高校校園網(wǎng)IPV6平滑過渡技術實踐

楊凱雪 曹慶旭

摘要：如今，網(wǎng)絡技術在近些年來越發(fā)成熟，高校校園網(wǎng)在這一背景之下應運而生。在校園網(wǎng)中IPV6逐步取代IPV4技術成為當前的主流互聯(lián)網(wǎng)技術，相對而言IPV6技術的優(yōu)缺點還是比較明顯，本文基于此過渡的基礎上對IPV6技術進行研究，提出平滑過渡的方案。

關鍵詞：NGN;IPV6;校園網(wǎng);過渡技術

中圖分類號：TP393 文獻標識碼：A 文章編號：1007-9416（2019）07-0027-01

0 引言

當前，高校校園網(wǎng)中普遍采用的是IPV4協(xié)議地址，IPV4經過這么多年的發(fā)展已經比較成熟，但隨著科技的進步，IPV4協(xié)議地址已經初步暴露除了它的缺陷，如IPV4協(xié)議地址空間不足、服務質量問題、網(wǎng)絡安全等問題。

因此更為先進的IPV6協(xié)議開始逐步取代。IPV6協(xié)議具有更為充足的地址空間，安全性、便捷性等一些獨有的優(yōu)勢，一般高校立足于自身的現(xiàn)實狀況，可以選擇適合自己的網(wǎng)絡結構，更好的對IPV6協(xié)議進行研究，可以推動校園網(wǎng)的健康建設。

1 IPV6技術的概念

1.1 IPV6的路由

IPV6技術的誕生，相對于IPV4的協(xié)議地址來說，IPV6擁有更為充足的地址空間，ISP也有著足夠的地址資源，相對而然，IPV6網(wǎng)絡層次劃分的更為明確，這些結構層次不僅明確而且結構嚴格，對于核心來說，IPV6技術也可以更科學有效的劃分網(wǎng)絡區(qū)域，對于這些網(wǎng)絡區(qū)域，IPV6技術對其進行編號，各個網(wǎng)絡區(qū)域有著相同的編號，這么做的優(yōu)勢就是有利于對路由器中各個條目進行管理。

1.2 IPV6協(xié)議的特點

IPV6技術是前代技術的一種改建與升級，所以與IPV4技術相比還是存在著很多前代技術中不存在的優(yōu)點，首先就是協(xié)議地址的空間性改進。

IPV6技術的運用，改變了之前IPV4協(xié)議地址空間不足的缺陷，因為采用的是128個二進制數(shù)來表示計算機的地址，這種方法大大提升了地址空間，保證了校園網(wǎng)的安全性與便捷性。

2 IPV6過渡技術

在大環(huán)境的驅動之下，IPV6技術會逐步取代IPV4技術成為未來校園網(wǎng)建設中的主流技術，IPV6并不是一個全新開發(fā)的技術，它是基于IPV4之上進行改造升級后的一種技術，在IPV4向IPV6過渡的過程中，主要有以下幾種過的技術。

2.1 雙協(xié)議棧技術及缺陷

所謂雙協(xié)議棧就是指單個網(wǎng)絡節(jié)點同時支持IPV4和IPV6兩種協(xié)議棧。前面我們已經提過，IPV6是基于IPV4的一種補充和升級。相對于IPV4技術的成熟，IPV6技術雖然有著很多優(yōu)勢，但在短時間內還不能被普遍運用，所以實行單個網(wǎng)絡節(jié)點同時支持IPV4和IPV6兩種協(xié)議的雙協(xié)議棧技術，是對IPV6過渡的一種非常有效的技術。

雙協(xié)議棧技術雖然是一種很有效的過渡技術，但也存在涉很多缺點和問題，如因為要支持兩種協(xié)議，那么對相應的網(wǎng)絡設備要求較高，很多只能單方面支持一種協(xié)議的網(wǎng)絡設備要么就要被淘汰要么就要升級，這本身是一種成本的增加。其次因為要支持兩種協(xié)議棧，勢必會增加CPU的及內存的負荷，高負荷的運轉對于系統(tǒng)來說是個很大的負擔，長時間如此會嚴重影響系統(tǒng)的性能。

