淺析基于IPv6技術的網絡升級規劃與設計

周朝姜

（貴州財經職業學院 貴州 貴陽 551400）

1 引言

互聯網技術已經深入到了千家萬戶、各行各業，但對于許多非專業從事互聯網行業的人員來說，他們并不了解互聯網的運作原理和技術，甚至不知道互聯網協議的重要性和具體作用。故而，本文將在下面詳細闡述IPv6的關鍵技術以及網絡升級改造計劃。

2 IPv6技術的概念與定義

IPv6是互聯網協議的第6版，那么由此推及可以發現，在這個第6版之前還存在著其他版本。而IPv6誕生的主要原因就是為了解決其他版本所存在的不足，為了使其更好地服務于人類社會。在IPv4種存在的常見問題是地址枯竭，不能應對當今廣大人士的需求，會出現互聯網容量不足的這一問題。所以IPv6就是基于IPv4版本進行改造升級的，它借鑒參考了IPv4已有的優勢特征，但同時也對IPv4的劣勢進行了改造，完成了創新，使其具有容量大、安全性高且運作高效便捷等特征。雖然IPv6并非完美無缺，還存在著很大的提升空間。但就目前來看，它是在現階段中全球公認的最成熟，最具有操作性的互聯網核心協議。不管是我國還是他國，現如今都在采用這一版本互聯網協議，并在積極建設以IPv6為基礎的應用網絡體系[1]。

我國更是明確頒布了相關的行動部署計劃，在計劃中還明確指出了網絡網絡應用體系的建設目標和具體策略。以政府牽頭領導，其他相關部門和行業都在積極響應國家和政府的號召，不同的地區還根據地區現有的網絡技術發展情況對IPv6技術的升級改造進行了試點。在眾多優秀人才的努力下，我國IPv6技術正在逐漸完善，在向下一代技術進行過渡推演。根據相關人士的分析統計來看，我國目前在升級改造IPv6技術上，其核心技術和內容包含了中心平臺系統，接入網以及城域數據網的方面。而將這三大內容進行細分，又可以發現接入網含有三種經典的網絡構架，ftth、hfc和eoc這三種不同的網絡構建又分別對應著不同的傳輸技術體系。我國要對IPv6技術進行改造升級，要詳細規劃IPv6技術的發展模式，就需要針對IPv6技術進行統一部署，統一規劃。這樣才可以實現國家和政府部門的基本要求，才能進一步發展我國的網絡技術。

3 IPv6關鍵技術

3.1 IPv6的特點

IPv6是對曾經IPv4版本的升級與優化，國際互聯網工程設計的一套規范的互聯網協議，其中蘊含著許多與互聯網相關的核心技術。包括但不僅限于按文頭格式、地址、空間和地址結構以及鄰居發現機制等。身處在信息科技高度發達的時代中，人們的生活與教育的發展和科技的研究都離不開互聯網的應用，而就目前來看，全世界的網民數量都在逐年增多，對互聯網的需求也越來越大。而隨著需求的提升，就必須要對現有技術進行升級，這樣才不會出現供不應求的狀況。所以針對以前IPv4版本，IPv6對地址數量進行了升級。新版本是128位的地址結構，而以前老舊的版本則是32位，從數量上來看，IPv6的地址數比IPv4多了4倍。而根據它的運作原理來看，第128位的地址結構就可以為人們提供極大的地址空間。此外，IPv6不僅提高了地址結構數量，同時還對地址結構的空間進行了優化。與以前的版本相比，它的地址結構顯得更具有層次化，能夠有效借助路由集合快速查找相關協議及信息，能全面提高路由設備的轉發效率。不僅如此，它的地址還能夠自動配置。這凸顯了新技術的智能型，也有效提高了內部網絡的管理效率，使得IPv6技術更符合當今人類的需求。同時，根據人們的現有需求和IPv4的本質特征，IPv6技術就拓展出了擴展頭的概念。從理論上來講，它能夠無限的擴張，可以有效解決IPv4容量不足、地址結構數量不夠等多項問題，具備極強的靈活性。

