高校校园网IPV6平滑过渡技术实践

杨凯雪 曹庆旭

摘要：如今，网络技术在近些年来越发成熟，高校校园网在这一背景之下应运而生。在校园网中IPV6逐步取代IPV4技术成为当前的主流互联网技术，相对而言IPV6技术的优缺点还是比较明显，本文基于此过渡的基础上对IPV6技术进行研究，提出平滑过渡的方案。

关键词：NGN;IPV6;校园网;过渡技术

中图分类号：TP393 文献标识码：A 文章编号：1007-9416（2019）07-0027-01

0 引言

当前，高校校园网中普遍采用的是IPV4协议地址，IPV4经过这么多年的发展已经比较成熟，但随着科技的进步，IPV4协议地址已经初步暴露除了它的缺陷，如IPV4协议地址空间不足、服务质量问题、网络安全等问题。

因此更为先进的IPV6协议开始逐步取代。IPV6协议具有更为充足的地址空间，安全性、便捷性等一些独有的优势，一般高校立足于自身的现实状况，可以选择适合自己的网络结构，更好的对IPV6协议进行研究，可以推动校园网的健康建设。

1 IPV6技术的概念

1.1 IPV6的路由

IPV6技术的诞生，相对于IPV4的协议地址来说，IPV6拥有更为充足的地址空间，ISP也有着足够的地址资源，相对而然，IPV6网络层次划分的更为明确，这些结构层次不仅明确而且结构严格，对于核心来说，IPV6技术也可以更科学有效的划分网络区域，对于这些网络区域，IPV6技术对其进行编号，各个网络区域有着相同的编号，这么做的优势就是有利于对路由器中各个条目进行管理。

1.2 IPV6协议的特点

IPV6技术是前代技术的一种改建与升级，所以与IPV4技术相比还是存在着很多前代技术中不存在的优点，首先就是协议地址的空间性改进。

IPV6技术的运用，改变了之前IPV4协议地址空间不足的缺陷，因为采用的是128个二进制数来表示计算机的地址，这种方法大大提升了地址空间，保证了校园网的安全性与便捷性。

2 IPV6过渡技术

在大环境的驱动之下，IPV6技术会逐步取代IPV4技术成为未来校园网建设中的主流技术，IPV6并不是一个全新开发的技术，它是基于IPV4之上进行改造升级后的一种技术，在IPV4向IPV6过渡的过程中，主要有以下几种过的技术。

2.1 双协议栈技术及缺陷

所谓双协议栈就是指单个网络节点同时支持IPV4和IPV6两种协议栈。前面我们已经提过，IPV6是基于IPV4的一种补充和升级。相对于IPV4技术的成熟，IPV6技术虽然有着很多优势，但在短时间内还不能被普遍运用，所以实行单个网络节点同时支持IPV4和IPV6两种协议的双协议栈技术，是对IPV6过渡的一种非常有效的技术。

双协议栈技术虽然是一种很有效的过渡技术，但也存在涉很多缺点和问题，如因为要支持两种协议，那么对相应的网络设备要求较高，很多只能单方面支持一种协议的网络设备要么就要被淘汰要么就要升级，这本身是一种成本的增加。其次因为要支持两种协议栈，势必会增加CPU的及内存的负荷，高负荷的運转对于系统来说是个很大的负担，长时间如此会严重影响系统的性能。

2.2 隧道技术及其缺陷

所谓隧道技术就是指一种协议封装到另一种协议中的技术，也就是说在这种技术中，路由器在隧道的入口处将IPV6的数据封装为IPV4的格式，在隧道的出口处再将这些数据取出，还原后转发给目的站点。

隧道技术与双协议栈技术不同，它不需要网络设备要同时支持两种协议地址。它的操作更为简单，只需要在隧道两端进行修改，对网络内部并无修改升级，对于要做到的目标，这种方式更为容易实现，但这并不意味着隧道技术没有缺点能够平滑的过渡IPV6，它的缺点也是显而易见的，就是在使用隧道技术时，隧道本身的开销是增加的，开销的增大就会降低数据的处理效率。不同于双协议栈技术中两种协议可以同时运行，在隧道技术中，IPV4主机和IPV6主机之间的通信存在着壁垒，并不是直接通信，着大大降低了工作效率。

2.3 NAT-PT技术及其缺陷

与双协议栈技术和隧道技术相同，NAT-PT技术也是网络地址及协议转换技术的一种。

NAT-PT技术有两种模式，分别为静态与动态，静态下，NAT-PT是一对一的IPV6地址和IPV4地址的映射。动态的NAT-PT技术也是提供一对一的映射，只不过是使用的IPV4的地址池。

使用这种方式的进行两种协议的过渡，主要方式就是在IPV6的网络中，NAT-PT前缀被IPV6单协议网络节点动态增加到IPV4地址中，这样就实现了两种协议之间的通信。

3 高校校园网IPV6平滑过渡的方案

IPV6技术的逐步成熟势必要取代IPV4，但是平滑过渡到IPV6网络一直都是一项比较困难的技术，各种过渡技术都有着各自的优劣势，根据不同的现实状况，最大限度的节约成本，提出了以下两种过渡方案。

第一种核心层替换双栈设备，这种方案就是将现有的IPV4核心设备替换为双栈核心设备，让网络能够同时使用两种协议，在此基础之上在进行过渡，是一种比较稳健的过渡方式。

其次是升级汇聚层设备的软件，这种方案就是升级网络设备的，通过更新软件来达到支持双协议的网络的要求，通过此来逐步从IPV4过渡到IPV6的网络。

IPV6地址结构与前代技术有着非常大的不同，IPV6地址结构和地址分配采用严格的层次化进行管理。采用这种方式进行过渡时，能够更好地将地址结构与地址分配进行层次化管理，减少不必要的资源浪费，同时还能够减少路由表的规模。

4 结论

随着网络技术的逐步发展，基于IPV4协议的校园网的缺点逐步暴露，IPV6在此基础上应运而生，逐步取代IPV4，但是这其中的过渡存在着很多人力物力上的问题。

在过渡过程中，有着双协议栈技术，隧道技术，NAT-PT技术等等，都能帮助校园网从IPV4过渡到IPV6，但不可忽略的是在这过程中还存在着很多问题，导致了资源利用不充分，升级成本偏高等问题，分段研究这些问题并对过渡技术进行创新，对整个IPV6技术的运用起着推动作用。使用以上技术不断地把IPV4网络中的资源迁入IPV6网络中，以最终达到IPV6的整网升级。

参考文献

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