摘 要：作為高校信息化建設(shè)的重要組成部分高校校園網(wǎng)在整個(gè)高?；顒?dòng)當(dāng)中發(fā)揮著重要的作用。在信息化時(shí)代下由于計(jì)算機(jī)與互聯(lián)網(wǎng)的深度發(fā)展使得網(wǎng)絡(luò)地址數(shù)量也越來(lái)越緊張，IPv4地址數(shù)量已經(jīng)不能滿足眾多高校網(wǎng)絡(luò)使用的需求，而隨著IPv6的發(fā)展給高校校園網(wǎng)建設(shè)帶來(lái)了新的技術(shù)支持并且基于IPv6的高校校園網(wǎng)建設(shè)也將成為未來(lái)教育信息化建設(shè)的關(guān)鍵組成之一。本文對(duì)IPv6在高校校園網(wǎng)中的部署進(jìn)行了分析并對(duì)IPv6在高校校園網(wǎng)中的應(yīng)用進(jìn)行了闡述，供以參考。

關(guān)鍵詞：IPv6；高校信息化；校園網(wǎng)；部署應(yīng)用

中途分類號(hào)：TP393.18

在信息化時(shí)代下高校校園網(wǎng)建設(shè)得到了極大的促進(jìn)，在以往的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議中主要是以IPv4[1]為主并且IPv4也取得了極大的成功。在計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)與計(jì)算機(jī)的飛速發(fā)展下使得IP地址的空間越來(lái)越小，IPv4地址的數(shù)量急劇減少這就給信息網(wǎng)絡(luò)建設(shè)帶來(lái)了一定程度的阻力，同時(shí)也限制了IP技術(shù)的應(yīng)用發(fā)展。在IP地址分配不均的情況下也使得地址緊缺的矛盾日益凸顯。相對(duì)而言我國(guó)的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)與歐美發(fā)達(dá)國(guó)家相比起步較晚，這也就造成了大部分IPv4協(xié)議事實(shí)上是被歐美國(guó)家所使用，而我國(guó)擁有的IPv4事實(shí)上是較為有限的，在網(wǎng)民數(shù)量不斷提升的前提下獲取新的IPv4地址的壓力便越來(lái)越大。在這種背景下IPv6應(yīng)運(yùn)而生，給當(dāng)前我國(guó)網(wǎng)絡(luò)建設(shè)帶來(lái)了新的支持。從大環(huán)境趨勢(shì)下IPv6[2]取代IPv4是必然的事實(shí)，當(dāng)然IPv6作為新型網(wǎng)絡(luò)協(xié)議依然還存在需要完善之處，但是IPv6的出現(xiàn)給我國(guó)網(wǎng)絡(luò)信息化整體建設(shè)帶來(lái)了新的方向，基于IPv6的高校校園網(wǎng)也將得到更大的發(fā)展空間。

1 IPv6協(xié)議概述

目前IPv6在高校校園網(wǎng)建設(shè)當(dāng)中依然呈發(fā)展態(tài)勢(shì)，在IPv4地址短缺的情況下很多高校在網(wǎng)絡(luò)建設(shè)過(guò)程中都是采取了網(wǎng)絡(luò)地址轉(zhuǎn)換技術(shù)，這從一定程度上改善了IPv4地址短缺的情況且在高校當(dāng)中具有一定范圍的應(yīng)用面。盡管采用網(wǎng)絡(luò)地址轉(zhuǎn)換技術(shù)讓地址短缺問(wèn)題得到了一定程度的緩解，但是網(wǎng)絡(luò)地址轉(zhuǎn)換技術(shù)其本身也存在著一定的缺陷，其中最大的缺陷就是網(wǎng)絡(luò)性能不穩(wěn)定。該技術(shù)對(duì)IP端模型的正常工作會(huì)造成一定的影響同時(shí)也制約了網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)安全。換句話說(shuō)網(wǎng)絡(luò)地址轉(zhuǎn)換技術(shù)僅僅是推動(dòng)校園網(wǎng)建設(shè)的過(guò)渡方案，但本質(zhì)上無(wú)法替代IP協(xié)議，這也就帶給了IPv6極大的發(fā)展空間。

