校园网IPv4向IPv6平滑过渡技术的研究与实现毕业论文

1、校园网ipv4向ipv6平滑过渡技术的研究与实现毕业论文0录摘要.错误!未定义书签。abstract.错误!未定义书签。1.雜.11.1研宄背景.11.2研宂内容及主要工作.11.3论文的组织结构.24木章小结.2ipv6协议的分析与研究.32. 1 ipv4的不足之处.32.2ipv6的众多优点.42.3ipv6地址表示法.52.4ipv6地址分类.62.5三种主要过渡技术.82. 5. 1双协议栈技术.82. 5.2隧道技术.92.5.3 nat-h技术.101. 6木章小结.112.基于dynamips的ipv6试验.113. 1 dynamips模拟器介绍.113.2实现局域网内部的i

2、pv6主机联通实验.113.3实现隧道技术的试验.133.4实现静态nat-ft技术.185本章小结.21基于校园网的ipv6构架方案.214. 1实现校园网ipv6与ipv4共存.214.2本章小结.255结论与发展前景.26至娜吾.28辦嫌.291.绪论1.1研究背景从20世纪70年代开始，互联网技术就以超出人们想像的速度迅猛发展。然而， 随着基于ipv4协议的计算机网络特别是internet迅速发展，互联网在产生了巨大的 经济效益和社会效益的同时也暴露出其本身岡有的问题，如安伞性不高、路由表过度 膨胀，特别是ipv4地址的匾乏。随着互联网的进一步发展特别是未来电子、电器设 备和移动通信设

3、备对tp地址的巨人需求，ipv4的约42亿个地址空间是根本无法满 足要求的。有预测表明以目前internet的发展速度计算，所有ipv4地址将在2012年分配完毕。这也是推动下一代互联网协议ipv6研宄的主要动力。为了解决ipv4存在的问题，早在1995年，互联网工作组(1etf)就己经开始着手 开发下一代互联网技术。于是ipv6应运而出。在目前以ipv4为基础的网络技术如此成熟与成功的情况下，不可能马上抛开原 有ipv4网络来建ipv6网络。只能通过分步实施的方法来逐步过渡。因此，在今后相 当长的一段时间内，ipv6网络将和ipv4网络共存。如何以合理的代价逐步的将ipv4网络过渡到ipv6

4、,解决好ipv4与ipv6互相共存将是我们需要迫切考虑的。针对以 上问题，a前提出了三种主要的过渡技术:双协议栈(dualstack)、隧道技术(tunnel)、 地址协议转换(nat-pt)。当然，这些过渡技术都不是普遍适用的，每一种技术都是 适用于某种或几种特定的网络情况，在实际应用时需综合考虑各方面现实情况，然后 选择合适的转换机制进行设计和实施。1.2研究内容及主要工作本文研究的主要内容及主要工作包括以下几个方面：2.ipv6协议的分析研究3.利用dynamips模拟器实现ipv6主机的互联以及3种主要的ipv4/ipv6过渡 技术的实验。3）根据b前校园网络的建设布局以及将来的扩展需

5、求，尽量利用现冇网络设备, 提出以一种兼容ipv4和ipv6的组网方案。1.3论文的组织结构1绪论。介绍研宄背景、研宄内容和论文的组织安排等。2ipv6协议的分析与研究。介绍ipv4协议的不足之处、tpv6协议的众多优点、ipv6地址表示法、ipv6地址分类、三种目前主要应用的过渡技术。3利用dynamips模拟器模拟实现ipv6主机的互联以及三种过渡技术的实验， 验证了ipv4向ipv6平滑过渡的可能性。4以r前常见校园网的拓朴为例，综合各种技术，详细讨论了增加ipv6网络的 可能性，并设计了ipv6网络的构架方案。5结论与发展前景。总结了实验情况，指出存在的不足，展望ipv6技术的发展6前

6、景。分析下一步的实验方向。1.4本章小结本章主要介绍了论文的研究背景，研究内容和主要工作以及本论文的组织结构。2. ipv6协议的分析与研究2.1 ipv4的不足之处ipv4的不足主要体现在以下几个方面1:(1)地址空间的不足在internet发展的初期，人们认为网络地址是不可能分配完的，这就导致了对 于网络地址分配时的随意性，其结果就是ip地址的利用率较低。由于组织的存在，tp地址不是一个接一个的分配的，而且由于缺乏经验的地址分类的做法，造成了大 量的地址浪费。分配的过程是按时间顺序进行的，刚开始的时候一个学校可以拥有一个a类网 络，而后来一个国家可能只能拥有一个c类网络。a类网络的数目并不

