馮霞

基金項(xiàng)目：項(xiàng)目標(biāo)示（2019年浙江傳媒學(xué)院青年教師科研提升項(xiàng)目，ZC19XJ059 ）

摘要：IPv6是用于替代IPv4的下一代IP協(xié)議。IPv6具有更為充足的地址空間，更高的安全性，更便捷等一些獨(dú)有的優(yōu)勢(shì)。本課題旨在探索高校多媒體教學(xué)平臺(tái)的IPv4到IPv6改造的可行性應(yīng)用方案，同時(shí)兼容IPv4和IPv6協(xié)議，保障現(xiàn)有教學(xué)穩(wěn)定和前向兼容性。同時(shí)對(duì)多媒體教室的計(jì)算機(jī)IP管理，研究基于DHCPv6的IP自動(dòng)分配技術(shù)應(yīng)用方案。

關(guān)鍵詞：多媒體;IPV6;DHCPv6

中圖分類號(hào)：TP37;G647?? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A?? 文章編號(hào)：1672-9129（2020）16-0065-01

引言：由于IPv4的網(wǎng)絡(luò)地址資源有限，嚴(yán)重制約了互聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用和發(fā)展。而IPv6則具有更為充足的地址空間，更高的安全性，更便捷的性能等一些獨(dú)有的優(yōu)勢(shì)。IPv6的使用，不僅能解決網(wǎng)絡(luò)地址資源數(shù)量的問(wèn)題，也能解決多種接入設(shè)備連入互聯(lián)網(wǎng)的障礙。

高校中多媒體教室IPv6升級(jí)改造同時(shí)兼容IPv4的應(yīng)用方案，當(dāng)前還未有統(tǒng)一和成熟的完整解決方案。多媒體教學(xué)環(huán)境同時(shí)支持IPv6和IPv4，是教學(xué)平臺(tái)向全棧IPv6發(fā)展的過(guò)渡期內(nèi)的必然趨勢(shì)。

1 當(dāng)前IPv6升級(jí)改造在各大高校教學(xué)平臺(tái)的應(yīng)用研究現(xiàn)狀

目前IPv6雖然在不少高校的教學(xué)平臺(tái)中已有部署，但I(xiàn)Pv4在各大高校中仍然是現(xiàn)階段主要采用的協(xié)議。相較于IPv4，IPv6在高校教學(xué)平臺(tái)中的部署深度和廣度都遠(yuǎn)遠(yuǎn)比不上。部署IPv6的難度主要在以下兩個(gè)方面：（1）教學(xué)平臺(tái)中的設(shè)備數(shù)量較多、類型復(fù)雜，并且部分設(shè)備因采購(gòu)較早或者類型特殊而不支持IPv6。（2）教學(xué)平臺(tái)對(duì)安全性和穩(wěn)定性要求較高?；贗Pv4已有一套成熟、完善的安全體系，但是基于IPv6的安全體系仍未健全和成熟，在升級(jí)至IPv6的過(guò)程中和完成升級(jí)后的穩(wěn)定性也無(wú)法保證。

2 IPv4到IPv6的三種典型過(guò)渡技術(shù)

IPv4向IPv6過(guò)渡有三種典型過(guò)渡技術(shù)，即雙棧協(xié)議技術(shù)、隧道技術(shù)和協(xié)議轉(zhuǎn)換技術(shù)。

（1）雙棧協(xié)議技術(shù)。雙棧協(xié)議簡(jiǎn)單的講就是指在單個(gè)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)上同時(shí)支持IPv4和IPv6兩種協(xié)議棧。這樣對(duì)相應(yīng)的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的要求就會(huì)比較高，同時(shí)也會(huì)增加CPU及內(nèi)存的負(fù)荷。