IPv6（Internet Protocol version6）是IP協(xié)議的最新版本，較IPv4還是具有一定的優(yōu)勢(shì)，但從當(dāng)前全球環(huán)境來(lái)看IPv4協(xié)議依然是主流。與IPv4相比IPv6在數(shù)據(jù)傳輸過(guò)程中事實(shí)上是以分組形式進(jìn)行，這樣可以對(duì)報(bào)文首部進(jìn)行有效控制從而讓路由器處理運(yùn)行得到完善，也正是由于報(bào)文首部的差異化使得IPv4與IPv6能夠進(jìn)行相互關(guān)聯(lián)，這也體現(xiàn)出了IPv6從形式上來(lái)看僅僅是IPv4的擴(kuò)展，但是從傳輸層以及應(yīng)用層協(xié)議上來(lái)看兩者幾乎可以直接在IPv6條件下工作。當(dāng)與IPv6連接以后主機(jī)可自動(dòng)化配置，這就是SLAAC即無(wú)狀態(tài)地址自動(dòng)配置技術(shù)。當(dāng)使用環(huán)境條件與IPv6不匹配時(shí)可以采取靜態(tài)手動(dòng)方式來(lái)進(jìn)行配置。從編碼地址空間來(lái)看新一代的IPv6具有更大的編碼地址空間，傳統(tǒng)的IPv4協(xié)議采用的是32位地址但I(xiàn)Pv6使用的卻是128位地址，這就大大地提升了IPv6的數(shù)量[3]。總之IPv6已經(jīng)成為了未來(lái)網(wǎng)絡(luò)建設(shè)以及信息化建設(shè)的一個(gè)趨勢(shì)將會(huì)得到廣泛的應(yīng)用。

2 IPv6協(xié)議特性

在IPv4的基礎(chǔ)上IPv6增添了以下新特性：（1）地址尺寸。地址尺寸從32位擴(kuò)充為128位，極大的讓地址空間得到了極大的擴(kuò)充。（2）頭部格式。IPv6中將數(shù)據(jù)頭部格式都進(jìn)行了改變或替換。（3）擴(kuò)展性。擴(kuò)展性主要包括了兩個(gè)方面即信息頭部擴(kuò)展以及協(xié)議擴(kuò)展。比較于IPv4，IPv6將信息儲(chǔ)存于分離的頭部當(dāng)中，而在IPv4卻只應(yīng)用了一種頭部格式[4]。IPv6中數(shù)據(jù)包則分布于各數(shù)據(jù)區(qū)。從協(xié)議擴(kuò)展方面來(lái)看IPv6的形式更為靈活，除了面向客戶的數(shù)據(jù)包以外還可以添加附帶信息。（4）支持性。IPv6可以同時(shí)對(duì)音頻與視頻進(jìn)行支持，也就是說(shuō)在進(jìn)行信息傳遞以及信息接收過(guò)程中可以在底層網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行相關(guān)數(shù)據(jù)傳遞，同時(shí)還能夠保證信息數(shù)據(jù)的整體性質(zhì)量，這樣不僅僅擴(kuò)充了數(shù)據(jù)信息傳播途徑，同時(shí)也讓構(gòu)建成本得到了有效的控制。

