特殊教育学校校园网IPv6部署探析

辽宁特殊教育师范高等专科学校 张京生

引言：校园网主要服务于师生，针对特殊教育学校的校园网IPv6部署，除了采用先进设备和技术之外，还要在网站部署方面注重对特殊学生的照顾，使其使用网络更加顺畅。本篇文章基于校园网IPv6部署的角度，探讨如何将其更好地应用到特殊教育学校校园网IPv6部署中，希望本文的研究能够为读者提供有益参考。

前言：随着信息技术的不断发展，以及移动各种终端等各种上网设备的普及，使得传统IPv4的校园网络，已经很难应对越来越高的网络连接需求。为了弥补这一缺陷，部分学校已经采用部署IPv6的方式进行网络升级。对于这项技术的应用，各学校应根据自身实际情况和特点，部署基于IPv6技术的校园网，以此提高校内上网安全，解决网络地址资源数量问题。

1.采用IPv6技术部署校园网的必要性

IPv6是最新的互联网协议，它的产生是为了解决IPv4网络地址数量不足的问题，在此项技术应用之前采用的是IPv4技术。为了替代IPv4，实现两种互联网协议之间有效平滑过渡，需要在部署IPv6过程，针对校园不同上网需求和网络状况，选取最好的优化方案。

在互联网开始普及的阶段，当时采用的是IPv4协议，在采用这项技术之前没有准确估计到如今的网络规模。随着网络用户数量增加，一个人甚至配备多台上网设备，由此面临IP地址枯竭的状况。例如，IPv4地址空间为32bit，其最理想的情况是由40亿台上网设备都能够分到一个地址，但实际情况是公用、私用的上网设备不断增多，对于校园内除了学校微机室的电脑分配一个IP地址以外，师生个人的手机、笔记本电脑等也会占用一个IP地址，因此IPv4已经越来越难以满足人们正常上网需要。除了上网设备的增多，路由器使用数量增多，出现了IP地址分配的浪费问题[1]。

为了解决IPv4地址分配的问题，采用IPv6的协议，后者的地址空间为128bit，同时兼容前者的功能，采用的ICMP的路由器请求和通告来确认最佳路由，并且不需要手动配置地址，对于校园内的残疾人学生，在IPv6环境下安装网络设备更加方便，降低操作的难度。IPv6地址长度为128bit，其所能分配的IP地址，打个比喻相当于这项互联网协议能够为地球每一粒沙子分配一个IP地址，由此解决了上网IPv4地址枯竭的问题。此项技术支持即插即用的安装功能，并且能够自动配置网络，省去了技术人员维护负担，简化操作步骤。

2.特殊教育学校部署校园网IPv6的需求分析

特殊教育学校为了顺应时代潮流，加强自身网络规划建设，提高学校的信息化程度，从而借助信息技术更好地服务于校园的残疾人学生，以及将其应用到特殊教育中，提高教学质量。随着学校发展至今，公网IP地址不足的问题已经逐渐凸显，对于残疾人学生而言，他们同样容易接受新鲜事物，因此他们的上网设备数量也由此增多，这迫切需要更多的IP地址以满足校园师生的上网需求。

此外，校园网出口带宽窄的，使得师生在教学活动中采用信息、互联网技术，出现网络卡顿、延时等情况，因此需要进行网络升级。基于学校可持续发展和网络规划建设的角度考虑，IPv6是未来的互联网协议趋势，采用这种配置方案，更加节省业务运营资金。

