高校校園網(wǎng)絡(luò)中的IPv6部署和應用

【摘要】IPv6是下一代Internet的核心協(xié)議，現(xiàn)行的IPv4終將被IPv6所取代。國內(nèi)很多高校都已經(jīng)開始建設(shè)IPv6網(wǎng)絡(luò)應用。本文分析了IPv4向IPv6過渡的必然和必要性，并結(jié)合高校校園網(wǎng)絡(luò)IPv6的現(xiàn)狀以及演變過程，提出了IPv6校園網(wǎng)部署的幾種方式。

【關(guān)鍵詞】IPv6Pv4校園網(wǎng)

一、向IPv6過渡的必然性

當下廣泛應用的IPv4協(xié)議存在著很多固有的缺點，IPv6是下一代Internet的核心協(xié)議。IPv6具有全新的包頭格式、超大的地址空間、更好的Qos支持、內(nèi)置安全性（IPSec）、具有可擴充性、相鄰節(jié)點連接的新通訊協(xié)議等特點。IPv6終將取代IPv4。但也必將在IPv4地址枯竭前逐步引進，會經(jīng)過一個共存時代，最終完成全面過渡。

二、IPv6校園網(wǎng)現(xiàn)狀

目前很多高校已經(jīng)建設(shè)好了比較成熟的IPv6校園網(wǎng)絡(luò)，這些IPv6網(wǎng)絡(luò)都將接入第二代中國教育和科研計算機網(wǎng)CERNET2；但是CERNET2主干網(wǎng)采用的是純IPv6協(xié)議，而且各大高校的校園網(wǎng)建設(shè)基本上都是遵照IPv4協(xié)議的。所以，CERNET2從試驗走向運營的首要問題就是高校網(wǎng)絡(luò)的IPv4向IPv6的過渡問題。

三、IPv6的演進過程

根據(jù)網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展過程和趨勢，結(jié)合IPv6的特點，IPv6的發(fā)展演進過程可大致分為三個過程。（1）IPv6發(fā)展初期階段。在IPv6發(fā)展的初期，占有主導地位的仍然是IPv4，絕大部分的應用仍是基于IPv4的，IPv6網(wǎng)絡(luò)只是一些孤島。（2）IPv6與IPv4共存階段。在此階段，IPv6得到大規(guī)模的應用，出現(xiàn)了骨干IPv6網(wǎng)絡(luò)。但此時，仍有大量的IPv4網(wǎng)絡(luò)存在。（3）IPv6占主導地位階段。此時，IPv6成為Internet骨干網(wǎng)，IPv4網(wǎng)絡(luò)成為孤島，與初期階段相似，只不過位置做了互換。

四、IPv6校園網(wǎng)的部署

IPv6校園網(wǎng)的部署一般分為如下兩種情況：一是新建校園網(wǎng)，二是新老校區(qū)校園網(wǎng)的混合共存。

4.1新建校園網(wǎng)

當新建校園網(wǎng)時，建議采購同時支持IPv6/IPv4的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備進行組網(wǎng)，一邊使校園網(wǎng)同時支持兩種業(yè)務(wù)流的交流和互通。此時，校園網(wǎng)核心交換機應采用支持雙棧的三層交換機，匯聚接入時采用普通的IPv4交換機即可。此時，核心層處理所有的關(guān)于IPv6的三層功能，而匯聚層并不處理。當然也可以考慮在匯聚層使用雙棧三層交換機，形成層次化的IPv6網(wǎng)絡(luò)。

4.2老校園網(wǎng)升級

當升級老校園網(wǎng)時，一般都需要購買新的雙棧設(shè)備，因為只有少數(shù)設(shè)備可以通過升級軟件來直接支持雙棧。如果核心設(shè)備可以升級，則部署業(yè)務(wù)互通方案就類似于前述的新建校園網(wǎng)方案。如果增加了新的雙棧設(shè)備，則應讓新建的IPv6網(wǎng)與原有的IPv4網(wǎng)在各自網(wǎng)絡(luò)內(nèi)分別互通，并可以利用新增設(shè)備進行NAT- PT實現(xiàn)與原有的IPv6核心設(shè)備的互通，外部則可以分別經(jīng)原有的核心連接的CERNET或新增的設(shè)備所連接的CERNET2與外部的IPv4網(wǎng)絡(luò)和IPv6網(wǎng)絡(luò)互通。

4.3老校園網(wǎng)升級，部分校園網(wǎng)新建

此種情況下，校園網(wǎng)內(nèi)部IPv4網(wǎng)絡(luò)與IPv4網(wǎng)絡(luò)、IPv6網(wǎng)絡(luò)與IPv6網(wǎng)絡(luò)分別利用新老校園網(wǎng)直接互通業(yè)務(wù)。校園網(wǎng)內(nèi)部IPv6與IPv4之間的業(yè)務(wù)則通過新建的IPv6校園網(wǎng)核心雙棧交換機的NAT-PT與老校園網(wǎng)的核心層連通；內(nèi)部的IPv6網(wǎng)絡(luò)與外部的IPv4網(wǎng)絡(luò)，通過雙棧邊界路由器的NAT-PT彼此互通；內(nèi)部IPv6網(wǎng)絡(luò)與外部IPv6則通過邊界路由器直接互通，也可以使用隧道與非直連IPv6網(wǎng)絡(luò)互通。

4.4老校園網(wǎng)升級

為了避免對原有網(wǎng)絡(luò)線路的改造或增加，又為了讓原有用戶方便地接入IPv6網(wǎng)絡(luò)，我們可以直接將核心三層交換機替換為雙棧網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，其形式其實類似于新建IPv6校園網(wǎng)方案。

總之，IPv4向IPv6過渡是Internet發(fā)展過程中不可避免的一個過程，這個轉(zhuǎn)換是一個相當長的過渡時期，在此過渡期間需要IPv4與IPv6共存，需要解決好彼此互相兼容的問題，從而逐步實現(xiàn)這一過渡，最終實現(xiàn)純IPv6的全球網(wǎng)絡(luò)。

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