IPv6双栈技术在智慧校园中的应用分析

◆夏晨 刘承君

IPv6双栈技术在智慧校园中的应用分析

◆夏晨 刘承君

（陆军炮兵防空兵学院 安徽 230031）

基于网络技术的深入发展，IPv6能够很好地处理IPv4网络地址较少的问题。本文基于“智慧校园”的构建，对IPv4往IPv6方面过渡的对策进行了分析，同时对IPv6双栈技术的运用展开了讨论，供相关读者参考。

双栈技术；IPv6协议；IPv4协议；智慧校园

近些年，各个院校对“智慧校园”的建设越来越重视。只要其物质及技术允许，都会开展智慧校园建设，同时把它当作学校硬件实力提升的重点工作。基于互联网的发展，使得网络规模越来越大，这也造成IPv4协议能够运用的网络地址逐渐减少，很难达到人们的实际需要，同时也对其协议服务水平造成了严重的影响。基于IPv6技术的发展，对网络地址容量进行了拓展，同时其协议服务质量也比较高。同时它还是我国教育信息化的要求，有利于促进学校教学及学生管理等方面的发展。

1 IPv6定义及主要特征

IPv6是互联网协议第六个版本，也是目前最新的协议版本。同IPv4协议版本进行对比，其地址内容进行了较大的补充。对于IPv6协议来说，它对IPv4协议进行了优化，但是因为IPv6地址空间进一步提高了，这也使得地址配置形式得到了更新，所以它的安全性也相对较高，并且其路由表条数也相对提高了。IPv6协议的主要特征如下所示：

（1）地址空间非常大。相较于IPv4的地址数量，IPv6得到了全面的提升。与此同时，它还具备网络前缀，能够对子网开展标定，这也在一定程度上拓展了它的子网地址，可以进一步弥补IPv4网络地址较少的不足。（2）报文结构的优化。对于IPv6包头来看，它包含三两点内容，第一是固定内容，第二是扩展内容，针对各种各样的协议，IPv6能够很好地完成分区，同时还能开展独立存储，这样就可以尽快对它的协议头开展处理。第三是二者协议头存在不兼容现象，所以就IPv4往IPv6方向过渡的过程中，需对它的协议头加以修改，转变成IPv6的128字节地址。（3）安全性非常高。就IPv6来看，在各个端口之间可以有效确保其安全性，同时对于数据加密及认证过程来说，能够在网络层实现，也进一步增强了内部的安全性。

2 IPv6双栈技术分析

因为IPv4协议运用了很长一段时间，且还构建了一定的用户体系，虽然IPv6技术有着很大的优势，也无法在较短的时间里实现IPv4协议的过渡，对此，在日后很长时间里，IPv4同IPv6都是共存的关系，一点点实现过渡。在这之中，过渡一般是通过下述两点来完成。第一，孤岛互通，也就是各个网络能够互联互通，达到网络有效连通；第二，IPv6同IPv4互通，也就是这两个协议网络能够互联互通，而能够达到这一要求的技术有两个，一个是双栈技术，一个是隧道技术。根据双栈技术来看，它可以实现两个协议的一起配置，也就是IPv6协议及IPv4协议，让双协议栈可以一起运行，有利于很好地解决现阶段IPv6及IPv4过渡的问题。

除此之外，双栈技术还可以对IPv6及IPv4协议版本提供支持，但也有一定的问题，在配套网络设备及终端的更新方面，可以对两种协议一起支持，但这就要通过技术人员完成，在很大程度上增加了工作量，使得改造成本提高，不但耗时耗力，在改造过程中，还极易对原网络运行造成影响。因此，在对校园智慧网络进行构建时，应对其技术缺点加以重视。双栈技术是在IPv6地址之上形成的，它包含两种技术类型，一种是公网双栈，另一种是私网双栈。针对公网双栈而言，在开展网络配置的过程中，应将IPv6及IPv4协议一起配置，并且网络连接终端和设备还应对IPv4地址开展配置，但实际情况是IPv4网络地址相对较少，所以其公网双栈技术的运用往往同网络发展有一定差异。就私网双栈技术来看，用户能够应用私有IPv4地址，将其变成公用IPv4地址，从而能够让多个用户一起运用，有利于解决IPv4地址不够的情况。

3 网络建设需求探讨

3.1 校园网络中有关的问题

现阶段，条件较好的学校，都已经构建了“智慧校园”的战略，在智慧校园建设过程中，校园网络是非常重要的环节。虽然学校对计算机设备及网络等加大了投入，但不管是软硬件水平有多高，也无法利用IPv4协议来取代IPv6协议的价值，对此，在对“智慧校园”进行构建时，还有着下述几个问题。（1）网络地址不够。针对IPv4网络地址来看，它的字符数是相对较短的，因为公网数量越来越多，造成IPv4地址越来越少，这对校园网络健康运行造成了一定的影响。（2）兼容问题。基于IPv4协议的过渡，部分学校对主干网进行了更新，可以对IPv4及IPv6设备和终端提供支持，但现阶段还没有开展全方位的升级，大多数设备及终端都无法对IPv6协议提供支持，所以其网络作用还有一定的限制。（3）网络运用问题。针对IPv6构建的新网络，大部分学校无法在第一时间运用科学的方式来确保它的安全性，所以在校园网络方面还有一定的安全问题。