3.特殊教育学校部署校园网IPv6的措施

3.1 IPv4向IPv6过渡和转换

依据特殊教育学校所掌握的资源，重新构建IPv6校园网所耗费的成本过大，同时全盘更换和升级还可能出现兼容问题，因此采用平稳过渡的方案，使学校的师生和各部门熟悉和接受IPv6。主要分为以下几步进行：第一步，对于仍使用IPv4网络，在其基础上进行过渡更换、升级，采用双栈协议、翻译转换技术，使IPv6可以实现基本通信。第二步，针对IPv4和IPv6共存阶段，并且校园对于后者的使用已逐渐熟悉，需利用IPv6部署校园的主干网络，基于此协议构建学校教学、提供网络服务的平台。通过这样的设置，将校园网的业务逐渐向IPv6迁移，数据传输采用隧道、翻译转换技术。第三步，这一阶段IPv6站校园网的主导地位，并且校内师生也采用新的互联网协议进行网络连接，采用的数据传输纪委仍然是隧道技术。第四步，校园网实现完全IPv6化，不论是硬件还是软件都已完全取代IPv4，从而教学、运营业务都基于IPv6进行通信。

3.2 校园网IPv6整体部署技术要求

由于学校采用的是IPv4协议，校内部分设备、主机仍基于此协议进行通信。在IPv6未完全部署的情况下。如校内的上网设备仅支持IPv4协议，那么选用支持IPv4/IPv6两种协议的交换机，确保校园内各设备都能连通CNGI-CERNET2网络，确保两种网络主机互联互通。因此在IPv6的部署模式上，采用核心层、汇聚层、接入层三层模式，数据传输技术采用隧道、双栈、翻译转换技术[3]。

首先是核心层，它在整个网络中起到骨干网数据交换的作用，同时优化传输路由，将其提供给汇聚节点。核心层主要承担和汇聚校园网的流量，能够实现负载分担、路由控制等功能，可以说它是校园网的中心枢纽。针对核心层选取的网络设备，要考虑其冗余灾备能力，以及运行的稳定性和安全性，为了应对未来更多的数据传输需求，还要考虑未来技术升级和空间扩展的需要。要求核心层网络设备支持SNMP、RMON网络管理协议，支持IPv4/IPv6双栈协议等。

其次是汇聚层，它介于核心层、接入层之间，主要发挥连接两层网络设备的作用，通过核心层、接入层网络节点，聚合访问控制路由。对于这一层的网络设备要求，需要考虑其扩展性、高性能、高容量，要求支持mini接口，具有IP级的流量管理功能，与核心层一样，支持IPv4/IPv6双栈协议。根据校园网的情况，将每栋楼作为一个节点，从而有效连接学生宿舍、食堂、图书馆等设施。

最后是接入层，处于校园网的末端，它是直接面向上网用户的层面，在运行过程中容易受到ARP攻击、ICMP风暴等网络问题。用于接入层的网络设备频繁与用户交换上网数据，因此针对其设备的选择，要具有性价比，要满足即插即用的要求，减少网络配置的环节。自动配置网络是校园网部署IPv6的必备要求，它考虑到残疾人学生行动上的不便，因此要尽可能选择即插即用、网络配置简单的设备。具有WEB网络管理、IPv6网关、组播等功能基础，再支持用户认证和管理制度，以此保障校园网的安全。

3.3 校园纯IPv6网络改造

纯IPv6网络更新的部分，主要集中在路由设备，借助其接口丰富、功能齐全的优势，进行技术升级和空间扩展。纯IPv6的设置，要加入MPLS、IPsee、VoIP等技术。

运行纯IPv6网络，需要确保物理链路连接的独立性，为校园网各业务、功能提供运行环境和网络支持。以双栈协议网络作为过渡，使部署的网络应对CERNET、CERNET2。基于纯IPv6进行网络计算、云计算等操作，布设一定的光纤和设备，使其符合IPv6网络建设要求。

结论：综合上述，传统IPv4网络配置不能实现自动配置，同时随着校园上网设备增多，导致IP地址分配紧张。为解决以上问题，进行IPv6升级和改造，在过渡阶段采用双栈协议，辅以即插即用的网络设备，减少网络配置的环节，以此逐渐过渡到纯IPv6网络，从而提高特殊教育学校校园网的使用质量。