3.2 IPv6過渡技術

IPv6過渡技術主要有三種，分別是同步應用IPv4和IPv6協議線的雙線技術，一種協議數據傳輸另一種協議數據的隧道技術，以及對一種網絡地址與協議進行轉換翻譯，從而解決IPv4和IPv6不兼容的問題，致使IPv4和IPv6協議能夠相互連通的翻譯技術[2]。將IPv6過渡技術進行細化分類，并不是為了單一使用某一種技術，而是為了更好地融合這三種技術，進而使IPv6技術的優勢特點能進一步凸顯出來。因為聯網的構造是極其復雜多變的，它承載著大量的數據，肩負著重要的社會功能，某一項單一技術完全無法滿足人們的需求，只有將雙線技術、翻譯技術和隧道技術有效整合起來，并將其正確應用在不同的程序中，才能實現對IPv6技術的升級與改進。

3.3 DHCPv6技術

在這種快節奏的社會中，人們做事越來越講求效率，講求速度，因此IPv6技術就根據人類的這一重大需求進行創新，使得IPv6可以分成變成自動配置的方式，這樣一來，人們在終端設備應用互聯網技術的時候，就可以實現即插即用，能有效提升應用效率。而對IPv6技術的自動配置技術進行分析，可以發現它主要分為兩種狀態，一個是有狀態的dhcpv6，一個是無狀態的配置claac。兩者的運作方式存在較大的區別，其中有狀態的配置主要是通過主機獲取地址信息和配置信息；而無狀態的配置則不會直接與主機對接，會借助路由設備，并利用主機自動識別。詳細來講，是指dhcpv6是動態的配置協議，它不僅能夠給主機提供對應的地址信息，同時還能夠提供DNS信息和其他配置信息，對一些數據的收集更加全面完善，能增強與終端用戶的聯系，進一步強化管理的可控性。這一點是無狀態配置slaac所不具有的。除此之外，dhcpv6還具有幾個重要的功能，比如它可以提供擴展功能，同時具備前綴分配機制。利用這種技術，能進一步提升網絡的層次性，促使IPv6地址管理更科學有效。

4 IPv6網絡的升級改造規劃

3.1 整體規劃

要對IPv6網絡技術進行規劃改造，就需要遵循整體規劃原則，要從IPv6技術的整體性出發，不斷升級現有的技術和模式，不能只側重于某一個點。這對相關人士和部門而言，具有很大的難度，但只要能夠明確整體規劃目標和方向，能從中找到一個切入點，以此為基礎進行拓展延伸，就可以逐步改進IPv6整體技術。如人們可以從網絡側和終端側這兩大環節進行改造。而網絡側又包括城域網和接入網這類能力部署設備，終端側則是支持對用戶終端進行進一步改造提升。根據我國相關部門和技術研究人員的統一部署，目前我國對IPv6的改造主要采用雙棧技術。換句話來說，就是借助IPv4的網絡技術基礎隨時啟用IPv6的協議棧功能，然后再根據具體實際情況和需求以及資源的配置，局部引入ds-lite這種方式。這種方式可以有效進行整體規劃原則，明確體現了先易后難的基本原則和概念，這樣人們在規劃設計IPv6改造技術的之后就可以從網絡層面出發，然后再逐步過渡到終端技術[3]。

從各類設備IPv6的地址分析情況來看，可以發現網絡設備采用的是loopback和鏈路接口，需要手工配置，他們的分配粒度是有一條鏈路的兩個接口，分別配置一個112位的地址結構。寬帶終端，即一些常用的手機或PC在接入WLAN或連接固定接入后，就會采用dhcpv6或slaac這種分配方式分配64位地址結構。從網絡層次和終端技術展開分析，可以發現目前終端設備已經引入了雙棧功能。同時，對不支持IPv6的設備進行了更新換代。我國目前在規劃設計IPv6網絡技術的時候明確指出我國廣電要統一分配IPv6的地址資源，其分配形式和單位按照市區鎮進行細分；并逐步改造成密網和接入網，利用試點的形式全面推進IPv6技術改革，使IPv6技術能在我國大規模運用。除此之外，我國廣電總局還明確指出要根據業務的需求逐漸替換不支持IPv6技術的移動終端設備，要全面推行IPv6的雙棧功能。