2.2 隧道技術及其缺陷

所謂隧道技術就是指一種協(xié)議封裝到另一種協(xié)議中的技術，也就是說在這種技術中，路由器在隧道的入口處將IPV6的數(shù)據(jù)封裝為IPV4的格式，在隧道的出口處再將這些數(shù)據(jù)取出，還原后轉發(fā)給目的站點。

隧道技術與雙協(xié)議棧技術不同，它不需要網(wǎng)絡設備要同時支持兩種協(xié)議地址。它的操作更為簡單，只需要在隧道兩端進行修改，對網(wǎng)絡內部并無修改升級，對于要做到的目標，這種方式更為容易實現(xiàn)，但這并不意味著隧道技術沒有缺點能夠平滑的過渡IPV6，它的缺點也是顯而易見的，就是在使用隧道技術時，隧道本身的開銷是增加的，開銷的增大就會降低數(shù)據(jù)的處理效率。不同于雙協(xié)議棧技術中兩種協(xié)議可以同時運行，在隧道技術中，IPV4主機和IPV6主機之間的通信存在著壁壘，并不是直接通信，著大大降低了工作效率。

2.3 NAT-PT技術及其缺陷

與雙協(xié)議棧技術和隧道技術相同，NAT-PT技術也是網(wǎng)絡地址及協(xié)議轉換技術的一種。

NAT-PT技術有兩種模式，分別為靜態(tài)與動態(tài)，靜態(tài)下，NAT-PT是一對一的IPV6地址和IPV4地址的映射。動態(tài)的NAT-PT技術也是提供一對一的映射，只不過是使用的IPV4的地址池。

使用這種方式的進行兩種協(xié)議的過渡，主要方式就是在IPV6的網(wǎng)絡中，NAT-PT前綴被IPV6單協(xié)議網(wǎng)絡節(jié)點動態(tài)增加到IPV4地址中，這樣就實現(xiàn)了兩種協(xié)議之間的通信。

3 高校校園網(wǎng)IPV6平滑過渡的方案

IPV6技術的逐步成熟勢必要取代IPV4，但是平滑過渡到IPV6網(wǎng)絡一直都是一項比較困難的技術，各種過渡技術都有著各自的優(yōu)劣勢，根據(jù)不同的現(xiàn)實狀況，最大限度的節(jié)約成本，提出了以下兩種過渡方案。

第一種核心層替換雙棧設備，這種方案就是將現(xiàn)有的IPV4核心設備替換為雙棧核心設備，讓網(wǎng)絡能夠同時使用兩種協(xié)議，在此基礎之上在進行過渡，是一種比較穩(wěn)健的過渡方式。

其次是升級匯聚層設備的軟件，這種方案就是升級網(wǎng)絡設備的，通過更新軟件來達到支持雙協(xié)議的網(wǎng)絡的要求，通過此來逐步從IPV4過渡到IPV6的網(wǎng)絡。

IPV6地址結構與前代技術有著非常大的不同，IPV6地址結構和地址分配采用嚴格的層次化進行管理。采用這種方式進行過渡時，能夠更好地將地址結構與地址分配進行層次化管理，減少不必要的資源浪費，同時還能夠減少路由表的規(guī)模。

4 結論

隨著網(wǎng)絡技術的逐步發(fā)展，基于IPV4協(xié)議的校園網(wǎng)的缺點逐步暴露，IPV6在此基礎上應運而生，逐步取代IPV4，但是這其中的過渡存在著很多人力物力上的問題。

在過渡過程中，有著雙協(xié)議棧技術，隧道技術，NAT-PT技術等等，都能幫助校園網(wǎng)從IPV4過渡到IPV6，但不可忽略的是在這過程中還存在著很多問題，導致了資源利用不充分，升級成本偏高等問題，分段研究這些問題并對過渡技術進行創(chuàng)新，對整個IPV6技術的運用起著推動作用。使用以上技術不斷地把IPV4網(wǎng)絡中的資源遷入IPV6網(wǎng)絡中，以最終達到IPV6的整網(wǎng)升級。

參考文獻

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