7、多，因此问题 的焦点就集屮在b类和c类网络地址上，a类的网络太大，而c类的网络太小，因为 后来的几乎所有的申请者都愿意申请一个b类网络，一个b类网络可以拥有65534个主机地址，而往往实际上根木用不了这么多的地址，由于这样的低效率的分配方法， 导致了b类地址消耗得特别快。这样就导致了对现有的ip地址的分配速率很快，导 致了1p地址即将被分配完的局面。(2)对现有路由技术的支持不够由于历史的原因，今天的tp地址空间的拓扑结构都只有两层或者三层，这在路由选择上来看是非常糟糕的。各级路由器中路由表的数目过度增长，最终的结果是使 路由器不堪重负，internet的路由选择机制因此而崩溃。当前，inte

8、rnet发展的瓶颈己经不再是物理线路的速率，atm技术，百兆/千兆 以太网技术的出现使得物理线路的表现有了显著的改善，现在路由器的处理速度成为 阻碍nternet发展的主要因素。而ipv4天生设计上的缺陷更大大加重了路由器的负 担。首先，ipv4的分组报头的长度是不固定的，这样不利于在路由器中直接利用硬 件来实现分组中路由信息的提取、分析和选择。其次，0前的路由选择机制仍然不够灵活，对每个分组都进行同样过程的路由选 择，没有充分利用分组间的相关性。再次，由于ipv4设计时未能完全遵循端到端通信的原则，加上当时物理线路的 误码率比较高，使得路由器还要具备以下两个功能：1.根据线路的mtu来分段和

9、重组过大的ip分组2.逐段进行数据校验这样同样会造成路由器处理速度降低。3.无法提供多样的 qos随着internet的成功和发展，商家们己经把更多的关注投向了internet,他们 意识到这其屮蕴含着巨大的商机， 今天乃至将来， 有很多的业务应用都希望在互联网 上进行。在这些业务中包括对时间和带宽要求很高的实吋多媒体业务如语音、图像等， 包括对安全性要求很高的电子商务业以及发展越来越迅猛的移动ip业务等。这些业 务对网络qos的要求各不和同。但是，ipv4的设计时没有引入qos这样的概念，在 设计上的不足使得它很难相应地提供丰富的、灵活的qos选项。虽然人们提出丫一系列的技术例如：nat、c

10、idr、vlsm、rsvp等来缓解这些问题， 但这些方法都只是权宜之计，解决不了因地址不多及地址结构不合理而导致的地址短 缺的根木问题。最终ipv6 g运而生。2.22.2 ipv6ipv6的众多优点ipv6的优点主要有以下几点2:窻+ 巨大的地址空间。ipv6拥有2128位的地址空间，大到你永远也用不完。窻+ 灵活的首部地址。ipv6使用固定的伍头，更利于路由器的工作。窻+ 层次化的编址。ipv6采用层次化的编址，能方面路由汇聚，减少路由表的条目。窻+ 支持资源预留。ipv6支持一种机制，允许对网络资源的预分配，它以此取代了ipv4的服务类型说明。更具体些就是这些新的机制支持实吋现象等应用，

11、这些应 用要求保证一定的带宽和时延。窻+ 即插即用和重编址。ipv6支持无状态的dhcp和无缝的重编制机制，更有利于网络的组建勾管理。2.32.3 ipv6ipv6地址表示法ipv6地址长度是128位，理论上，ipv6地址一共有2128个，ipv6使用冒号将其 分割成8个16比特的数组，每个数组表示成4位十六进制数。一般有四种文本表示 形式l3:1首选的格式把128比特划分成8段，每段为16 比特用十六进制表示，并使用冒号等间距分 隔。例如：food:4598:7304:3210:fedc:ba98:7654:32102压缩格式在某些ipv6的地址形式中，很可能地址包含了长串的“0”。为书写方

12、便，可以 允许“0”压缩，即一连串的0可用一对冒号来取代。例如，以下地址：1080:0:0:0:8:8000:200c:417a可以表示为：1080:8:8000:200c:417ao但要注意， 为了避免出现地址表示的不清晰， 一对冒号(： ： )在一个地址中只能出 现一次。3内嵌ipv4的ipv6地址当涉及ipv4和ipv6的混合环境时,有时使用地址表示形式:x: x: x: x: x: d. d. d. d,这里六个“x分别代表地址屮的16bit，用十六进制表示，四个“d分别代表地 址中的8比特，用十进制表示。例如：0:0:0:0:0:0:218.129.100.10，或者以压缩形式表示：

