高校校园网Ipv4到Ipv6过渡技术研究

聂维

摘 要作为移动互联网体验者之一，我们在切身体验到网络带来的巨大便利与对生活方式改变的同时，也能够感受到网络服务技术水平的不断提高。就高校校园网而言，目前已开始由IPv4向着IPv6过渡发展。实际上，这是校园网发展的一必然趋势。本文立足于高校校园网，对IPv4和IPv6技术进行了分别介绍，并对校园网IPv4到IPv6的过渡技术及应用进行了研究和分析。

【关键词】高校 校园网 Ipv4 Ipv6 过渡技术

伴随网络技术的日益成熟，目前IPv4已无法满足校园网络服务需求，并且固有缺陷日益突出。这就需要高校必须积极对现有IPv4网络进行改进和升级，使IPv4过渡到IPv6，以适应和满足当前网络应用不断普及、技术水平不断提高的发展趋势。为加快校园网IPv4到IPv6的过渡，有必要对两者及其中过渡技术进行研究。

1 IPv4与IPv6概述

1.1 IPv4存在缺陷

经过多年发展，IPv4技术已成熟，但面对一直蓬勃发展的移动互联网，今天该技术已显得较为滞后和不足。IPv4具有的缺陷突出表现在IP地址分配不均衡、路由器数量增加、服务质量不高、地址资源匮乏等。随着网络用户数量的持续增加，基于IPv4的路由器数量也随之而大大增加，大量路由器的使用给其自身及网络造成了严重的负担。IPv4地址长度32位，理论上可以划分232个IP地址，但经划分后可用的地址大大减少，目前已濒临枯竭。

1.2 IPv6的优势

较之IPv4，IPv6地址资源充足，服务质量高，内置有安全协议，可以自动配置IP地址。IPv6地址长度为128位，理论上可提供2128个IP地址，即在地球上每平方米可以分配1000多个地址，充足的地址资源有效解决了IPv4地址资源匮乏问题，并且地址配置无需手动就可实现对所有主机地址的自动配置，也不需要配置网关、子网掩码和IP地址等。另外，由于IPv6简化了报头结构，简化了服务质量元素应用流程，从而实现了数据报文的高速转发和优先级控制，这在很大程度上提高了服务质量。在安全性方面，IPv6引入数据完整性与数据机密性两种安全机制，从而大大提高了数据传输的安全级别，减少了数据包丢失或截获现象发生。

2 高校校园网IPv4到IPv6的过渡技术

隧道技术、双协议栈技术和网络地址转换协议技术是目前IPv4到IPv6过渡项目中三种最常采用的技术，并且有些取得了较好的过渡效果。虽然这些技术在现有水平上还存在一定不足，但随着过渡技术的进一步发展，相信技术水平与应用范围都会明显改善。

2.1 隧道技术

隧道技术，指的是将IPv6数据进行打包，然后封装在IPv4数据包中，通过隧道传输到目标地址，最后解除封装，完成两种数据的传输。即，在以IPv4源地址为入口的隧道入口处，由路由器将IPv6数据封装在IPv4数据中，然后在以IPv4目标地址为出口的隧道出口进行解封，解封后将数据发送到目标地址。隧道技术要求出入口两端都支持这两种协议。这种技术数据传输具有透明性，除了隧道两端，对其他部分没有要求，因而技术容易实现。但仅限于IPv6主机间的通信。对于过度初期工作，可以选择充分利用现有网络的隧道技术，但难以大规模应用。

2.2 双协议栈技术

双协议栈技术是目前IPv4到IPv6过渡技术中应用最广的一种技术。所谓双协议栈技术，就是将IPv4与IPv6协议栈同时启用在一台设备上，该设备可以是主机，也可以是路由器。由于两种网络层协议都是基于相同的物理平台且功能相近，对加载于其上的传输层协议也无区别，因而可以实现在同一台设备上同时启用这两种协议栈。引入该技术的主机由于拥有IPv4与IPv6两种地址，因而可以收发两种数据包，可以实现仅支持IPv4和仅支持IPv6的互联互通。

在双协议栈主机进行通信时，利用相应DNS服务器来查找与目的主机名对应的IP地址，然后根据指定目标地址即可实现通信。双协议栈技术具有互通、充分发挥IPv6优势、网络规划较为简单等优点，但要求设备同时支持IPv4与IPv6两种协议，并且维护量庞大。

3 校园网IPv4到IPv6过渡应用分析

某工业大学为提升校园网服务质量，开始计划开展IPv4到IPv6过渡工程，在一定范围内建设了一套纯IPv6服务器和子网。但在实际实施过程中，由于现有网络均采用IPv4协议，过渡难度大，对技术人员要求高、网络结构复杂、所需设备投入大等原因，而导致推行IPv6协议面临各种困难，并且要想大范围推行IPv6协议网络还需要引入NAT-PT技术，该校只能将已建成IPv6服务器用于实验当中。后经采用双协议栈技术对校园网核心交换机进行IPv6配置，最终IPv4到IPv6过渡项目终于完成并开通。升级后该大学校园网的服务质量、网络传输速度都有了显著的提高。

4 总结

总之，IPv4到IPv6过渡是高校校园网发展的必然趋势。虽然现有过渡技术尚不够成熟，技术研究深度也不够，但随着互联网技术的不断发展与实践探索的不断推进，过渡技术必将会得到大大提升，从而推动IPv4到IPv6快速过渡，进而为高校校园网提供更好的网络服务。

参考文献

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作者单位

咸阳师范学院信息工程学院 陕西省咸阳市 712000