3 IPv6地址類型

在進(jìn)行IPv6地址分配的過(guò)程中相關(guān)地址并不是分配至網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)而是匹配到對(duì)應(yīng)的網(wǎng)絡(luò)接口，在識(shí)別過(guò)程中通過(guò)特定網(wǎng)絡(luò)標(biāo)示符進(jìn)行鑒別，同時(shí)在IPv6地址類型上也進(jìn)行了擴(kuò)展，主要如下：（1）單播地址。單播地址顧名思義只能對(duì)一個(gè)網(wǎng)絡(luò)接口進(jìn)行標(biāo)識(shí)，通信模式為點(diǎn)對(duì)點(diǎn)。在網(wǎng)絡(luò)協(xié)議的作用下會(huì)把對(duì)應(yīng)的地址傳送到相應(yīng)的接口上，當(dāng)然單播地址也具備了一定的限制，它只能包含一個(gè)單獨(dú)的特殊地址名[5]。（2）多播地址。網(wǎng)絡(luò)標(biāo)識(shí)事實(shí)上一系列類型相異的接口，在協(xié)議作用下地址分組會(huì)被傳遞于所有接口地址上，大多數(shù)情況下多播地址標(biāo)識(shí)都為1字節(jié)。（3）任播地址。任播地址在IPv6地址中較為常見(jiàn)，它會(huì)對(duì)一組網(wǎng)絡(luò)接口進(jìn)行標(biāo)識(shí)并且這些接口處于不同的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)上，當(dāng)任波地址接收到分組時(shí)會(huì)向另外的成員轉(zhuǎn)送，而在轉(zhuǎn)送過(guò)程中會(huì)優(yōu)先匹配“最近”接口。由于任播地址與單播地址的結(jié)構(gòu)相似，因此給地址區(qū)分帶來(lái)了一定程度的影響愛(ài)那個(gè)，但是在路由協(xié)議當(dāng)中會(huì)置入更多的節(jié)點(diǎn)。

4 IPv6部署應(yīng)用關(guān)鍵技術(shù)分析

若要將IPv6在高校校園網(wǎng)應(yīng)用首先就需要解決網(wǎng)絡(luò)協(xié)議過(guò)渡技術(shù)，這是實(shí)現(xiàn)IPv6部署的關(guān)鍵之所在。

4.1 雙協(xié)議棧技術(shù)

通過(guò)雙協(xié)議棧技術(shù)可以將IPv4和IPv6同時(shí)應(yīng)用在主機(jī)上。雖然兩者在功能上差異性不大，但是其構(gòu)建物理平臺(tái)都是相同的，另外兩者的TCP/UCP協(xié)議也是相同的，這就給雙協(xié)議棧技術(shù)的應(yīng)用帶來(lái)了良好的基礎(chǔ)。在該技術(shù)的協(xié)調(diào)機(jī)制下可以讓節(jié)點(diǎn)同時(shí)支持兩種協(xié)議，也就是說(shuō)節(jié)點(diǎn)就具備了兩種地址，這樣就可以同時(shí)接收兩組數(shù)據(jù)并進(jìn)行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)讓數(shù)據(jù)互聯(lián)得到了實(shí)現(xiàn)。當(dāng)然該技術(shù)實(shí)質(zhì)上是一種過(guò)渡技術(shù)，但卻為其他過(guò)渡技術(shù)的實(shí)施提供了良好條件。

4.2 網(wǎng)絡(luò)協(xié)議以及網(wǎng)絡(luò)地址轉(zhuǎn)換技術(shù)

在進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)協(xié)議以及網(wǎng)絡(luò)地址轉(zhuǎn)換的過(guò)程中以NAT-PT技術(shù)[6]為核心，通過(guò)該技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)兩種協(xié)議間的數(shù)據(jù)報(bào)頭以及語(yǔ)義翻譯，這樣也就保證了純IPv4主機(jī)間與純IPv6間的相互通信。為了讓相互通信得以實(shí)現(xiàn)應(yīng)該以雙棧模式進(jìn)行構(gòu)建并且在其中加入相關(guān)的擴(kuò)張模塊從而保證協(xié)議工作的穩(wěn)定性。

4.3 隧道技術(shù)