4.2 IPv6地址規劃

IPv6的地址大致可以分為三種類型，一是網絡地址，二是用戶地址，三是業務地址，這三種不同的類型分別對應不同的客戶。比如用戶地址則是分配給最常見的普通網絡用戶；網絡地址則是指國家相關部門，比如廣電的應用地址；而業務地址而是指其他較大的網絡服務平臺所需的地址。這三種地址分別對應的運作形式也不同，比如用戶地址包含了動態和靜態的地址，主要包含了bras和ac設備中的一些地址池，同時還包括集團專線或是VIP客戶。而對于網絡地址而言，它采用的主要是loopback和網管地址。相關技術人員根據IPv6的自動配置這一個特性，要求每一個數據上面至少有一個64位地址，同時還需要結合不同類型和不同領域的實際需求強化地址前綴分配工作。一般來說，都可以按照不同的模塊分別獲取一段IPv6地址，而模塊獲取的IPv6地址又可以按照前綴的不同進行分配。

4.3 城域網規劃

在對IPv6技術進行進一步規劃和升級中，除了要對IPv6地址進行有效規劃，同時還需要重視對城域網的規劃和設計。在城域網中，相關技術人員和我國相關部門都進行了有效部署，城域網的特征和結構采用了三層IP網關的網絡設備，同時還積極啟用了雙棧功能，并同時配置有對應的網絡管理接口。而對路由器管理協議進行分析還可以發現，當前采用的路由器管理協議能夠與現階段IPv4的協議相對應，并同時啟用相應的IPv6協議簇。我國相關技術部門目前所這屆的城域網規劃模式主要流程及其步驟是市級和省級線的核心干線及設備可以先通過bgp4+發布地址路由，然后是集合區域內所采用的網絡核心設備，就可以利用這種路由協議去發布assv6路由，而后市級城市和區域縣市同步啟用對應的IPv6協議線。與此同時，兩者還可以利用vlan這一種接口建立鄰居關系。不僅如此，區核心還可以將isis dis的優先級調到最大化，也就是127位。最后可以將其匯總，并配置對應的IPv6訪問控制列表。這樣一來，就可以有效禁止網絡用戶非法訪問網絡設備，同時還可以進一步實現城域網的相互連通，能將省市區三個不同的層級利用現階段相對成熟的IPv6協議實現互通和對接。

4.4 接入網及終端規劃

對于IPv6技術而言，它的最終技術作用會體現在終端用戶的應用上。如人們可以在ftth區域中積極啟用IPv6的協議功能，可以在hfc這個區域中，在利用cmts/c-docsis設備時，引入IPv6的基本功能，實現接入網和城域網的相互對接。這樣一來，可以利用一些相關設備完成dhcpv6的有效分配和流量終結，能使IPv6技術更具有層次性。根據一般情況來看，目前我國大多數用戶終端采用的都是能夠支持IPv6的家庭智能網關或者是非常普遍的家用路由器，然后再結合dhcpv6這種方式獲取IPv6的地址前綴，這就能夠將IPv6這種互聯網協議與端網絡有效連通。所以我國相關網絡技術部門根據接入網和終端的這一特性及規劃策略，對IPv6網絡技術進行了詳細規劃與設計。如人們可以先將接入網和區核心設備連接在一起，同步采用一樣的路由協議，之后再從學習區內詳細設計路由明細。而后接入網設備還可以對寬帶的前綴進行匯總發布，進一步減少上層學習的路由條目。除此之外，為了有效強化IPv6網絡技術，還需要加強對接入的配置和訪問控制，要有效禁止用戶非法訪問網絡設備，這樣才能使網絡技術更全面、更富有管理性。除此之外，用戶終端還可以積極啟用雙棧功能，因此路由器的wan口的就需要更改為dhcpv6/dhcppd/pppoev6方式。這能彌補IPv4的不足，能進一步推動現代網絡技術的發展。

5 結語

綜上所述，網絡科技改變了人們的生活方式和工作方式，同時也豐富了人們的娛樂方式。在大數據信息時代中，互聯網的應用范圍越來越廣，終端用戶也越來越多，這就造成了供需不對等的情況。因此為了進一步增強用戶的體驗感和使用感，使互聯網技術的效用能夠最大化發揮，國家就需要針對當前網絡技術進行重新規劃與設計。而在對網絡技術的應用中，IPv6技術是一切技術的核心奠基點，是網絡技術中的重要一環。只有立足于IPv6技術去發展優化網絡技術，并重視對IPv6技術的升級改造，才可以有效推動互聯網建設，才能助力經濟社會發展。所以我國相關部門便明確指出要利用現有的網絡訪問技術去提升IPv6技術工程的可行性，要進一步落實IPv6業務部署，就需要從IPv6的整體規劃出發，強化它的地址規劃和城域網規劃，并重視接入網和終端規劃。