3.2 实施的原则

针对智慧校园进行建设的过程中，有关人员需对IPv4的过渡过程有一个全面的认识，即属于循序渐进的，并非一下就能完成。实际采取行动前，应知道如何借助IPv6双栈技术，进一步不促进网络协议过渡，下述几个原则就能帮助其顺利实现过渡[2]。

（1）确保IPv4网络顺利运转。针对IPv6新网络进行构建时，学校应确保现阶段IPv4网络可以健康运行，若是IPv4网络存在一定的限制，同时IPv6双栈技术网络也没有得到更新，那将导致学校网络出现瘫痪问题，将无法有序开展相应的教学活动。（2）构建更为可靠的网络环境。同IPv4进行对比，IPv6网络地址相对较多，同时它的运行方式也产生了变化，所以在对IPv6校园网络进行构建时，需运用有关的技术来增强校园网络安全，进一步提高教职工和学生的安全意识。（3）留出足够的拓展空间。因为智慧校园内容是基于时间的变化而持续完善的，所以利用IPv6双栈技术对校园网络进行构建时，应事先留出适当的拓展空间，以促日后校园网的优化，为其提供足够的空间。（4）节省成本。通过IPv6双栈技术推动网络过渡，这属于长期性工程，应借助一系列的设备和软硬件来实现，与此同时，还要借助人力及技术完成，这也导致其费用支出相对较多。对于学校来说，需最大限度地满足用户需要，并为其留出适当的扩充空间，对成本消耗开展合理控制，从而实现网络升级，进一步节约成本[3]。（5）强调人性化。对于新旧校园网络来说，它们都是以用户服务为基础，对此，借助双栈技术实现过渡，还应强调人性化设计，对相关的操作步骤进行简化，构建直观的显示界面，确保用户更好地开展操作。如果学生及教师无法有序开展操作，那么学校应当加强有关的培训工作。

4 依托于IPv6双栈技术智慧校园的建设

（1）总体构建。应结合目前的IPv4协议网络，以此为前提，对网络开展优化，让网络能够对IPv6协议进行支持，这是一种行之有效的方式。构建双栈网络，有利于降低校园全部网络和设备升级带来的工作量，从而能够进一步节约成本。

（2）网络地址的规划。第一，规划原则。同IPv4协议进行对比，IPv6的网络地址基数则更大，所以针对其网络地址进行规划时，应适当地降低其操作难度，同时也应降低路由表数量。针对双栈网络地址开展规划的过程中，应遵循下述原则来完成：一方面，应尽可能地达到长时间网络发展的需要；另一方面，应借助高端设备和先进技术，进一步增强路由汇聚功能；除此之外，还应注重网络集成化，以确保校园网络布局科学性。第二，地址规划。针对核心机房来说，应为其配置专门的地址段，有利于促进校园网络的有效管理，为其奠定夯实基础，同时还可以全面确保网络性能安全；针对网络互联设备来说，应设置独立的地址段，进一步开展集中管理。第三，无线网络配置。结合校园教职工和学生数量，来建设双栈网络[4]。可通过802.11n无线网络的控制器来完成，可以全面达到40G网络流量的需要。并且针对网络路由器的安装，应在人员集中区域完成，以确保其覆盖率。为了全面确保网络的稳定，需单独配置VLAN控制器，把内网同无线流量区分开。第四，安全配置。针对双栈网络进行配置的过程中，应注重网络安全性建设，分别从内网及网络边界安全等方面开展，并且还应强调IPv6的IPSec安全，进一步增强校园网络安全。

综上所述，基于网络信息进一步发展，使得网络得到持续更新，有利于更好地满足人们的需要，在对智慧校园进行构建时，也应对网络技术进行创新，同时把这项技术应用到校园网络升级中。现阶段，借助IPv6双栈技术能够促使智慧校园建设更好地贴近实际，借助技术及设备，有利于全面实现双栈网络价值。

[1]胡寅，张朝阳.校园网IPv6过渡技术的应用[J].电脑知识与技术，2021，17（19）：47-49.

[2]袁伟，刘佳琳，谭振江.IPv6双栈技术在智慧校园中的应用研究[J].数字技术与应用，2020，38（11）：47-49.

[3]刘波，魏孔鹏.校园IPv6网络的部署与实践[J].数字技术与应用，2020，38（10）：22-24.

[4]常伟鹏，袁泉.校园网由IPv4到IPv6的过渡技术浅析[J].中国管理信息化，2019，22（15）：160-163.