13、:218. 129. 100. 104“地址/前缀长度”表示法表示形式是:ipv6地址/前缀长度:其中“前缀长度”是一个十进制数，表示该地 址的前多少位是地址前缀。 例如：f00d:4598:7304:3210:fedc:ba98:7654:3210,其地 址前缀是64位，就可以表示为：food:4598:7304 3210 fedc:ba98:7654:3210/64。2.42.4 ipv6ipv6地址分类ipv6地址是独立接1_1的标识符，所有的ipv6地址都被分配到接ui,而非节点。rfe2373中定义了三种ipv6地址类型:单播地址(unicast)、多播地址(multicast)、任

14、播地址(anycast)1。(1)单播地址(unicast)单播地址是点对点通信时使用的地址，此地址仅标识一个接口，网络负责把对单 播地址发送的数据报送到该接u上。单播地址有以下)l种形式:全球单播地址(globallnicastaddress)未指定地 址(unspecifiedaddress)、环回地址(loopbackaddress)等。一般的全球单播地址的格式如表1所示。其屮：表1全球单播地址的格式128-x-y 位?未?厫?厫?52644?3062?fe23?管?f2373? te?义?球路由前缀(global routing prefix):典型的分层结构，根据rtp和tsp来组织

15、，用来分配给站点(site)站点是子网/链路的集合。?未?厫?厫?52644?3062?fe23?管?f2373? te?义?网id(subnetld):站点内子网的标识符，由站点的管理员分层地构建。?未?厫?厫?52644?3062?fe23?管?f2373? te?义?口id(interfaceld):用来标识链路上的接口。在同一子网内是唯一的。除丫000幵头的单播地址以外，所有的全球单播地址都要有64位长度的接门id，即x+y=64o未指定地址(unspeeified address)被定义为0:0:0:0:0:0:0:0。该地址不能 分配给任何节点。环回地址(loopback addr

16、ess)被定义0:0:0:0:0:0:0:1。环回地址就相当与接 门本身。该地址不分配给任何物理接门。(2)多播地址全球路由前缀子网 id接口 id多播地址标识一组接口(一般属于不同节点)。当数据报的目的地址是多播地址 时，网络尽量将其发送到该组的所有接口上。信源利用多播功能只须生成一次报文即 可将其分发给多个接收者。多播地址以11111111即ff开头。多播地址格式如表2表2多播地址格式11111111标识字段范围字段识字段，4位，0 前只使用了最后一位;0表示internet地址分配机构指定 的己知的多播地址，1表示临时使用的多播地址。该字段的前3位保留，必须被初始 化为0。围字段，4位，

17、用于指示多播组是只包含同一本地网络、同一站点、同一机 构屮的节点，还是全球地址空间内的任何节点。0保留shape 3一接口本地范围(interfaee localscope)shape 3链路本地范围(link localscope)3保留1一管理本地范围(admin localscope)2一站点本地范围(site一local scope)s一机构木地范围(organization localscope)14一全球范围(globalscope)15保留(3)任播地址(any east)任播地址标识一组接u，它与多播的区别在于发送数据报的方法。向任播地址发 送的数据报并未被分发给组内的所有成员

18、，而是发往该地址标识的“最近的”那个接 。任播地址从单播地址空间中分配，使用单播地址的任何格式。因而，从语法上， 任播地址与单播地址没有区别。当一个单播地址被分配给多于一个的接口时，就将其 转化为任播地址。被分配具奋任播地址的节点必须得到明确的配置，从而知道它是一 个任播地址。4 位112位所示。其中:8 位4 位2.5三种主要过渡技术过渡技术重点解决如何在ipv4网络环境里实现与ipv6网络的互操作及平滑过 渡问题，目前基本过渡技术中成熟的技术包括双协议桟技术、隧道技术和nat-pt技术57。2.5.1双协议栈技术双协议栈是指在单个节点同时支持ipv4和ipv6两种协议栈。由于ipv6和ip

