高校校园网络中的IPv6 部署和应用

韦俊旭

摘要：下一代Internet 的核心协议是IPv6，IPv6将很快取代IPv4。我国有不少高校对于IPv6网络应用开始进行建设。笔者先分析向 IPv6 过渡的必然性，再进一步对IPv6 校园网现状和IPv6 的演进过程进行分析，最后提出了IPv6 校园网的部署。

关键词：IPv6；Pv4；校园网

中图分类号：TP393 文献标识码：A 文章编号：1009-3044（2019）05-0050-02

1 向 IPv6 过渡的必然性

目前IPv4协议被广泛应用到高校中，其有不少缺点存在，Internet 的核心协议下一代便是IPv6。新通讯协议的包头格式是全部改换了、地址空间并不狭窄、更合适的Qos支持、内置安全性（IPSec）、具有可扩充性、相邻节点连接等等都是IPv6突出的特点。IPv4将被IPv6取代。然而IPv6会被逐渐引进，在应用IPv4 地址枯竭之前，两者会有共同存在一个阶段，然后IPv6最后会完全取代IPv4。

2 IPv6 校园网现状

现如今信息技术飞速发展，也因此淘汰IPv4是必要的，要不断加以创新，而关于研究IPv6 方面CERNET取得了突破的进展。现如今不少院校采用IPv6运用于计算机网络中。全面观看，主要有几大特点存在于高校网络中：①将作为中国主要的计算机网的Cernet2 ，同时也是研究网络的展示平台，以方便不同高校的接入；②发展不完善的IPv6 技术方面，再加上部署与应用IPv6方面还存在着不少问题，由此院校具有自身所存在的优势；这样有利于研究发展部署与应用关于IPv6 技术上[1]。③现如今不少高校的网络是应用到IPv6或者有的高校网络城域范围采用IPv6 的城域网，该网络所接入的为Cernet2；④目前不少高校网络已经接入Cernet2，现如今不少高校建设局部网络IPv6 网/ IPv6 网。

不少高校已经拥有相对成熟的IPv6 校园网络，第二代中国教育与科研计算机网 CERNET2将被接到IPv6 网络中，然而纯IPv6協议是CERNET2 主干网采用的，加上对于IPv4协议，目前高校校园网建设都是依照这种协议。因此，高校网络的IPv4 向IPv6 的过渡问题就是CERNET2 从试验走向运营的最重要问题[1]。

3 IPv6 的演进过程

按照之前网络的发展阶段与趋势，与IPv6的特点相合成，概括起来，有三个过程是IPv6的发展演进过程，三个过程如下图所示。

（1） IPv6发展初级阶段

IPv4在IPv6的发展初级阶段依旧所占的地位是主导的，IPv4位于中间，IPv6就像孤岛位于IPv4周围，这时，要把每个IPv6孤岛连接在一起需要运用隧道技术[2]。

（2） IPv4 和IPv6 共同存在阶段

更多范围应用IPv6，接下来有骨干IPv6网络出现，不少业务被引到IPv6上。对于Internet的纯 IPv6通信能进行贯穿；在IPv6上优点，要尽量利用，例如：QoS保证。这时，依旧存在很多IPv4业务，所以，要从IPv4要过渡到IPv6依旧需要隧道技术或者是协议转换技术。

现阶段，已经建成以及开通的CERNET2，对于中国进入IPv4和IPv6网络共同存在阶段能起到很大的推动作用。现阶段，中国的某些著名高校都建有相对成熟的校园IPv6试验节点网或者实验室[3]。

（3） IPv6所占的地位是主导的阶段

这时候，成为Internet 骨干网便是IPv6，而成为孤岛则是IPv4，和初期阶段是差不多的，不同点便是互换了位置。

4 IPv6 校园网的部署

校园网络IPv6部署的过程是按一定的顺序、步骤逐渐进步，也是长期的，需要以建立一个真实可信、能管理的、安全与高效的IP网络解决方案的原则并且进行分布实施应用。

对校园网进行新建或者是混合新老校园网络共存便是校园网络IPv6的部署的两种情况。

4.1 新建校园网

对于校园网的新建，进行组网建设的时候建议选择能匹配IPv4或IPv6的网络设备，从而使校园网平台承载与互通这两种业务能同时起到支持作用[4]。

校园网核心选用支持双栈的三层交换机，汇聚接入运用普通IPv4交换机就可以，关于IPv6的三层功能是由核心处理，而并不是在汇聚层进行处理。要能形成层次化的IPv6 网络，也能选用汇聚使用双栈三层交换机，如下图所示。

