关于多媒体教室IPv6改造的可行性应用方案研究

冯霞

基金项目：项目标示（2019年浙江传媒学院青年教师科研提升项目，ZC19XJ059 ）

摘要：IPv6是用于替代IPv4的下一代IP协议。IPv6具有更为充足的地址空间，更高的安全性，更便捷等一些獨有的优势。本课题旨在探索高校多媒体教学平台的IPv4到IPv6改造的可行性应用方案，同时兼容IPv4和IPv6协议，保障现有教学稳定和前向兼容性。同时对多媒体教室的计算机IP管理，研究基于DHCPv6的IP自动分配技术应用方案。

关键词：多媒体;IPV6;DHCPv6

中图分类号：TP37;G647   文献标识码：A   文章编号：1672-9129（2020）16-0065-01

引言：由于IPv4的网络地址资源有限，严重制约了互联网的应用和发展。而IPv6则具有更为充足的地址空间，更高的安全性，更便捷的性能等一些独有的优势。IPv6的使用，不仅能解决网络地址资源数量的问题，也能解决多种接入设备连入互联网的障碍。

高校中多媒体教室IPv6升级改造同时兼容IPv4的应用方案，当前还未有统一和成熟的完整解决方案。多媒体教学环境同时支持IPv6和IPv4，是教学平台向全栈IPv6发展的过渡期内的必然趋势。

1 当前IPv6升级改造在各大高校教学平台的应用研究现状

目前IPv6虽然在不少高校的教学平台中已有部署，但IPv4在各大高校中仍然是现阶段主要采用的协议。相较于IPv4，IPv6在高校教学平台中的部署深度和广度都远远比不上。部署IPv6的难度主要在以下两个方面：（1）教学平台中的设备数量较多、类型复杂，并且部分设备因采购较早或者类型特殊而不支持IPv6。（2）教学平台对安全性和稳定性要求较高。基于IPv4已有一套成熟、完善的安全体系，但是基于IPv6的安全体系仍未健全和成熟，在升级至IPv6的过程中和完成升级后的稳定性也无法保证。

2 IPv4到IPv6的三种典型过渡技术

IPv4向IPv6过渡有三种典型过渡技术，即双栈协议技术、隧道技术和协议转换技术。

（1）双栈协议技术。双栈协议简单的讲就是指在单个网络节点上同时支持IPv4和IPv6两种协议栈。这样对相应的网络设备的要求就会比较高，同时也会增加CPU及内存的负荷。

（2）隧道技术。隧道技术就就是指把一种协议封装到另一种协议中的技术。比如在隧道的入口处路由器会将IPv6的数据封装成为IPv4的格式，再在隧道的出口处将这些封装过的数据取出，还原完成后发给目的站点。它的优点是操作十分简单，只需要在隧道两端进行修改，无需对整个网络的内部修改或升级。但是缺点是会降低设备的数据处理效率。

（3）协议转换技术。协议转换技术即网络地址协议转换技术，是通过连接在IPv4与IPv6网络中间的转换器来修改IP地址数据包报文头部信息，以实现两种协议间的转换。此技术对原有网络的改造影响小，但实现方式较为复杂，对网络时延有一定影响，不适合在较大的网络规模中采用。

3 基于DHCPv6的IP自动分配

DHCPv6分为有状态自动IP分配和无状态自动IP分配，本文研究DHCPv6的有状态IP分配方式，与DHCPv4的架构类似，都是由DHCP客户端和DHCP服务端组成，DHCPv6服务端配置网段分配的前缀和掩码、DNS等参数。但是，DHCPv6的协议和DHCPv4则不同。DHCPv6下服务端还需要额外部署路由通告服务，因为DHCPv6服务IP分配报文并不会携带默认网关地址。

DHCPv6组网架构如下：

DHCPv6跨二层中继交互过程如下：

4 多媒体教室IPv6升级改造的应用方案

考虑到本文研究的多媒体教室中的接入交换机、汇聚交换机和路由器等网络设备都具备IPv4/IPv6协议栈能力，故本文采用双栈过渡技术方案。在多媒体教室设备接入/汇聚交换机和路由器均开启IPv6功能，这样可以支持IPv4/IPv6网络转发能力，多媒体教室终端设备Windows上单网卡同时支持配置IPV4和IPV6地址。

同时在交换机和路由器上开启IPv6的DHCPv6中继代理功能，单独在一台Windows Server上配置DHCPv6分配网段以及DNS相关配置，这样，多媒体教室终端设备通过网卡的自动地址获取即可动态分配到IPv6地址，无需再人工分配。考虑到学校多媒体教室设备的使用特点，DHCPv6 server端的IP地址租约时间设置在1天比较合适。

结语：由IPv4全面过渡到IPv6是一个漫长的过程，当下多媒体教学环境同时支持IPv6和IPv4，是教学平台向全栈IPv6发展的过渡期内的必然趋势。各高校可根据具体情况选择适合的过渡技术来实现。

参考文献：

[1]毕军，王优，冷晓翔.IPv6过渡研究综述[J].电信科学.2008（10）：12-22.

[2]陶晶.浅谈高校校园网IPv4向IPv6过渡问题及对策[J].网络安全技术与应用.2015（10）：41，43.

[3]杨凯雪，曹庆旭.高校校园网IPv6平滑过渡技术实践[J].数字技术与应用.2019（07）：27，29.