（2）隧道技術(shù)。隧道技術(shù)就就是指把一種協(xié)議封裝到另一種協(xié)議中的技術(shù)。比如在隧道的入口處路由器會(huì)將IPv6的數(shù)據(jù)封裝成為IPv4的格式，再在隧道的出口處將這些封裝過(guò)的數(shù)據(jù)取出，還原完成后發(fā)給目的站點(diǎn)。它的優(yōu)點(diǎn)是操作十分簡(jiǎn)單，只需要在隧道兩端進(jìn)行修改，無(wú)需對(duì)整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的內(nèi)部修改或升級(jí)。但是缺點(diǎn)是會(huì)降低設(shè)備的數(shù)據(jù)處理效率。

（3）協(xié)議轉(zhuǎn)換技術(shù)。協(xié)議轉(zhuǎn)換技術(shù)即網(wǎng)絡(luò)地址協(xié)議轉(zhuǎn)換技術(shù)，是通過(guò)連接在IPv4與IPv6網(wǎng)絡(luò)中間的轉(zhuǎn)換器來(lái)修改IP地址數(shù)據(jù)包報(bào)文頭部信息，以實(shí)現(xiàn)兩種協(xié)議間的轉(zhuǎn)換。此技術(shù)對(duì)原有網(wǎng)絡(luò)的改造影響小，但實(shí)現(xiàn)方式較為復(fù)雜，對(duì)網(wǎng)絡(luò)時(shí)延有一定影響，不適合在較大的網(wǎng)絡(luò)規(guī)模中采用。

3 基于DHCPv6的IP自動(dòng)分配

DHCPv6分為有狀態(tài)自動(dòng)IP分配和無(wú)狀態(tài)自動(dòng)IP分配，本文研究DHCPv6的有狀態(tài)IP分配方式，與DHCPv4的架構(gòu)類似，都是由DHCP客戶端和DHCP服務(wù)端組成，DHCPv6服務(wù)端配置網(wǎng)段分配的前綴和掩碼、DNS等參數(shù)。但是，DHCPv6的協(xié)議和DHCPv4則不同。DHCPv6下服務(wù)端還需要額外部署路由通告服務(wù)，因?yàn)镈HCPv6服務(wù)IP分配報(bào)文并不會(huì)攜帶默認(rèn)網(wǎng)關(guān)地址。

DHCPv6組網(wǎng)架構(gòu)如下：

DHCPv6跨二層中繼交互過(guò)程如下：

4 多媒體教室IPv6升級(jí)改造的應(yīng)用方案

考慮到本文研究的多媒體教室中的接入交換機(jī)、匯聚交換機(jī)和路由器等網(wǎng)絡(luò)設(shè)備都具備IPv4/IPv6協(xié)議棧能力，故本文采用雙棧過(guò)渡技術(shù)方案。在多媒體教室設(shè)備接入/匯聚交換機(jī)和路由器均開(kāi)啟IPv6功能，這樣可以支持IPv4/IPv6網(wǎng)絡(luò)轉(zhuǎn)發(fā)能力，多媒體教室終端設(shè)備Windows上單網(wǎng)卡同時(shí)支持配置IPV4和IPV6地址。

同時(shí)在交換機(jī)和路由器上開(kāi)啟IPv6的DHCPv6中繼代理功能，單獨(dú)在一臺(tái)Windows Server上配置DHCPv6分配網(wǎng)段以及DNS相關(guān)配置，這樣，多媒體教室終端設(shè)備通過(guò)網(wǎng)卡的自動(dòng)地址獲取即可動(dòng)態(tài)分配到IPv6地址，無(wú)需再人工分配?？紤]到學(xué)校多媒體教室設(shè)備的使用特點(diǎn)，DHCPv6 server端的IP地址租約時(shí)間設(shè)置在1天比較合適。

結(jié)語(yǔ)：由IPv4全面過(guò)渡到IPv6是一個(gè)漫長(zhǎng)的過(guò)程，當(dāng)下多媒體教學(xué)環(huán)境同時(shí)支持IPv6和IPv4，是教學(xué)平臺(tái)向全棧IPv6發(fā)展的過(guò)渡期內(nèi)的必然趨勢(shì)。各高?？筛鶕?jù)具體情況選擇適合的過(guò)渡技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)。

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