19、v4是功能相近的网络层协议，两者都基于相同的物理平台，而ii加载于其上的传输层协 议tcp和udp也没有区别，所以可以在一台主机上同时支持ipv4协议和ipv6协议。双协议栈技术的工作原理是:一台主机同时支持ipv6和ipv4两种协议，该主机既能 与支持ipv4协议的主机通信，又能与支持ipv6协议的主机通信。双协议栈是其它ipv4/ipv6互通技术的棊础。它有3种工作模式：1.只运行ipv6协议，此时表现为ipv6节点；2.只运行ipv4协议，此时表现为ipv4节点；3.同时打开ipv6和ipv4协议。双协议栈主机的协议坊构见表3:表3双协议栈主机的协议结构双协议主机在通信时首先通过支持双协

20、议的dns服务器查询与目的主机名对应 的1p地址，然后根据指定的ipv6或ipv4地址开始通信。双协议栈通信方式如图1所示。ipv4/ipv6dnsipv4/ipv6dns服务器ipv4ipv4主机i i pv4/pv4/ ipip v6v6双协议主机i i pv6pv6主机图1双协议栈通信方式2.5.22.5.2隧道技术隧道技术是将ipv6的报文分组封装到ipv4的分组中，分组的源地址和目的地址 分别是隧道入口和出口的ipv4地址。随着ipv6网络的发展，将会出现许多局部的ipv6网络，但是这些ipv6网络被 运行ipv4协议主干网络所分隔开来。ipv6网络就象是处于ipv4”海洋”屮的“孤

21、 岛”，为了使这些“ipv6孤岛”可以互通，必须使用隧道技术。此技术要求隧道两 端的节点（路由器）都支持ipv4/ipv6两种协议，其通信方式如图2所示。在隧道的入口处，路由器将ipv6的数据报封装入ipv4中，ipv4数据报的源地 址和目的地址分别是隧道入口和出口的ipv4地址。在隧道的出口处再将ipv6数据报 取出转发给目的站点。 隧道技术只要求在隧道的入门和出口处进行修改， 对其他部分 没冇要求，因而很容易实现。但是隧道技术不能实现ipv4主机和ipv6主机的直接通 信。ipv6ipv6 单协议网络一 ipv6ipv6 孤岛 ipv6ipv6險道i i ipv6ipv6 单协议网络一 i

22、pv6ipv6 孤岛图2隧道技术通信方式2.5.32.5.3 nat-ptnat-pt技木nat pt技术是通过与s1it协议转换和传统的ipv4下的动态地址翻译及应用层 网关相结合，实现只安装ipv6的机器和只安装ipv4机器的通信。nat-pt是最常用 的协议转换技术，它通过sttt协议转换技术和ipv4网络中的动态地址翻译（nat）技 术适当地与应用层网关（alg）相结合， 实现了ipv6主机和纯ipv4主机的大部分应用 的和互通信。nat-pt协议技术下的ipv4/ipv6互通模型如图3所示。nat-pt通过ipv4和ipv6数据报之间报头和语义的翻译为ipv6节点与ipv4节 点之间

23、的通信提供透明的路由。它采用传统的ipv4下的nat技术来分配ipv4地址，这样就可以用很少的ipv4地址构成自己的ipv4地址分配池，可以给大量的需要进行 地址转换的应用使用协议转换技术服务。nat-pt可以分为静态和动态模式。静态nat-pt:静态模式提供一对一的ipv6地址和ipv4地址的映射。ipv6单协议 网络域内的节点要访问ipv4单协议网络域内的每一个ipv4地址都必须在nat-pt设 备屮配置。每一个目的ipv4在nat-pt设备屮被映射成一个具有预定义nat-pt前缀 的tpv6地址。在这种模式下，每一个ipv6映射到ipv4地址需要一个源ipv4地址。动态nat-fl动态模

24、式也提供一对一的映射，但是使用应该ipv4地址池。池中 的源ipv4地址数量决定了并发的ipv6到ipv4转换的最大数目。在ipv6网络中ipv6单协议网络节点动态的把预定义的nat-pt前缀增加到目的ipv4地址。这种模式需要 一个ipv4地址池来执行动态的地址转换。nat-pt dns alg:动态nat-pt映射可以和dns alg联合使用来转换dns传输，以 自动建立目的节点的转换地址。nat-ft可以截取由ipv6网络发往ipv4网络的dns请求（a记录查询）。ipv6网络内的dns服务器必须通过nat-pt设备首先向ipv4的dns服务器发送dns查询，随后nat-pt自动的把dn

