校园网中ipv6的应用及其设计实现毕业设计

校园网中ipv6的应用及其设计实现关键词：ipv6；校园网；应用；设计摘要：校园网是高校师生进行信息沟通和交流的重要渠道，而高校的技术优势也让ipv6在校园网中的试点成为了可能。论文首先对ipv4和ipv6进行了简要介绍，并对ipv6在校园网中应用和设计的有关情况进行了分析和探讨。一、 引言自从诞生那天开始，internet技术就以一个非常迅猛的速度快速发展着，尤其是在www服务得到高度普及之后，网络节点的数量更是以几何级数增长。由于当前互联网所采用的是tcp/ip协议，因此，ip地址对于通信的顺利完成就起到一个非常重要的作用。随着近年来互联网的高速发展，ipv4地址资源已经呈现出即将枯竭的趋势，为了解决这一问题，ietf专家组在经过了大量的研究和分析后，设计出了ipv6,即新一代的核心通信协议。由于在地址空间的设计上采用的是128位的长度，因此ipv6有效的解决了ipv4地址匮乏的问题，加之在网管、路由、协议、安全等方面ipv6均以形成了较为完善的标准，因此它取代ipv4的地位已经成为了必然。二、 ipv4、6的三种过渡技术（一） 双协议栈所谓双协议栈，就是指网络中的某一个节点同时支持ipv4、6两种协议，之所以能够达到这一效果，主要是因为ipv4、6是两种功能相近、基于相同物理平台的协议，并且其上所加载的tcp、udp协议并没有任何区别，因此，支持双协议栈的节点能够同时对ipv4或ipv6的分组进行接收、处理和发送。双协议栈的协议结构如图1所示。图1双协议栈结构图由图1我们可以看出，双协议栈是将某一台服务器作为主机，该主机同时支持ipv4、ipv6两种协议，能够单纯的与ipv4或ipv6主机进行通信，也就是说，它的工作方式有三种：1.只作为ipv4的通信节点。2.只作为ipv6的通信节点。3.同时进行两种协议，成为双栈节点。在处理过渡问题的方法中，双栈协议无疑是最为简单和广泛的一种，由于该方法的实现相对容易，因此是目前解决ipv4和ipv6兼容的最直接手段。但是该方法需要为相应的节点配置ipv4地址，［本文来自论文之家:转载请保留此标记］所以并不能够解决ipv4地址短缺的问题。（二） 隧道这里所说的“隧道”，指的是将某一种协议的报头封装在另一种协议的报头当中，这样，该协议就能够通过另一种协议的封装来完成通信。而ipv6隧道，就是指将ipv6的数据包封装在ipv4的数据包当中，在完成传输后，再在隧道的另一端完成封装的解除。想要完成此项操作，封装和解封装的节点就必须要同时具有ipv4、6的双协议栈功能。通过隧道技术，能够在只对出入口进行修改的情况下完成ipv4和piv6的通信，且没有其它需求，因此非常容易实现。（三） 网络地址转换网络地址转换也属于协议栈转换技术的一种，它的主要作用就是解决ipv4和ipv6之间的互通问题。该技术在进行ipv4和ipv6的地址转换的同时，也在ipv4和ipv6分组之间进行报头、语义的翻译。网络地址转换不需要对节点进行软硬件修改，但是需要在ipv4和ipv6通信时，通过对服务器网络层的协议头进行转换。由于网络地址转换在进行ipv4地址分配的时候，采用的是传统的技术，因此可以通过少量的ipv4地址来形成自己的地址分配池，让大规模服务成为了可能。也正是因为这一特点，网络地址转换技术在ipv4环境下得到了非常广泛的应用。三、 ipv6在校园应用的可行性分析高校校园网大多是在ipv4的基础上建立的，从长远的发展来看，随着节点数和信息总量的不断增加，ipv4将会越来越力不从心，不利于网络功能的充分发挥，而具有较高的实用性、易扩展升级性、可靠性和安全性的ipv6无疑将成为下一代校园网络的核心。