浅析基于IPv6技术的网络升级规划与设计

周朝姜

（贵州财经职业学院 贵州 贵阳 551400）

1 引言

互联网技术已经深入到了千家万户、各行各业，但对于许多非专业从事互联网行业的人员来说，他们并不了解互联网的运作原理和技术，甚至不知道互联网协议的重要性和具体作用。故而，本文将在下面详细阐述IPv6的关键技术以及网络升级改造计划。

2 IPv6技术的概念与定义

IPv6是互联网协议的第6版，那么由此推及可以发现，在这个第6版之前还存在着其他版本。而IPv6诞生的主要原因就是为了解决其他版本所存在的不足，为了使其更好地服务于人类社会。在IPv4种存在的常见问题是地址枯竭，不能应对当今广大人士的需求，会出现互联网容量不足的这一问题。所以IPv6就是基于IPv4版本进行改造升级的，它借鉴参考了IPv4已有的优势特征，但同时也对IPv4的劣势进行了改造，完成了创新，使其具有容量大、安全性高且运作高效便捷等特征。虽然IPv6并非完美无缺，还存在着很大的提升空间。但就目前来看，它是在现阶段中全球公认的最成熟，最具有操作性的互联网核心协议。不管是我国还是他国，现如今都在采用这一版本互联网协议，并在积极建设以IPv6为基础的应用网络体系[1]。

我国更是明确颁布了相关的行动部署计划，在计划中还明确指出了网络网络应用体系的建设目标和具体策略。以政府牵头领导，其他相关部门和行业都在积极响应国家和政府的号召，不同的地区还根据地区现有的网络技术发展情况对IPv6技术的升级改造进行了试点。在众多优秀人才的努力下，我国IPv6技术正在逐渐完善，在向下一代技术进行过渡推演。根据相关人士的分析统计来看，我国目前在升级改造IPv6技术上，其核心技术和内容包含了中心平台系统，接入网以及城域数据网的方面。而将这三大内容进行细分，又可以发现接入网含有三种经典的网络构架，ftth、hfc和eoc这三种不同的网络构建又分别对应着不同的传输技术体系。我国要对IPv6技术进行改造升级，要详细规划IPv6技术的发展模式，就需要针对IPv6技术进行统一部署，统一规划。这样才可以实现国家和政府部门的基本要求，才能进一步发展我国的网络技术。

3 IPv6关键技术

3.1 IPv6的特点

IPv6是对曾经IPv4版本的升级与优化，国际互联网工程设计的一套规范的互联网协议，其中蕴含着许多与互联网相关的核心技术。包括但不仅限于按文头格式、地址、空间和地址结构以及邻居发现机制等。身处在信息科技高度发达的时代中，人们的生活与教育的发展和科技的研究都离不开互联网的应用，而就目前来看，全世界的网民数量都在逐年增多，对互联网的需求也越来越大。而随着需求的提升，就必须要对现有技术进行升级，这样才不会出现供不应求的状况。所以针对以前IPv4版本，IPv6对地址数量进行了升级。新版本是128位的地址结构，而以前老旧的版本则是32位，从数量上来看，IPv6的地址数比IPv4多了4倍。而根据它的运作原理来看，第128位的地址结构就可以为人们提供极大的地址空间。此外，IPv6不仅提高了地址结构数量，同时还对地址结构的空间进行了优化。与以前的版本相比，它的地址结构显得更具有层次化，能够有效借助路由集合快速查找相关协议及信息，能全面提高路由设备的转发效率。不仅如此，它的地址还能够自动配置。这凸显了新技术的智能型，也有效提高了内部网络的管理效率，使得IPv6技术更符合当今人类的需求。同时，根据人们的现有需求和IPv4的本质特征，IPv6技术就拓展出了扩展头的概念。从理论上来讲，它能够无限的扩张，可以有效解决IPv4容量不足、地址结构数量不够等多项问题，具备极强的灵活性。