25、s响应（a记录）内容转换为一个ipv6地址（a6记泶），外部ipv4地址和有nat-pt前缀的ipv6地址伺的nat-pt映射 被动态的配置。然后，ipv6单协议网络节点就可以从nat-pt设备获得一个可以到达ipv4目的的ipv6地址。图3 nat-pt技术通信方式1.6 本章小结本章主要介绍ipv4协议的不足之处、ipv6协议的众多优点、ipv6地址表示法、ipv6地址分类、以及三种 0前主要应用的过渡技术，为下面的试验打下基础。3.基于 dynamips 的 ipv6 试验3. 1 dynamips模拟器介绍dynamips是一款基于硬件模拟的思科路由模拟器，不像很早以前的boson,通

26、 过软件来模拟命令。dymaips通过加载真实的cisco 10s，实骑效果和真实的环境几 乎一样。通过对dynamips的熟练使用，可以方便的对路由实验进行练习，也可以对 工程进行测试。dynamips和boson netsipv6的区别在于：boson是模拟岀ios的命令行，而dynamips是模拟出路由器的硬件环境，然后在这个环境中直接运行cisco的i0s。换 句话讲，dynamips模拟出的是真实的路由器。dynamips几乎可以完成所有的路由试 验。3.2实现局域网内部的ipv6主机联通实验在ipv6局域网中，ipv6主机之间的互通。这是最简单的情况。在该试验中用两 台7200路由

27、器模拟pc, 10s版本为13.2 (20)。注意，只有12. 2t8(15)以上的i0s版本才支持ipv6。实验拓扑图如图48pcipc2图4 ipv6主机联通试验拓扑图在r1上的配置如下：pci (config)#int f0/0pci (config-if)#ipv6 add 2000:1/64pci(config-if)#no shut在r2上的配置如下pc2 (config)#int f0/0pc2(config-if)#ipv add 2000:2/64pc2(config-if)#no shut检验实验结果：在pci上ping pc2pcl#ping 2000:2type esc

28、ape sequence to abort.sending 5, 100-byte icmp echos to 2000:2, tipv6eout is 2 seconds:success rate is 100 percent (5/5), round-trip min/avg/max = 4/16/32 ms在pc2上ping pcipc2#ping 2000:1type escape sequence to abort.sending 5, 100byte tcmp echos to 2000:1, ttpv6eout is 2 seconds:success rate is 100 p

29、ercent (5/5), round-trip min/avg/max = 4/8/12 ms3.3实现隧道技术的试验对于在现冇的tpv4基础设施中配置ipv6,隧道机制提供了一种基本方法，使包 括ipv6主机、服务器、路由器在内的ipv6网络孤岛，使用ipv4网络作为传输层以 到达其它的ipv6网络孤岛。这种情况是比较典型的ipv6孤岛间的通信，采用隧道技 术，可以充分利用现有的ipv4网络条件，实现分割的ipv6网络孤岛间的通信。然后 将小的ipv6网络孤岛合并成大的ipv6网络，伴随技术设备的更换，最终实现大型的 纯ipv6网络191。配置隧道的试验环境是由两台cisco7200路由器

30、（i0s版木13. 2）组成，试验拓 扑图如图5所示图5配置隧道拓扑图r1配置如下：r1rlenarlttconf tr1(config)#int f0/0r1 (config-if)#ip add 192.168.0.1 255.255.255.02001：1loonback 0192.168.0. 1192.168.0. 2r1r22002：2loorback 0r1(config-if)#no shutr1(config-if)sexitr1 (config)#int tunnel 0r1(config-if)#ipv6 address 2000:1/64r1 (config-if)#t

31、unnel source 192.168.0.1r1 (config-if)#tunnel destination 192.168.0.2r1(config-if)#tunnel mode ipv6ipr1(config-if)#exitr1 (config)#int loopback 0r1(config-if)#ipv6 add 2001:1/64r1(configif)#exitr1 (config)#ipv6 unicast-routingr1(config)#ipv6 route 2002:/64 tunnel 0r2配置如下:r2r2enar2#conf tr2 (config)#

32、int f0/0r2(config-if)#ip add 192.168.0.2 255. 255. 255. 0r2(config-if)#no shutr2(config-if)sexitk2(config)#int tunnel 1r2(config-if)#ipv6 address 2000:2/64r2 (config-if)#tunnel source 192.168.0.2r2(config-if)#tunnel destination 192.168.0.1r2(config-if)#tunnel mode ipv6ipr2(config-if)#exitr2(config)#