通过网络的迁移，下一代基于ipv6的校园网将会提供更为强大的数据交换、多媒体应用和无线上网服务，使校园网变得更加畅通无阻，从而更好的为高校师生服务。四、 ipv6在校园网的实现高校所拥有的技术优势使得ipv6在校园网中的实现变得更加方便，因此，在校园网内解决ipv6的过渡问题，无疑将会为该技术的进一步普及奠定一个良好的技术基础。现结合某高校实例，对ipv4到ipv6的过渡设计方案进行分析和讨论。（一） 方案设计的总体原则由于该校所使用的是ipv4骨干网，因此在设计之初，所采取的是试点性建设的方案。首先，选择校内邮件、bbs服务器作为双协议栈服务器，并在双栈服务端增设纯ipv6节点，不过，由于双协议栈自身的特点限制，如果单纯采用此种方法，那么就需要进行大规模的设备更换才能完成网络中、低端的升级，因此，在未来的发展过程中，还可以根据实际情况将隧道技术与双协议栈相结合，从而形成一个能够进行大范围部署的迁移方案。根据该校网络的linux系统环境、新校区网络初步建设、整个网络由多个子校区形成的特点，笔者总结了如下基于双协议栈的迁移总体原则：1.在迁移之初，可先对ipv4骨干网进行升级，使其能够支持双协议栈，并通过隧道技术提供ipv6的接入服务，以降低初期投资。2.在迁移中期，可以将双栈技术扩展到骨干层和汇聚层，并扩大试验规模，与此同时，接入层网络仍然按照之前的隧道方式进行ipv6接入。3.在迁移后期，可以对接入层网络进行升级，在进一步增加ipv6用户的同时提升服务质量，逐渐完成ipv4技术的退出，实现网络的整体升级。（二） ipv4/ipv6网络服务体系设计在过渡过程中，工作的重点就是要在双协议栈的基础上将各类过渡技术综合到一起，对网络结构进行进一步的优化。根据这一要求，笔者对校园网建设初期的过渡方案设计进行了如下规划：1.逐渐完成部分ipv4服务器的升级，使其成为双协议栈节点服务器，为ipv6网络的试运行打下基础。2.利用网络地址转换技术实现ipv6和ipv4客户端的互通，利用隧道技术实现跨ipv4网络的ipv6互通。3.通过隧道技术，将本地ipv6网络接入上级ipv6网络，并由中心交换机所连接的多个服务器提供各项接入服务。（三） 网络测试在完成ipv6/ipv4双协议栈服务器的组建后，就要对其进行相应的测试，从而让用户体验到不一样的示范效应。笔者认为，以下几项测试能够产生较好的示范效果：1.移动办公。高校的学生和教师目前对于移动办公和学习的要求日益强烈，而ipv4的无线网络接入相对更加繁琐。而ipv6的无线接入是作为一个必须的协议内嵌的，所以在移动ip的实现方面，ipv6无疑具有更高的优势。2.视频点播和监控。目前，高校师生的电脑拥有率相对较高，电脑知识也非常丰富，虽然ipv4已经拥有了相对成熟的视频点播和监控的应用，但是也可以让他们体验一下ipv6网络所带来的不同感受。3.个人主页。当前，很多师生都有建立个人主页的愿望和需求，但是ipv4网络所带来的资金压力则使它们无法实现这一目标。因此，可以将用户的这种需求引导至ipv6上来，通过向用户免费提供校内域名的方式鼓励他们建立ipv6个人主页，从而对ipv6的普及进行有效推动。五、 结语总的来说，ipv6在校园网中的普及是一个必然的趋势，但是也需要经过一个相对较长的发展过程，只有在应用的过程中不断总结经验，才能寻找到更为稳定、安全和经济的过渡方案。参考文献：［1李平荣.浅析校园网