IPv6校园网络设计与实现

李栋

摘 要 随着互联网技术的迅速发展，计算机网络应用对计算机网络提出了越来越高的要求，传统的IPv4网络协议已不再能满足人们的需要。IPv6网络的开发很好的解决了这一困境。文章从IPv6的设计原则出发，绘制了IPv6校园网络的基本框架结构，并分析了如何实现IPv6校园网络的运行和管理。

关键词 IPv6；校园网络；设计

中图分类号：TP393 文献标识码：A 文章编号：1671-7597（2014）08-0049-01

IPv6的英文全称是Internet Protocol Version 6，它是为了替换当前使用的网络IP协议IPv6所开发出来的新型协议。随着互联网技术的快速发展，已经使用了20多年IPv4协议已经不能满足网络技术的需求，最突出的问题就是IP地址资源严重匮乏。虽然当前已经开发出一系列技术应对地址资源问题，但是问题仍然得不到根本解决。

所以，为了解决这个问题，互联网工程工作组（IETF）自1995年以来一直着力于开发新一代IP协议。IPv6拥有128位的超长地址存储空间，能从根本上解决IPv4地址资源短缺的问题，另外，IPv6还有一些IPv4没有的新技术，如自动配置主机地址、分级地址模式等。

1 IPv6校园网设计原则

1）开放性。IPv6校园网必须是一个开放的网络体系，它不仅要能够满足当前的需求，还需要为开发下一代互联网网络协议做铺垫。

2）研究性。IPv6校园网在刚开始设计之前，就应该有高远目标，能够满足高要求，并立足于新一代校园网技术的研究。

3）经济性。IPv6校园网设计时，要结合当前校园网所拥有的基础建设，不要重复，避免造成浪费，节约经济成本。

4）可靠性。现代网络技术越来越复杂，互联网用户也日益增多，IPv6校园网建设过程中必然会遇到各种各样的问题。如何避免这些问题来面对这种复杂的运行环境，是设计者们需要充分考虑的问题。

5）安全性。IPv6校园网首先要保证网络设备不被病毒攻击，拥有足够强度的防火墙并对数据加密，然后IPv6校园网在数据传输过程、数据库的储备及网络软件运行过程中要有足够的安全性。

6）扩展性。IPv6校园网所选用的网络设备在必要的时候能够对其进行改造升级，从而实现所期望的功能。

7）管理型。IPv6校园网建立后，能使用有关软件进行管理和监控，从而随时能监管校园网的运行状态，实现故障及时处理，保证校园网能正常运行。

2 IPv6校园网框架结构

通讯基础设施（光纤传输系统、综合布线系统等）是IPv6校园网络的基础，计算机网络实现了整个校园网运行的过程，网络应用支撑系统是整个IPv6校园网系统的运行保证，一旦破坏，整个系统将瘫痪；这三者在网络语星系系统运行管理体系和安全保障体系的共同管理下保证整个IPv6校园网网络系统的正常运行。

3 IPv6校园网络设计与实现

3.1 网络层次划分

一般情况下，IPv6校园网络在设计时采用三层结构的模式，具体如下。

1）核心层。核心层主要是为了解决数据传输过程中负载分担问题，数据在传输过程中，需要对数据流量限速转发，然后再完成流量的路由控制。

2）汇聚层。汇聚层是IPv6校园网的中间层，在汇集用户网络流量的基础上，对用户使用的网络流量进行控制和限制，避免出现负载过大的现象。

3）接入层。这是IPv6校园网的基础层，它是指IPv6校园网与用户直接相连并对用户数据发送的那一层。

3.2 IP地址规划

IP地址规划是建立在整体规划、层次规划以及路由规划等基础之上所做的规划，在IP地址规划过程中，需要对IP地址合理分配使用，以提高校园网络资源的利用效率。通常情况下，IP地址规划分为两个部分，一方面是IP地址的分配，包括使用包含前缀的地址和只使用前缀的地址，另一方面是子网的分配。IP地址和子网的分配在IPv6地址空间分配中没有固定的比例大小，需要根据实际情况来设定，通常有以下几种原则。

1）统一分配，这是指所有的用户的IP地址都是通过统一途径获得的，这样就会给管理带来便利。

2）灵活协调分配，就是在实际分配过程中，要考虑路由规划和层次规划等，灵活运用，协调分配。

3）节约性，就是要依据具体的情况来分配现有地址，避免重复冗余的申请，要充分节约网络资源。

4）层次性，就是指IP地址的分配要考虑其层次的问题，而不是混乱分配，从而提高分配效率。

5）就近性，相同的区域或者相似的业务中需要使用的IP地址可以使用连续地址分配的方式，提高网络效率。

3.3 路由策略

路由策略主要是通过路由器之间的连接来有效传输校园网络数据，它的主要目的是保障校园网络数据能够正常传递，减少甚至消除数据传输故障。它可分为内部路由策略和外部路由策略，前者包括有OSPFv3和IS-ISv6，它们对校园网络的可靠性和可扩展性具有良好的应用前景；后者使用较广泛的是BGP4+协议，它能够支持多种路由策略。

4 校园网络运行管理体系

IPv6校园网络建立以后如何安全有效的管理，也是设计者们在设计时需要考虑的问题。在面对传统网络时，我们的管理包括网络故障管理、配置管理、性能管理、计费管理和安全管理；而面向下一代互联网的网络管理时，必然面对着更多的困难，所以需要在传统的五个管理功能的基础上，开发出新的管理技术，实现网络管理信息的标准化。校园网络运行管理包含两个关键的问题，一个是IPv6校园网络管理协议，它可以靠深入研究IPv4的管理协议来解决；另一个是IPv6校园网络管理，它依赖与其对IPv6的支持程度。

5 结束语

由于高校的不断扩招，现有的IPv4协议已经不能满足当前高校的带宽瓶颈、安全管理等诸多问题，IPv6技术的开发有效地解决了这一窘境。另外，IPv6校园网络对于开发下一代互联网协议技术有着重要的研究和指导意义。我们可以通过IPv6校园网络的建设推广到本地乃至全球，为其他用户提供IPv6接入和访问服务。

参考文献

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