33、int loopback 0r2(config-if)#ipv6 add 2002:2/64r2(config-if)sexitr2(config)#ipv6 unicast-routingr2(config)#ipv6 route 2001:/64 tunnel 1检验实验结果：在r1上ping 2002:2结果如下:rwping 2002: :2type escape sequence to abort.sending 5, 100-byte icmp echos to 2002:2, tipv6eout is 2 seconds:! ! ! ! !success rate is 100

34、percent (5/5), round-trip min/avg/max = 16/36/80 ms在r2 ping 2001: 1结果如下：router#pingtype escape sequence to abort.sending 5, 100-bytc icmp echos to 2001:1, tipv6cout is 2 seconds:配置隧道的配置简单，但它必须在每个路由器上都要配置隧道的a的地址，而且 每两个路由器之间都要起一个隧道，类似点到点线路。配置过于繁琐，所以只适用于 小型网络。6to4隧道的配罝与配罝隧道不同，6to4隧道不需要配罝隧道目的地址， 目的地 址由i

35、pv6地址转化而来。例如隧道对端的ipv4为192. 168. 0. 2则目的ipv6地址只success rate is 100 percent (5/5)二4/16/32 msround-trip min/avg/max能为2002:c0a8:2:/48这个前缀的地址， 其中前缀2002为ietf制定，c0a8:2就是192. 168. 0.2的16进制值。隧道配置简单，但它也有自身的局限性。因为它的 隧道对端地址由ipv6转化而来，所以只能是2002前缀的地址。6to4隧道试验拓扑阁如阁6:图6 6to4隧道试验拓扑图r1配置如下：r1rlenarl#conf tr1 (config)#

36、int f0/0rl(config-if)#ip add 192. 168. 0. 1 255. 255. 255. 0r1(config-if)#no shut r1(config-if)sexit r1 (config)#intloopback 0rlconfig)#ipv add 2002:c0a8:1:1r1(config)#int tunnel 0r1(config-if)#tunnel source 192. 168. 0. 1 r1 (config-if)#ipvunnumbered loopback 0 r1 (configif)#tunncl mode ipv6ip 6to4

37、r1 (configif)#exi tr1 (config)#ipv6 unicast-routingr1 (config)#ipv6 route 2002:/16 tunnel 0r2配置如下:r22oo2： coa8： 2：2oo2：coa8：l：1loopback 019160fo/0loorback 0fo/0r2enar2#conf tr2 (config)#int f0/0r2(config-if)#ip add 192.168.0.2 255. 255. 255. 0r2(config-if)#no shutr2(config-if)sexitr2 (config)#int lo

38、opback 0r2(config)#ipv add 2002:c0a8:2:2r2(config)#int tunnel 0r2(config-if)#tunnel source 192. 168. 0. 2r2(config-if)#ipv unnumbered loopback 0r2(configif)#tunncl mode ipv6ip 6to4r2(config-if)#exi tr2(config)#ipv6 unicast-routingr2(config)#ipv6 route 2002:/16 tunnel 0检验实验结果：在r1上ping 2002:c0a8:2:2结果

39、如下：rl#ping 2002:c0a8:2:2type escape sequence to abort.sending 5, 100-bytc icmp echos to 2002:c0a8:2:2, tipv6cout is 2 seconds:success rate is 100 percent (5/5), round-trip min/avg/max = 16/36/80 ms在r2 ping 2002:c0a8:1: 1结果如下:router#ping 2002:c0a8:1:1type escape sequence to abort.sending 5， 100-byte

40、icmp echos to 2002:c0a8:1:1， tipv6eout is 2 seconds:success rate is 100 percent (5/5)， round-trip min/avg/max = 4/16/32 ms3.4实现静态nat-pt技术在该试验中用两台 7200 路由器模拟 pc,另外一台 7200 用作 nat-pt设备， tos版本都为 13.2 (20)。实验拓扑图如图 7ipv4主机nat-ptipv6主机图7静态nat-pt试验拓扑图在 ipv4主机上进行如下配置：v4(config)#int s0/0v4(config-if)#ip add 1

41、92.168.0.2 255.255.255.0 v4 (config-if)#no shut v4(configi f)#exi tv4(config)#ip route 0. 0. 0. 0 0. 0. 0. 0 192. 168. 0. 1在ipv6主机上进行如下配置：v6(config)#int s0/0v6(config-if)#ip add 2000:2/64v6(config-if)#no shutv6(configi f)#exi tv6(config)#ip route :/0 2000:1 v6(config)#ipv6 unicast-routing在nat-pt设备上进