通過(guò)隧道技術(shù)能夠讓一種網(wǎng)絡(luò)協(xié)議包容另一種網(wǎng)絡(luò)協(xié)議從而實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)互連作用。在一般條件下IPv6主機(jī)與IPv4主機(jī)并不能形成互聯(lián)機(jī)制而通過(guò)隧道互連技術(shù)則讓該缺陷得到了良好的彌補(bǔ)，運(yùn)用該技術(shù)可將IPv6主機(jī)置于隧道入口或出口的IPv4地址上，那么就可以讓相關(guān)信息數(shù)據(jù)在IPv4的路由體系中傳導(dǎo)，在數(shù)據(jù)經(jīng)過(guò)隧道出口時(shí)以再通過(guò)IPv6對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分組并轉(zhuǎn)發(fā)。實(shí)現(xiàn)上述模式進(jìn)行數(shù)據(jù)傳導(dǎo)本質(zhì)上并不困難，只要對(duì)數(shù)據(jù)報(bào)頭優(yōu)化即可，在兩種協(xié)議轉(zhuǎn)換初期具有良好的效果。

5 IPv6實(shí)際部署應(yīng)用

在本研究中以Cisco 模擬器 GNS3[7]作為基礎(chǔ)進(jìn)行IPv6實(shí)際部署構(gòu)建，方案背景主要是以校園網(wǎng)中心機(jī)房作為核心，其他機(jī)房則處于匯聚層，辦公室節(jié)點(diǎn)即為邊緣及接入層，其中核心層需要以IPv6協(xié)議作為基礎(chǔ)進(jìn)行構(gòu)建，存在某網(wǎng)絡(luò)研究小組實(shí)際訪問(wèn)過(guò)程中對(duì)IPv4并不進(jìn)行訪問(wèn)，僅對(duì)IPv6網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行使用。方案拓?fù)鋱D具體如圖1：

6 結(jié)束語(yǔ)

目前信息網(wǎng)絡(luò)通信正由IPv4向IPv6過(guò)渡，IPv6的提出讓IP地址枯竭的問(wèn)題得到了有效的解決，這也促進(jìn)了IP技術(shù)的發(fā)展并推動(dòng)了整個(gè)IT產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。在高校校園網(wǎng)大力建設(shè)的背景下IPv6技術(shù)得到了更為廣泛的應(yīng)用，以隧道技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)協(xié)議以及網(wǎng)絡(luò)地址轉(zhuǎn)換技術(shù)、雙協(xié)議棧技術(shù)作為基礎(chǔ)承載來(lái)實(shí)現(xiàn)基于IPv6的高校校園網(wǎng)讓高校網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建邁向更高的層次。

參考文獻(xiàn)：

[1]王毅，陳華.Ipv6在高校校園網(wǎng)中的應(yīng)用[J].福建電腦，2010（09）.

[2]馬瑾.從IPv4到IPv6[J].山西煤炭管理干部學(xué)院學(xué)報(bào)，2008（02）.

[3]方世林，周俐麟.IPv4與IPv6的對(duì)比及其在下一代校園網(wǎng)中的部署[J].牡丹江大學(xué)學(xué)報(bào)，2007（03）.

[4]方世峰.IPv6在下一代校園網(wǎng)中的部署[J].云夢(mèng)學(xué)刊，2007（S1）.

[5]李秀芹，湯瑞玲.淺談新一代因特網(wǎng)協(xié)議IPv6[J].電腦與電信，2007（06）.

[6]陸金山，周健，任清亮.IPv4到IPv6的過(guò)渡技術(shù)及網(wǎng)絡(luò)過(guò)渡方案[J].現(xiàn)代計(jì)算機(jī)，2005（09）.

[7]樊寧.從IPv4向IPv6過(guò)渡的技術(shù)方案淺析[J].科學(xué)之友（B版），2008（11）.

[8]余兆明.高校校園網(wǎng)IPv6升級(jí)方案的分析研究[J].中國(guó)科教創(chuàng)新導(dǎo)刊，2007（24）.

作者簡(jiǎn)介：陳軍（1982-），男，泰州人，本科，研究方向：現(xiàn)代教育技術(shù)；沈群（1986-），男，泰州人，本科；研究方向：現(xiàn)代教育技術(shù)；宦臣（1985-），男，揚(yáng)州人，本科，研究方向：現(xiàn)代教育技術(shù)。

作者單位：南京理工大學(xué)泰州科技學(xué)院，江蘇泰州 225300