv6終端相連的接入交換機上行方向設置為802.1q Trunk鏈路，并把這些VLAN包含于Trunk，將IPv6終端報文通過IPv4三層交換機透傳到IPv6路由器上[2]。

結合寧夏大學校園現狀，項目在寧夏大學校園網內選擇了數學計算機學院和物理電氣工程學院網絡實驗室部署IPv6駐地網絡環境并采用隧道模式實現校內IPv6網絡與CERNET2核心網絡的接入。所實現的網絡拓撲如圖3所示。

解決校園網基于IPv4網絡環境下IPv6報文的轉發，必須建立IPv6接入用戶與CERNET2核心網絡之間的隧道連接。圖3所示網絡拓撲結構中，校園網IPv6駐地網建設需增加一臺與CERNET2西安核心節點連接的IPv6出口路由器CISCO2811，用于實現6to4/ISATAP隧道。在接入層交換機實現對IPv4和IPv6用戶的網絡接入，IPv4網關部署在匯聚3層IPv4交換機上，并在匯聚IPv4三層交換機上部署用戶端到新增路由器的自動隧道6to4/ISATAP。用戶需在計算機本地網絡連接中將網關地址設置為6to4/ISATAP路由器的地址。另外，通過在6to4/ISATAP路由器上配置IPv4 ACL，避免校園網IPv6駐地網中IPv4報文占用IPv6 網絡帶寬。

2.2 部署階段

通過校園網CNGI駐地網建設完成了對基于校園網的IPv6網絡升級，并取得了大量的實際建設經驗。針對銀川市教育城域網地域特點和網絡拓撲結構，并結合城域網成員用戶特點，銀川市教育城域網CNGI駐地建設項目在已建成實驗網絡的基礎上又實現了6個接入節點（寧夏醫學院、北方民族大學、寧夏大學、銀川一中、教育信息化公司、校園家屬區）IPv6的網絡接入。銀川市教育城域網CNGI駐地網建設網絡拓撲結構如圖4所示。

通過在個接入節點分別部署CISCO2811設備實現城域網內IPv6報文的轉發。同時，在城域網寧夏大學節點建立基于LINUX 環境的隧道代理服務器，向接入單位提供Tunnel BrokerServer/Agent接入服務，實現WEB方式下的用戶隧道自動配置接入服務。銀川市教育城域網CNGI駐地網建設項目的實施實現了城域網成員用途通過現有IPv4網絡與CERENT2西安核心節點的網絡接入。

3 結束語

IPv4向IPv6的過渡是一個長期的、漸進的過程，如何平穩過渡，其間涉及較多的具體策略和問題。通過銀川市教育城域網GNGI駐地網建設項目實現了基于IPv4/v6隧道技術的城域網內成員用戶的IPv6接入，補充了寧夏地區下一代互聯網建設發展能力，并為進一步開展基于城域網的IPv6應用和研究搭建了良好的網絡環境。

參考文獻：

[1] 師仁松.基于VPN的IPv6隧道代理的設計與實現[J].計算機技術與發展，2006(7).

[2] 張國祥.基于隧道技術實現IPv4到IPv6的演進[J].湖北師范學院學報，2006(1).

[3] 柯曉華.高校校園網過渡到IPv6的策略及問題[J].現代計算機，2004(10).