基于Cisco Packet Tracer模拟器IPv6—over—IPv4隧道实验设计与实现

张波　刘菲

摘 要：通过介绍IPv6-over-IPv4解决多点tunnel通讯方法理论，借助计算机网络实验教学仿真软件Cisco Packet Tracer 6.1来讲解ipv6中的隧道的配置技术、实验过程和配置指令。经历了IPv4网络互通、隧道创建和终端路由协议三个过程，实现了整合和共存机制对IPv4协议网络保持完全的兼容性。实现了多台设备互联互通，并通过实测，丰富了计算机工程组网中路由配置实验教学内容。

关键词：Cisco Packet Tracer；6to4；隧道传输

中图分类号：TP393.4 文献标识码：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）

随着智能硬件产品不断涌入日常生活，基于IPv4的互联网不得不面临地址紧缺的问题。IPv6技术不断融入硬件产品，课程实践教学中，模拟IPv6地址通过隧道机制混入IPv4地址的互联网中成为重要教学知识点。在教学过程中，关于Cisco模拟器6to4的隧道实验参考偏少或无法完全实现，本文抛砖引玉拟采用隧道机制的一种基本方法来完善ipv6的教学实验。IPv6主机或者由IPv6主机、服务器和路由器组成的岛屿使用IPv4路由域作为传输层，以到达其他的IPv6孤岛和IPv6网络。当网络、连接和基础设施中不可能获得纯IPv6连接性时，IPv4基础设施上的IPv6隧道传输才被认为是一种可供选择的方法。

2 隧道（Tunnel）

2.1 隧道传输工作原理

IPv4中IPv6的数据包进行数据传输时，原始端到端IPV6会话的源和目的IPV6地址包头信息和有效载荷是不被修改的。解决的方法是在原始IPV6数据包前面加上了一个包含着隧道端点的源和目的IPv4地址信息的包头。在隧道的每个端点上，执行IPv6数据包的IPv4封装和解封装IPv6数据包。隧道两端的路由设备必须同时支持IPv4协议和IPv6协议（双栈）。

2.2 6to4 隧道传输参数

首先启用配置隧道的接口编号，然后需要确定用作隧道接口源地址的本地IPv4地址端口。Tunnel destination命令确定隧道终点的目的IPv4地址，目的IPv4地址是隧道的远端，然后给隧道接口静态分配一个IPv6地址和前缀长度，最后定义隧道接口的类型是配置隧道。

3 实验设计与实现（Experimental design andachievement）

3.1 配置要求

Cisco Packet Tracer Instructor 6.1模拟器（IOS固件升级到15.1）可进行IPv6等相关配置。因无法执行tunnel mode ipv6ip命令所以未采用5.3版本的模拟器。如图1所示，采用了模拟器中经典1841路由器三台，交换机2950-24交换机两台，终端PC机两台。此拓扑图中，自适应交换机是为扩展终端而做的假设，通过改变终端设备IPv6地址即可不断扩展。注意各路由器端口及连接。表1为图1拓扑图中各路由器端口IPv6地址。

3.2 6to4 隧道传输

（1）IPv4网络互通

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端口也同样采用了IPv4地址。为实现IPv6的隧道传输实验，首先应保证R1、R2和R3的IPv4网络是通的，可采用的路由协议很多，如路由选择信息协议路由协议配置指令。

如图2所示，对于R2路由器，启用IPv6后，先配置隧道的接口编号tunnel 0；然后需要确定用作隧道接口源地址的f0/1端口；tunnel destination命令确定隧道终点的目的IPv4地址R3的F0/1地址；给隧道tunnel0接口静态分配一个IPv6地址2001：10：：2和前缀长度64，最后定义隧道接口的类型是配置隧道类型。对于R3路由器，采用类似的配置指令，注意tunnel destination命令确定隧道终点的目的IPv4地址R2的F0/1地址。

（3）终端路由协议

PC1的IPV6和PC2的IPv6网络之前目前还是不能直接通信，因为他们彼此之间还无路由信息，启用R2和R3的F0/0端口以及tunn0通道还需使用路由协议。如静态路由协议、路由选择信息协议（RIPng）或开放最短路径优先协议（OSPF）等。若采用路由选择信息协议（RIPng），R2路由器应配置以下指令。对于R3路由器，应采用类似的配置指令。经测试，PC1和PC2可以互通，实现网络路由互联通信。

4 结论（Conclusion）

本文采用Cisco Packet Tracer 6.1仿真软件对6to4隧道实验进行了设计和实现，经历了IPv4网络互通、隧道创建和终端路由协议三个过程，实现了整合和共存机制对IPv4协议网络保持完全的兼容性。以仿真软件中的三台路由器、两台交换机和两台终端设备来模拟IPv6地址终端融合到传统IPv4网络，采用了一种6to4隧道解决方案实现了融入IPv4网络，丰富了计算机网络教学中IPv6实验案例不足。

参考文献（References）

[1] regis Desmeules[加].Cisco IPv6 Self-study Implementing CiscoIPv6 Networks（IPv6）[M].北京：人民邮电出版社，2013.

[2] Rick Graziari[美].IPv6 Fundamentals[M].北京：人民邮电出版社，2013.

[3] JosephDavies[美]，苏啸鸣.深入解析IPv6（第2版）[M].北京：人民邮电出版社，2009.