新建校园网的业务互通运用的方法如下：

●是通过双栈，无协议转换来实现内部IPv6- IPv6，IPv4- IPv4 业务直接互通，模型大致像普通单网络业务。

●通过双栈核心交换机，来实现互通内部IPv6- IPv4 业务进行NAT- PT。

●内部IPv6- 外部IPv4（或内部 IPv4- 外部 IPv6）通过出口进行 NAT- PT互通外部[5]。

●经过核心设备通过 CERNET2来实现内部IPv6- 外部IPv6，直接连通。

4.2 升级老校园网

要对老校园网进行升级的时候，考虑到升级软件来对双栈进行直接支持能通过的设备的数量是很少的，所以要购进新的双栈设备。倘若能对核心设备进行升级，部署业务互通方案就是大致像上述提到的新建校园网方案。要让旧的Pv4网在自己网络内进行互通，新建的IPv6网同样也需要在自己网络内进行互通，就要加入新双栈设备。实现NAT- PT和旧的IPv6 核心设备的互通能借助添加的新设备，实现外部和外部的IPv4网络与IPv6 网络互通分别从旧的核心连接的CERNET 或者是添加的新设备所连接的CERNET2经过[6]。

4.3 升级老校园网，新建部分校园网

在这种情况下，实现校园网内部IPv4和IPv4 网络、IPv6与 IPv6 网络的直接互通业务分别使用新老校园网。校园网内部IPv4和IPv6两者间的业务和老校园网的核心层连通是通过新建的IPv6校园网核心双栈交换机的NAT- PT；互通外部的 IPv4 网络和内部的IPv6网络是要从双栈边界路由器的NAT- PT通过；要直接互通内部IPv6网络和外部 IPv6要借助边界路由器来实现的，也可以使用非直连IPv6网络和隧道互通。

4.4升级老校园网的措施

用双栈设备把核心三层交换机给替换掉，这样做能减少改造或者是增多原来的网络线路，对于IPv6网络，老用户也能比较容易接入，这样的形式大致像新建IPv6校园网。

作为边界的双栈设备考虑用服务器模拟路由器来实现，这样做是因为在建设IPv6的开始阶段，用户的数量并不多，在对设备的投资能够降低[7]。

5 结语

IPv4过渡到IPv6的过程是要按一定的顺序、步骤逐渐进步，也是长期的，在一个需要较长时间的过渡过程中，刚开始的阶段IPv4和IPv6是要共同存在的，两者间的互相兼容的问题要解决好，使过渡期得以完成，使纯IPv6的全球网络最后能运用到生活上。中国在这方面的经验比较丰富，也取得了不少伟大的成就。而正式开通了CERNET2 主干网，也进一步促使了中国在互联网中占着重要的位置，并且也为我国全面建设互联网拉开了序幕，而中国不同地方也在快速建设IPv6 驻地网，而作CERNET2不可少有的主要部分，不少高校对网络研究IPv6方面作为重要的任务，对于部署与应用IPv6各高校的丰富经验对于在IPv6网络的建设上有着巨大推动作用。因此中国所具有优势的网络市场等，使得中国在全球的互联网中占着不可或缺的主导地位。中国的互联网相关产业的发展也IPv6其受部署与应用造就了更大的发展机会，同时也促使中国的信息网络技术不断提高发展与国民的发展。

参考文献：

[1] 杨巍立，陈飞.高校校园网絡与信息安全管理工作的实践与探索[J].亚太教育，2016（33）.

[2] 张博.高校校园网络安全评价分析研究[J].价值工程，2017（18）.

[3] 彭莹.VLAN技术在高校校园网络的应用分析[J].电脑迷，2016（3）.

[4] 严军鹏.高校校园网络安全技术浅析[J].计算机与网络，2015（21）.

[5] 吴宜钟.高校校园网络的优化问题研究[J].数码世界，2017（1）.

[6] 罗金光，先晓兵，虞金华.高校校园网络运营新模式探究[J].中国信息技术教育，2014（24）.

[7] 阙宏宇.高校校园网络安全管理存在的问题及对策研究[J].信息与电脑：理论版，2014（7）.

【通联编辑：唐一东】