3.2 IPv6过渡技术

IPv6过渡技术主要有三种，分别是同步应用IPv4和IPv6协议线的双线技术，一种协议数据传输另一种协议数据的隧道技术，以及对一种网络地址与协议进行转换翻译，从而解决IPv4和IPv6不兼容的问题，致使IPv4和IPv6协议能够相互连通的翻译技术[2]。将IPv6过渡技术进行细化分类，并不是为了单一使用某一种技术，而是为了更好地融合这三种技术，进而使IPv6技术的优势特点能进一步凸显出来。因为联网的构造是极其复杂多变的，它承载着大量的数据，肩负着重要的社会功能，某一项单一技术完全无法满足人们的需求，只有将双线技术、翻译技术和隧道技术有效整合起来，并将其正确应用在不同的程序中，才能实现对IPv6技术的升级与改进。

3.3 DHCPv6技术

在这种快节奏的社会中，人们做事越来越讲求效率，讲求速度，因此IPv6技术就根据人类的这一重大需求进行创新，使得IPv6可以分成变成自动配置的方式，这样一来，人们在终端设备应用互联网技术的时候，就可以实现即插即用，能有效提升应用效率。而对IPv6技术的自动配置技术进行分析，可以发现它主要分为两种状态，一个是有状态的dhcpv6，一个是无状态的配置claac。两者的运作方式存在较大的区别，其中有状态的配置主要是通过主机获取地址信息和配置信息；而无状态的配置则不会直接与主机对接，会借助路由设备，并利用主机自动识别。详细来讲，是指dhcpv6是动态的配置协议，它不仅能够给主机提供对应的地址信息，同时还能够提供DNS信息和其他配置信息，对一些数据的收集更加全面完善，能增强与终端用户的联系，进一步强化管理的可控性。这一点是无状态配置slaac所不具有的。除此之外，dhcpv6还具有几个重要的功能，比如它可以提供扩展功能，同时具备前缀分配机制。利用这种技术，能进一步提升网络的层次性，促使IPv6地址管理更科学有效。

4 IPv6网络的升级改造规划

3.1 整体规划

要对IPv6网络技术进行规划改造，就需要遵循整体规划原则，要从IPv6技术的整体性出发，不断升级现有的技术和模式，不能只侧重于某一个点。这对相关人士和部门而言，具有很大的难度，但只要能够明确整体规划目标和方向，能从中找到一个切入点，以此为基础进行拓展延伸，就可以逐步改进IPv6整体技术。如人们可以从网络侧和终端侧这两大环节进行改造。而网络侧又包括城域网和接入网这类能力部署设备，终端侧则是支持对用户终端进行进一步改造提升。根据我国相关部门和技术研究人员的统一部署，目前我国对IPv6的改造主要采用双栈技术。换句话来说，就是借助IPv4的网络技术基础随时启用IPv6的协议栈功能，然后再根据具体实际情况和需求以及资源的配置，局部引入ds-lite这种方式。这种方式可以有效进行整体规划原则，明确体现了先易后难的基本原则和概念，这样人们在规划设计IPv6改造技术的之后就可以从网络层面出发，然后再逐步过渡到终端技术[3]。

从各类设备IPv6的地址分析情况来看，可以发现网络设备采用的是loopback和链路接口，需要手工配置，他们的分配粒度是有一条链路的两个接口，分别配置一个112位的地址结构。宽带终端，即一些常用的手机或PC在接入WLAN或连接固定接入后，就会采用dhcpv6或slaac这种分配方式分配64位地址结构。从网络层次和终端技术展开分析，可以发现目前终端设备已经引入了双栈功能。同时，对不支持IPv6的设备进行了更新换代。我国目前在规划设计IPv6网络技术的时候明确指出我国广电要统一分配IPv6的地址资源，其分配形式和单位按照市区镇进行细分；并逐步改造成密网和接入网，利用试点的形式全面推进IPv6技术改革，使IPv6技术能在我国大规模运用。除此之外，我国广电总局还明确指出要根据业务的需求逐渐替换不支持IPv6技术的移动终端设备，要全面推行IPv6的双栈功能。

