基于ipv4与ipv6双协议栈互访校园网设计与实施

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1、基于IPV4与IPv6双协议栈互访校园网设计与实施　　摘要：在当前IPv4网络和IPv6网络共存的环境下，如何解决两代IP标准的网络互通互联问题是进行网络建设的一个重要课题。本课题以某高校现有网络环境为背景，探讨在原有IPv4网络上搭建IPv6网络的技术，并选择6to4隧道技术、双栈技术、NAT-PT技术作为实现该目的的过渡技术，完成基于IPv4和IPv6双协议栈网络的设计和实施。关键词：IPV6；6to4隧道技术；过渡技术中图分类号：TP368文献标识码：A文章编号：1671－7597（2012）1210046－020引言IPv6标准是IETF小组在19

2、90年开始规划IPv4下一代协议标准，并于1998年IPv6协议草案标准出台。当前IPv6的标准体系已经基本完善，在这个过程中，IPv6逐步优化了协议体系结构，为业务发展创造机会。IPv6具有以下优势：地址充足；简化的报文头格式；扩展为先；层次化地址结构；地址自动配置；内置安全性；支持QoS；移动便捷等诸多优点。7当前，大多数的网络及其应用都是基于IPv4协议，尽管，基于IPv6协议的网络和应用得到广泛的研究和开发，但是，在未来一个时期里，大多数的用户还会在基于IPv4协议网络中获得服务，即便是那些基于IPv6协议网络的应用将拥有越来越多的用户，也无法改变

3、这样的状况。因此，IPv4网络和IPv6网络将长期共存，从IPv4到IPv6将是一个逐渐过渡的过程，在IPv6完全取代IPv4之前，怎样实现两者之间的资源共享和通信成为当前一个重要的研究课题。1基于IPV4和IPv6双协议栈互访的校园网的设计某高校开展基于IPv6协议网络应用的研究和开发，其在现有网络基础上建立多个面向不同的IPv6网络，同时为了便于开展学术交流和科研协作，又要求IPv6网络和IPv4网络能够进行资源共享和通信，在此要求下，本课题将对此项目进行设计和实施。1.1需求分析7在校园网现有规模的基础上，学校开展了智能家居、生物监测、环境监控等多项

4、应用的研究开发，考虑到未来网络的发展趋势，学校计划在IPv6网络环境中对这些项目进行研究开发和测试，同时为了保证资讯畅通和进行开发协作，同时又要保证测试网络和现有网络能够相互通信，并且能够无障碍的访问Internet，在访问外网时应该既能对基于IPv4的广域网进行访问，也能访问基于IPv6协议的公共网络。对于应用的开发者而言，不需要开发者去关注这些方面的问题，开发者只需要在单一的IPv6网络环境完成开发和测试。1.2基于IPV4和IPv6双协议栈互访的校园网的设计拓扑设计：校园网拓扑设计如图1所示。2基于IPV4和IPv6双协议栈互访的校园网的实施2.1实

5、施关键点分析在本课题实施过程中，首先要保证原有校园网中IPv4网络的正常使用。对于新部署的小型IPv6网络，实现其内部IPv6网络之间互通；IPv6网络与校园网内部IPv4网络互通；IPv6网络与IPv4Internet互通；IPv6网络与IPv6主干网的互通。从网络拓扑中可知，校园网内部的IPv6网络分布于各个系部下联网络，因此各个系部的中心交换机可以采用双栈节点设计，而这些边缘的IPv6网络之间的互访则使用6to4隧道完成，下面将就这两个技术进行探讨。2.2双协议栈技术2.2.1双协议栈技术简述双协议栈技术是指在同一个网络结点同时支持IPv4和IPv6

6、协议栈。IPv6是IPv4的升级版，他们同属于网络层协议，基于相同的物理平台，因此，能够支持双协议栈的结点能同时支持IPv4协议的结点通信与IPv6协议的结点通信。双协议栈技术的概念模型如图2。7双协议栈是一种比较直观的解决Ipv4/IPv6共存问题的方式。能彻底解决IPv4和IPv6共存问题，相比较其他过渡技术，其比较成熟，实现简单，应用前景广，是目前各大运营商主推的技术。2.2.2双协议栈工作原理双协议栈技术是实现IPv6主机/路由器与IPv4主机/路由器间通信的最简便技术。所有主机/路由器都运行IPv4和IPv6两种协议栈，支持两套协议。系统既拥有I

7、Pv4地址又拥有IPv6地址，可收发IPv4和IPv6两种数据报。当双栈节点接收数据包，首先链路层会将接收到数据段拆封并检查包头。如果包头中的第一个字段，即IP包的版本号字段是4，该数据包就由IPv4协议栈来处理；如果版本号字段是6，则由IPv6协议栈处理，无需对原有的IPv4或IPv6数据包进行包头的二次封装和拆封，直接转发IPv4和IPv6报文。双协议栈原理示意图如图3。2.3隧道技术隧道技术是将一种协议报文封装在另一种协议报文中。IPv6隧道技术就是将IPv6的包封装到IPv4的包中，这样IPv6就可以穿越IPv4网实现两者之间通信。隧道技术只要求在

8、隧道的入口和出口进行修改，因此在操作上容易实现。7隧道技术实现了两