42、行如下配置：nat (config)#int sl/0nat(config-if)#ipv6 add 2000:1/64nat(config-if)#no shutnat (config-if)#ipv6 natnat (config-if)#cxitnat (config) #int sl/1nat (config-if) #ip add 192. 168.0. 1 255. 255. 255. 0 nat (config-if) #no shut nat(config-if)#ipv6 nat nat (config-if)#cxitnat (conf ig)#ipv6 nat v4v6

43、source 192.168.0.2 2001: 1 nat (config)#ipv6 nat v6v4 source 2000:2192. 168. 1. 1 nat (config)#ipv6 nat prefix 2001:/96nat (config)#ipv6 unicast-routing检验试验结果：在v4上ping 192. 168. 1. 1v4#ping 192. 168. 1. 1type escape sequence to abort.sending 5, 100byte tcmp echos to 192.168.1.1, timeout issuccess ra

44、te is 100 percent (5/5), round-trip min/avg/max = 40/47/52 ms2 seconds:v6#ping 2001:1type escape sequence to abort.sending 5， 100-byte icmp echos to 2001:1， timeout is 2 seconds:success rate is 100 percent (5/5)， round-trip min/avg/max = 12/44/64 ms在nat-pt设备上运行debug ipv6 nat进行调试，然后在v6上ping 2001: 1,观

45、察nat-pt设备显示，效果如下：*may 25 16:03:38.479: ipv6(2001 :1) - (192. 168.0.2)nat:icmp src(2000:2)-(192. 168. 1. 1)，dst*may 25 16:03:38.511: ipv6(192. 168. 1. 1) - (2000: 2)nat:icmp src(192. 168.0.2)- (2001:1),dst*may 25 16:03:38.539: ipv6(2001 :1) - (192.168.0.2)nat:icmp src(2000:2)-(192. 168. 1. 1)，dst*may

46、 25 16:03:38. 571: ipv6(192. 168. 1. 1) - (2000: 2)nat:icmp src(192. 168.0.2)- (2001:1),dst本may 25 16:03:38.587: ipv6(2001 :1) - (192.168.0.2)nat:icmp src(2000:2)-(192. 168. 1. 1)，dst*may 25 16:03:38.603: ipv6(192. 168. 1. 1) - (2000: 2)nat:icmp src(192. 168.0.2)- (2001:1),dst*may 25 16:03:38.607: i

47、pv6(2001 :1) - (192. 168. 0. 2)nat:icmp src(2000:2)-(192. 168. 1. 1), dst*may 25 16:03:38.623: ipv6(192. 168. 1. 1)-(2000: 2)nat:icmp src(192. 168.0.2)- (2001:1),dst*may 25 16:03:38. 639: ipv6(2001 :1) - (192. 168.0.2)nat:icmp src(2000:2)-(192. 168. 1. 1), dst本may 25 16:03:38.643: ipv6(192. 168. 1.

48、1) - (2000: 2)nat:icmp src(192. 168. 0. 2) - (2001:1),dst在nat-pt设备上运行show ipv6 nat translations查看nat-pt的翻译表，结果如下：prot ipv4 sourceipv4 destination192. 168. 0. 2192. 168. 1. 1192. 168. 0. 2192. 168. 1. 12.5 本章小结本章首先介绍丫dynamips模拟器，然后用dynamips实现丫三种过渡技术的试验， 为下章校园网ipv4与ipv6共存方案提供技术支持。4.基于校园网的ipv6构架方案4.14.

49、1实现校园网ipv6ipv6与ipv4ipv4共存组建1pv4/1pv6校园网其实是在学校己经比较成熟的ipv4网络基础之上组建新 的ipv6网络， 根据不同时期的应用需求逐步对ipv6网络进行针对性改造让其适应口 益增长的ipv6应用要求。 目前， 从ipv6在校园网内的发展规律来看，ipv6数据量 增长是一个渐进的过程，而现在的网络设备大部分都是基于ipv4的，不可能将它在 短时间内都过渡到基于ipv6的设备。因此校园网中应用ipv6也是一个渐进的过程， 1pv4/1pv6 将长期共存。目前，我校校园网网络拓扑结构阁如阁8所示。ipv6 sourceipv6 destination2001

