基于Cisco Packet Tracer模擬器IPv6—over—IPv4隧道實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

張波　劉菲

摘 要：通過(guò)介紹IPv6-over-IPv4解決多點(diǎn)tunnel通訊方法理論，借助計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)教學(xué)仿真軟件Cisco Packet Tracer 6.1來(lái)講解ipv6中的隧道的配置技術(shù)、實(shí)驗(yàn)過(guò)程和配置指令。經(jīng)歷了IPv4網(wǎng)絡(luò)互通、隧道創(chuàng)建和終端路由協(xié)議三個(gè)過(guò)程，實(shí)現(xiàn)了整合和共存機(jī)制對(duì)IPv4協(xié)議網(wǎng)絡(luò)保持完全的兼容性。實(shí)現(xiàn)了多臺(tái)設(shè)備互聯(lián)互通，并通過(guò)實(shí)測(cè)，豐富了計(jì)算機(jī)工程組網(wǎng)中路由配置實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容。

關(guān)鍵詞：Cisco Packet Tracer；6to4；隧道傳輸

中圖分類號(hào)：TP393.4 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

Abstract：The article describes the IPv6 method based on the theory of tunnel communication method，IPv6-over-IPv4 tunnel experimental design，achievement and configuration directives based on Cisco Packet Tracer 6.1 simulator.Through the interworking of IPv4 network，routing protocol and terminal tunnel.To achieve the integration and coexistence mechanism maintains full compatibility on IPv4 network protocol.Several devices can interconnection after the real test experiment.Enrich the routing configuration networking Computer Engineering Experimental Teaching Content.

Keywords：Cisco Packet Tracer；IPv6-over-IPv4；tunnel

1 引言（Introduction）

隨著智能硬件產(chǎn)品不斷涌入日常生活，基于IPv4的互聯(lián)網(wǎng)不得不面臨地址緊缺的問(wèn)題。IPv6技術(shù)不斷融入硬件產(chǎn)品，課程實(shí)踐教學(xué)中，模擬IPv6地址通過(guò)隧道機(jī)制混入IPv4地址的互聯(lián)網(wǎng)中成為重要教學(xué)知識(shí)點(diǎn)。在教學(xué)過(guò)程中，關(guān)于Cisco模擬器6to4的隧道實(shí)驗(yàn)參考偏少或無(wú)法完全實(shí)現(xiàn)，本文拋磚引玉擬采用隧道機(jī)制的一種基本方法來(lái)完善ipv6的教學(xué)實(shí)驗(yàn)。IPv6主機(jī)或者由IPv6主機(jī)、服務(wù)器和路由器組成的島嶼使用IPv4路由域作為傳輸層，以到達(dá)其他的IPv6孤島和IPv6網(wǎng)絡(luò)。當(dāng)網(wǎng)絡(luò)、連接和基礎(chǔ)設(shè)施中不可能獲得純IPv6連接性時(shí)，IPv4基礎(chǔ)設(shè)施上的IPv6隧道傳輸才被認(rèn)為是一種可供選擇的方法。

2 隧道（Tunnel）

2.1 隧道傳輸工作原理

IPv4中IPv6的數(shù)據(jù)包進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸時(shí)，原始端到端IPV6會(huì)話的源和目的IPV6地址包頭信息和有效載荷是不被修改的。解決的方法是在原始IPV6數(shù)據(jù)包前面加上了一個(gè)包含著隧道端點(diǎn)的源和目的IPv4地址信息的包頭。在隧道的每個(gè)端點(diǎn)上，執(zhí)行IPv6數(shù)據(jù)包的IPv4封裝和解封裝IPv6數(shù)據(jù)包。隧道兩端的路由設(shè)備必須同時(shí)支持IPv4協(xié)議和IPv6協(xié)議（雙棧）。

2.2 6to4 隧道傳輸參數(shù)

