和IPv4一样,IPv6的IP地址分为两个部分:表示特定网络的网络前缀和表示主机或服务器的主机地址。在128位中高64比特表示网络前缀,低64比特表示主机。并且IPv6层次化分配IP地址可减小路由器中路由表的规模,从而减少了存储器的容量和寻路的开销。
IPv6的过渡技术
IPv6试验网一般分为纯IPv6试验网和过渡IPv6两种网络。构建纯IPv6的网络需要各个节点主机、路由器支持IPv6协议栈即可。过渡IPv6网络对节点主机和路由器并无特殊的要求,只需通过采用一定的技术来实现IPv6网络。当前主要采用的技术有隧道技术,双协议栈技术,转换技术。
1.双协议栈技术
IPv6和IPv4是功能相近的网络层协议,两者都基于相同的物理平台,且传输层协议对于IPv6和IPv4是相同的功能。由协议栈结构可以看出,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。
2.隧道技术
随着IPv6网络的发展,出现了许多局部的IPv6网络,但是这些IPv6网络需要通过IPv4骨干网络相连。利用隧道技术可以通过现有的运行IPv4协议的Internet骨干网络将局部的IPv6网络连接起来,因而是IPv4向IPv6过渡的初期最易于采用的技术。该技术容易实现,但缺点是不能实现IPv4主机与IPv6主机的直接通信。
3.网络地址转换/协议转换技术
网络地址转换/协议转换技术NAT-PT(Network Address Translation - Protocol Translation)通过与SIIT协议转换和传统的IPv4下的动态地址翻译(NAT)以及适当的应用层网关(ALG)相结合,实现了只安装了IPv6的主机和只安装了IPv4机器的大部分应用的相互通信。这种技术依赖于从支持IPv4的互联网到支持IPv6的互联网的转换,IPv4和IPv6可在这一转换过程中互相兼容。
方案分析
1. 现有校园网网络环境
上海理工大学校园网目前具备成熟的IPv4网络环境,接入CERNET教育网的路由器为Cisco7204,主干网络为万兆,中心交换机采用了Cisco公司的6509,其他核心设备以及主要的用户接入交换机为Cisco设备,网络采用星型拓扑结构;并且有多台不同应用服务器,操作系统有Solaris,Linux,Freebsd,Windows2003等。这些都给组建IPv6网络提供了良好的基础。因此参照校园网现有的模式,校园网部署IPv6网络可以从新旧两个方面考虑设计。
2. 新建校园网
(1)新校园网IPv6组网方案分析
对于新建的校园网,有两种组网方式,一种是建立纯IPv6网络,另一种是双栈支持的IPv6网络。但由于目前大多数实际应用依旧是运行在IPv4的网络之上,而且IPv6的实际应用相对较少,因此推荐使用后一种组网方式。采用同时支持IPv6/IPv4的网络设备进行组网建设,使得校园网平台同时支持两种协议的应用。
双栈支持的IPv6网络的校园网,边界路由器可以采用支持双栈的设备,连通IPv6互联网CERNET2。针对校内网络,核心交换机可以采用支持双栈的三层设备,IPv6的三层功能均交由核心处理,汇聚接入使用IPv4交换机即可。如果条件允许,也可考虑汇聚使用双栈三层交换机,形成层次化的IPv6网络。
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