50、:12000:22001:12000:22006年中国教育科研网2 (cernet2)开通，cernet2是中国教育科研网专门针对ipv6技术的发展建设的实验型网络。现在已经在全国许多高校开通。我校如要进行ipv6的过渡，则也应该连接到cernet2。为了实现逐步过渡的目标， 首先就是在校园网内部架设实验于实用相结合的内部ipv6网络，即能从实际上解决学校ip地址短缺的问题，又能为使用ipv6技术积累 经验。经过调査研究，发现我校校园网设备对ipv6支持情况如下表4:表4校园网设备对ipv6支持情况设备种类设备型号对ipv6的支持情况核心层交换机神州数码dcrs-7616需增加np模块汇聚层交

51、换机祌州数码dcrs-7515支持接入层交换机神州数码 dcrs-5512g不支持接入层交换机神州数码 dcs-3950s不支持接入层交换机神州数码 dcs-3926s不支持从上表可以看出，我校校园网除接入层交换机外，其他都可以直接支持或通过升 级支持ipv6。 这样就可以在不改变校园网网络拓朴， 不增加设备的情况下， 实现ipv4和ipv6的共存，并实现层次化的ipv6网络。经研宄，对校园网改造可采取如下方案：? ?次但?52206?40180?6?1试验楼改造为ipv6网络。? ?次但?52206?40180?6?连接1实验楼的核心交换机增加一个np模块，设置为双栈交换机。? ?次但?52

52、206?40180?6?讲解1实验楼的汇聚交换机设置位双栈交换机? ?次但?52206?40180?6?路由器设备为双栈路由器，并连接到cernet2。校园网其他设备不做改动。改造后的校园网拓扑图如图9改造后的校园网通信情况可分为以下几种情况：园网内部ipv4主机之间通信。对于校园网内部ipv4主机之间通信，通过ipv4协议栈。与改造前无任何区别。园网内部ipv6主机之间通信。对于校园网内部ipv6主机之间通信，通过ipv6协议栈。只需要在汇聚层和核心层交换机上开启双栈。园网内部ipv4与ipv6主机之间通信。对于校园网内部ipv4与ipv6主机之间通信，可在汇聚层交换机上运用nat-pt技术

53、 实现双向转化。园网内部ipv6主机与外部ipv6之间通信。对于直接相连的ipv6网络直接通过ipv6协议栈通信，非直接相连的ipv6孤岛，可 在边界路由器上开启6to4隧道，通过6to4隧道进行通信。园网内部ipv6主机与外部ipv4之间通信对于校园网内部ipv6主机与外部ipv4之间通信，可在边界路由器上运行nat-pt进 行转换。实现与外界ipv4网络通信。通过以上一系列工作， 可基木实现在将新增的ipv6网络平滑的融入到ipv4网络 当中。然后，随着时间的推移，ipv6技术的成熟，ipv6应用增多，可逐步将ipv4节点升级到ipv6节点，加大ipv6节点的覆盖面。最后，将校园网全面过渡

54、到纯 ipv6网络。厂1s务务s s图8纯ipv4的校园网骨干网拓扑图ipv6局域网图9 ipv6与ipv4共存的校园网骨干网拓扑图4. 2本章小结在本章，根据校园网的实际情况，提出了建设加入ipv6网络的方案。根据具体情况，综合的运用各种过渡技术，实现ipv4网络和ipv6网络的共存。5结论与发展前景根据在校园网内增加ipv6网络的常见情况，搭建实验环境分别实验了ipv6网络内，ipv6主机之间的通信、nat-pt协议转换技术、隧道技术和双协议栈技术三种ipv4/ipv6过渡技术的实现。经过实验，得出结论:利用现有的设备，采用合适的方 法，根据具体情况，是可以实现在一个普通的校园网内增设ipv6网络的，通过上述 三种过渡技术，可以在校园网内实现ipv4和ipv6网络的互联互通，从而在今后一段 时间内，实现从ipv4向ipv6的平滑过渡。由于实验条件和木身技术水平的限制，还不能真正完成一个将ipv6网络接入ipv4网络的大型实验项目，对于真正实施中可能遇到的问题准备不足。从ipv4网络 向ipv6网络过渡过程中将会遇到的诸多情况，在小型的实验中是无法发现的。所以 在条件许可的情况下，应该更多的在真正的校园网n尝试架设ipv6网络，从而在遇 到的问题的时候找到解决办法。对于ipv6,其应用前景很是广泛，主要