首先啟用配置隧道的接口編號(hào)，然后需要確定用作隧道接口源地址的本地IPv4地址端口。Tunnel destination命令確定隧道終點(diǎn)的目的IPv4地址，目的IPv4地址是隧道的遠(yuǎn)端，然后給隧道接口靜態(tài)分配一個(gè)IPv6地址和前綴長(zhǎng)度，最后定義隧道接口的類型是配置隧道。

3 實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)（Experimental design andachievement）

3.1 配置要求

Cisco Packet Tracer Instructor 6.1模擬器（IOS固件升級(jí)到15.1）可進(jìn)行IPv6等相關(guān)配置。因無(wú)法執(zhí)行tunnel mode ipv6ip命令所以未采用5.3版本的模擬器。如圖1所示，采用了模擬器中經(jīng)典1841路由器三臺(tái)，交換機(jī)2950-24交換機(jī)兩臺(tái)，終端PC機(jī)兩臺(tái)。此拓?fù)鋱D中，自適應(yīng)交換機(jī)是為擴(kuò)展終端而做的假設(shè)，通過(guò)改變終端設(shè)備IPv6地址即可不斷擴(kuò)展。注意各路由器端口及連接。表1為圖1拓?fù)鋱D中各路由器端口IPv6地址。

3.2 6to4 隧道傳輸

（1）IPv4網(wǎng)絡(luò)互通

如表1所示，R1的F0/0和F0/1端口都采用了IPv4地址，R2及R3的F0/1端口也同樣采用了IPv4地址。為實(shí)現(xiàn)IPv6的隧道傳輸實(shí)驗(yàn)，首先應(yīng)保證R1、R2和R3的IPv4網(wǎng)絡(luò)是通的，可采用的路由協(xié)議很多，如路由選擇信息協(xié)議路由協(xié)議配置指令。

如圖2所示，對(duì)于R2路由器，啟用IPv6后，先配置隧道的接口編號(hào)tunnel 0；然后需要確定用作隧道接口源地址的f0/1端口；tunnel destination命令確定隧道終點(diǎn)的目的IPv4地址R3的F0/1地址；給隧道tunnel0接口靜態(tài)分配一個(gè)IPv6地址2001：10：：2和前綴長(zhǎng)度64，最后定義隧道接口的類型是配置隧道類型。對(duì)于R3路由器，采用類似的配置指令，注意tunnel destination命令確定隧道終點(diǎn)的目的IPv4地址R2的F0/1地址。

（3）終端路由協(xié)議

PC1的IPV6和PC2的IPv6網(wǎng)絡(luò)之前目前還是不能直接通信，因?yàn)樗麄儽舜酥g還無(wú)路由信息，啟用R2和R3的F0/0端口以及tunn0通道還需使用路由協(xié)議。如靜態(tài)路由協(xié)議、路由選擇信息協(xié)議（RIPng）或開(kāi)放最短路徑優(yōu)先協(xié)議（OSPF）等。若采用路由選擇信息協(xié)議（RIPng），R2路由器應(yīng)配置以下指令。對(duì)于R3路由器，應(yīng)采用類似的配置指令。經(jīng)測(cè)試，PC1和PC2可以互通，實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)路由互聯(lián)通信。

4 結(jié)論（Conclusion）

本文采用Cisco Packet Tracer 6.1仿真軟件對(duì)6to4隧道實(shí)驗(yàn)進(jìn)行了設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)，經(jīng)歷了IPv4網(wǎng)絡(luò)互通、隧道創(chuàng)建和終端路由協(xié)議三個(gè)過(guò)程，實(shí)現(xiàn)了整合和共存機(jī)制對(duì)IPv4協(xié)議網(wǎng)絡(luò)保持完全的兼容性。以仿真軟件中的三臺(tái)路由器、兩臺(tái)交換機(jī)和兩臺(tái)終端設(shè)備來(lái)模擬IPv6地址終端融合到傳統(tǒng)IPv4網(wǎng)絡(luò)，采用了一種6to4隧道解決方案實(shí)現(xiàn)了融入IPv4網(wǎng)絡(luò)，豐富了計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)教學(xué)中IPv6實(shí)驗(yàn)案例不足。

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