高校校園網IPV6平滑過渡技術實踐

楊凱雪 曹慶旭

摘要：如今，網絡技術在近些年來越發成熟，高校校園網在這一背景之下應運而生。在校園網中IPV6逐步取代IPV4技術成為當前的主流互聯網技術，相對而言IPV6技術的優缺點還是比較明顯，本文基于此過渡的基礎上對IPV6技術進行研究，提出平滑過渡的方案。

關鍵詞：NGN;IPV6;校園網;過渡技術

中圖分類號：TP393 文獻標識碼：A 文章編號：1007-9416（2019）07-0027-01

0 引言

當前，高校校園網中普遍采用的是IPV4協議地址，IPV4經過這么多年的發展已經比較成熟，但隨著科技的進步，IPV4協議地址已經初步暴露除了它的缺陷，如IPV4協議地址空間不足、服務質量問題、網絡安全等問題。

因此更為先進的IPV6協議開始逐步取代。IPV6協議具有更為充足的地址空間，安全性、便捷性等一些獨有的優勢，一般高校立足于自身的現實狀況，可以選擇適合自己的網絡結構，更好的對IPV6協議進行研究，可以推動校園網的健康建設。

1 IPV6技術的概念

1.1 IPV6的路由

IPV6技術的誕生，相對于IPV4的協議地址來說，IPV6擁有更為充足的地址空間，ISP也有著足夠的地址資源，相對而然，IPV6網絡層次劃分的更為明確，這些結構層次不僅明確而且結構嚴格，對于核心來說，IPV6技術也可以更科學有效的劃分網絡區域，對于這些網絡區域，IPV6技術對其進行編號，各個網絡區域有著相同的編號，這么做的優勢就是有利于對路由器中各個條目進行管理。

1.2 IPV6協議的特點

IPV6技術是前代技術的一種改建與升級，所以與IPV4技術相比還是存在著很多前代技術中不存在的優點，首先就是協議地址的空間性改進。

IPV6技術的運用，改變了之前IPV4協議地址空間不足的缺陷，因為采用的是128個二進制數來表示計算機的地址，這種方法大大提升了地址空間，保證了校園網的安全性與便捷性。

2 IPV6過渡技術

在大環境的驅動之下，IPV6技術會逐步取代IPV4技術成為未來校園網建設中的主流技術，IPV6并不是一個全新開發的技術，它是基于IPV4之上進行改造升級后的一種技術，在IPV4向IPV6過渡的過程中，主要有以下幾種過的技術。

2.1 雙協議棧技術及缺陷

所謂雙協議棧就是指單個網絡節點同時支持IPV4和IPV6兩種協議棧。前面我們已經提過，IPV6是基于IPV4的一種補充和升級。相對于IPV4技術的成熟，IPV6技術雖然有著很多優勢，但在短時間內還不能被普遍運用，所以實行單個網絡節點同時支持IPV4和IPV6兩種協議的雙協議棧技術，是對IPV6過渡的一種非常有效的技術。

雙協議棧技術雖然是一種很有效的過渡技術，但也存在涉很多缺點和問題，如因為要支持兩種協議，那么對相應的網絡設備要求較高，很多只能單方面支持一種協議的網絡設備要么就要被淘汰要么就要升級，這本身是一種成本的增加。其次因為要支持兩種協議棧，勢必會增加CPU的及內存的負荷，高負荷的運轉對于系統來說是個很大的負擔，長時間如此會嚴重影響系統的性能。

2.2 隧道技術及其缺陷

所謂隧道技術就是指一種協議封裝到另一種協議中的技術，也就是說在這種技術中，路由器在隧道的入口處將IPV6的數據封裝為IPV4的格式，在隧道的出口處再將這些數據取出，還原后轉發給目的站點。

隧道技術與雙協議棧技術不同，它不需要網絡設備要同時支持兩種協議地址。它的操作更為簡單，只需要在隧道兩端進行修改，對網絡內部并無修改升級，對于要做到的目標，這種方式更為容易實現，但這并不意味著隧道技術沒有缺點能夠平滑的過渡IPV6，它的缺點也是顯而易見的，就是在使用隧道技術時，隧道本身的開銷是增加的，開銷的增大就會降低數據的處理效率。不同于雙協議棧技術中兩種協議可以同時運行，在隧道技術中，IPV4主機和IPV6主機之間的通信存在著壁壘，并不是直接通信，著大大降低了工作效率。

2.3 NAT-PT技術及其缺陷

與雙協議棧技術和隧道技術相同，NAT-PT技術也是網絡地址及協議轉換技術的一種。

NAT-PT技術有兩種模式，分別為靜態與動態，靜態下，NAT-PT是一對一的IPV6地址和IPV4地址的映射。動態的NAT-PT技術也是提供一對一的映射，只不過是使用的IPV4的地址池。

使用這種方式的進行兩種協議的過渡，主要方式就是在IPV6的網絡中，NAT-PT前綴被IPV6單協議網絡節點動態增加到IPV4地址中，這樣就實現了兩種協議之間的通信。

3 高校校園網IPV6平滑過渡的方案

IPV6技術的逐步成熟勢必要取代IPV4，但是平滑過渡到IPV6網絡一直都是一項比較困難的技術，各種過渡技術都有著各自的優劣勢，根據不同的現實狀況，最大限度的節約成本，提出了以下兩種過渡方案。

第一種核心層替換雙棧設備，這種方案就是將現有的IPV4核心設備替換為雙棧核心設備，讓網絡能夠同時使用兩種協議，在此基礎之上在進行過渡，是一種比較穩健的過渡方式。

其次是升級匯聚層設備的軟件，這種方案就是升級網絡設備的，通過更新軟件來達到支持雙協議的網絡的要求，通過此來逐步從IPV4過渡到IPV6的網絡。

IPV6地址結構與前代技術有著非常大的不同，IPV6地址結構和地址分配采用嚴格的層次化進行管理。采用這種方式進行過渡時，能夠更好地將地址結構與地址分配進行層次化管理，減少不必要的資源浪費，同時還能夠減少路由表的規模。

4 結論

隨著網絡技術的逐步發展，基于IPV4協議的校園網的缺點逐步暴露，IPV6在此基礎上應運而生，逐步取代IPV4，但是這其中的過渡存在著很多人力物力上的問題。

在過渡過程中，有著雙協議棧技術，隧道技術，NAT-PT技術等等，都能幫助校園網從IPV4過渡到IPV6，但不可忽略的是在這過程中還存在著很多問題，導致了資源利用不充分，升級成本偏高等問題，分段研究這些問題并對過渡技術進行創新，對整個IPV6技術的運用起著推動作用。使用以上技術不斷地把IPV4網絡中的資源遷入IPV6網絡中，以最終達到IPV6的整網升級。

參考文獻

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