4.2 IPv6地址规划

IPv6的地址大致可以分为三种类型，一是网络地址，二是用户地址，三是业务地址，这三种不同的类型分别对应不同的客户。比如用户地址则是分配给最常见的普通网络用户；网络地址则是指国家相关部门，比如广电的应用地址；而业务地址而是指其他较大的网络服务平台所需的地址。这三种地址分别对应的运作形式也不同，比如用户地址包含了动态和静态的地址，主要包含了bras和ac设备中的一些地址池，同时还包括集团专线或是VIP客户。而对于网络地址而言，它采用的主要是loopback和网管地址。相关技术人员根据IPv6的自动配置这一个特性，要求每一个数据上面至少有一个64位地址，同时还需要结合不同类型和不同领域的实际需求强化地址前缀分配工作。一般来说，都可以按照不同的模块分别获取一段IPv6地址，而模块获取的IPv6地址又可以按照前缀的不同进行分配。

4.3 城域网规划

在对IPv6技术进行进一步规划和升级中，除了要对IPv6地址进行有效规划，同时还需要重视对城域网的规划和设计。在城域网中，相关技术人员和我国相关部门都进行了有效部署，城域网的特征和结构采用了三层IP网关的网络设备，同时还积极启用了双栈功能，并同时配置有对应的网络管理接口。而对路由器管理协议进行分析还可以发现，当前采用的路由器管理协议能够与现阶段IPv4的协议相对应，并同时启用相应的IPv6协议簇。我国相关技术部门目前所这届的城域网规划模式主要流程及其步骤是市级和省级线的核心干线及设备可以先通过bgp4+发布地址路由，然后是集合区域内所采用的网络核心设备，就可以利用这种路由协议去发布assv6路由，而后市级城市和区域县市同步启用对应的IPv6协议线。与此同时，两者还可以利用vlan这一种接口建立邻居关系。不仅如此，区核心还可以将isis dis的优先级调到最大化，也就是127位。最后可以将其汇总，并配置对应的IPv6访问控制列表。这样一来，就可以有效禁止网络用户非法访问网络设备，同时还可以进一步实现城域网的相互连通，能将省市区三个不同的层级利用现阶段相对成熟的IPv6协议实现互通和对接。

4.4 接入网及终端规划

对于IPv6技术而言，它的最终技术作用会体现在终端用户的应用上。如人们可以在ftth区域中积极启用IPv6的协议功能，可以在hfc这个区域中，在利用cmts/c-docsis设备时，引入IPv6的基本功能，实现接入网和城域网的相互对接。这样一来，可以利用一些相关设备完成dhcpv6的有效分配和流量终结，能使IPv6技术更具有层次性。根据一般情况来看，目前我国大多数用户终端采用的都是能够支持IPv6的家庭智能网关或者是非常普遍的家用路由器，然后再结合dhcpv6这种方式获取IPv6的地址前缀，这就能够将IPv6这种互联网协议与端网络有效连通。所以我国相关网络技术部门根据接入网和终端的这一特性及规划策略，对IPv6网络技术进行了详细规划与设计。如人们可以先将接入网和区核心设备连接在一起，同步采用一样的路由协议，之后再从学习区内详细设计路由明细。而后接入网设备还可以对宽带的前缀进行汇总发布，进一步减少上层学习的路由条目。除此之外，为了有效强化IPv6网络技术，还需要加强对接入的配置和访问控制，要有效禁止用户非法访问网络设备，这样才能使网络技术更全面、更富有管理性。除此之外，用户终端还可以积极启用双栈功能，因此路由器的wan口的就需要更改为dhcpv6/dhcppd/pppoev6方式。这能弥补IPv4的不足，能进一步推动现代网络技术的发展。

5 结语

综上所述，网络科技改变了人们的生活方式和工作方式，同时也丰富了人们的娱乐方式。在大数据信息时代中，互联网的应用范围越来越广，终端用户也越来越多，这就造成了供需不对等的情况。因此为了进一步增强用户的体验感和使用感，使互联网技术的效用能够最大化发挥，国家就需要针对当前网络技术进行重新规划与设计。而在对网络技术的应用中，IPv6技术是一切技术的核心奠基点，是网络技术中的重要一环。只有立足于IPv6技术去发展优化网络技术，并重视对IPv6技术的升级改造，才可以有效推动互联网建设，才能助力经济社会发展。所以我国相关部门便明确指出要利用现有的网络访问技术去提升IPv6技术工程的可行性，要进一步落实IPv6业务部署，就需要从IPv6的整体规划出发，强化它的地址规划和城域网规划，并重视接入网和终端规划。