關于多媒體教室IPv6改造的可行性應用方案研究

馮霞

基金項目：項目標示（2019年浙江傳媒學院青年教師科研提升項目，ZC19XJ059 ）

摘要：IPv6是用于替代IPv4的下一代IP協議。IPv6具有更為充足的地址空間，更高的安全性，更便捷等一些獨有的優勢。本課題旨在探索高校多媒體教學平臺的IPv4到IPv6改造的可行性應用方案，同時兼容IPv4和IPv6協議，保障現有教學穩定和前向兼容性。同時對多媒體教室的計算機IP管理，研究基于DHCPv6的IP自動分配技術應用方案。

關鍵詞：多媒體;IPV6;DHCPv6

中圖分類號：TP37;G647?? 文獻標識碼：A?? 文章編號：1672-9129（2020）16-0065-01

引言：由于IPv4的網絡地址資源有限，嚴重制約了互聯網的應用和發展。而IPv6則具有更為充足的地址空間，更高的安全性，更便捷的性能等一些獨有的優勢。IPv6的使用，不僅能解決網絡地址資源數量的問題，也能解決多種接入設備連入互聯網的障礙。

高校中多媒體教室IPv6升級改造同時兼容IPv4的應用方案，當前還未有統一和成熟的完整解決方案。多媒體教學環境同時支持IPv6和IPv4，是教學平臺向全棧IPv6發展的過渡期內的必然趨勢。

1 當前IPv6升級改造在各大高校教學平臺的應用研究現狀

目前IPv6雖然在不少高校的教學平臺中已有部署，但IPv4在各大高校中仍然是現階段主要采用的協議。相較于IPv4，IPv6在高校教學平臺中的部署深度和廣度都遠遠比不上。部署IPv6的難度主要在以下兩個方面：（1）教學平臺中的設備數量較多、類型復雜，并且部分設備因采購較早或者類型特殊而不支持IPv6。（2）教學平臺對安全性和穩定性要求較高。基于IPv4已有一套成熟、完善的安全體系，但是基于IPv6的安全體系仍未健全和成熟，在升級至IPv6的過程中和完成升級后的穩定性也無法保證。

2 IPv4到IPv6的三種典型過渡技術

IPv4向IPv6過渡有三種典型過渡技術，即雙棧協議技術、隧道技術和協議轉換技術。

（1）雙棧協議技術。雙棧協議簡單的講就是指在單個網絡節點上同時支持IPv4和IPv6兩種協議棧。這樣對相應的網絡設備的要求就會比較高，同時也會增加CPU及內存的負荷。

（2）隧道技術。隧道技術就就是指把一種協議封裝到另一種協議中的技術。比如在隧道的入口處路由器會將IPv6的數據封裝成為IPv4的格式，再在隧道的出口處將這些封裝過的數據取出，還原完成后發給目的站點。它的優點是操作十分簡單，只需要在隧道兩端進行修改，無需對整個網絡的內部修改或升級。但是缺點是會降低設備的數據處理效率。

（3）協議轉換技術。協議轉換技術即網絡地址協議轉換技術，是通過連接在IPv4與IPv6網絡中間的轉換器來修改IP地址數據包報文頭部信息，以實現兩種協議間的轉換。此技術對原有網絡的改造影響小，但實現方式較為復雜，對網絡時延有一定影響，不適合在較大的網絡規模中采用。

3 基于DHCPv6的IP自動分配

DHCPv6分為有狀態自動IP分配和無狀態自動IP分配，本文研究DHCPv6的有狀態IP分配方式，與DHCPv4的架構類似，都是由DHCP客戶端和DHCP服務端組成，DHCPv6服務端配置網段分配的前綴和掩碼、DNS等參數。但是，DHCPv6的協議和DHCPv4則不同。DHCPv6下服務端還需要額外部署路由通告服務，因為DHCPv6服務IP分配報文并不會攜帶默認網關地址。

DHCPv6組網架構如下：

DHCPv6跨二層中繼交互過程如下：

4 多媒體教室IPv6升級改造的應用方案

考慮到本文研究的多媒體教室中的接入交換機、匯聚交換機和路由器等網絡設備都具備IPv4/IPv6協議棧能力，故本文采用雙棧過渡技術方案。在多媒體教室設備接入/匯聚交換機和路由器均開啟IPv6功能，這樣可以支持IPv4/IPv6網絡轉發能力，多媒體教室終端設備Windows上單網卡同時支持配置IPV4和IPV6地址。

同時在交換機和路由器上開啟IPv6的DHCPv6中繼代理功能，單獨在一臺Windows Server上配置DHCPv6分配網段以及DNS相關配置，這樣，多媒體教室終端設備通過網卡的自動地址獲取即可動態分配到IPv6地址，無需再人工分配。考慮到學校多媒體教室設備的使用特點，DHCPv6 server端的IP地址租約時間設置在1天比較合適。

結語：由IPv4全面過渡到IPv6是一個漫長的過程，當下多媒體教學環境同時支持IPv6和IPv4，是教學平臺向全棧IPv6發展的過渡期內的必然趨勢。各高校可根據具體情況選擇適合的過渡技術來實現。

參考文獻：

[1]畢軍，王優，冷曉翔.IPv6過渡研究綜述[J].電信科學.2008（10）：12-22.

[2]陶晶.淺談高校校園網IPv4向IPv6過渡問題及對策[J].網絡安全技術與應用.2015（10）：41，43.

[3]楊凱雪，曹慶旭.高校校園網IPv6平滑過渡技術實踐[J].數字技術與應用.2019（07）：27，29.