劉淑英

（咸陽(yáng)師范學(xué)院 信息工程學(xué)院，陜西 咸陽(yáng) 712000）

當(dāng)今互聯(lián)網(wǎng)是基于IPv4協(xié)議的，但是IP地址空間不足問題已成為互聯(lián)網(wǎng)通信發(fā)展的瓶頸，在此情況下IPv6應(yīng)運(yùn)而生。它以其在IP地址數(shù)量、安全性、移動(dòng)性、服務(wù)質(zhì)量等方面的巨大優(yōu)勢(shì)，改變了現(xiàn)代信息生活。但是，想要在短時(shí)間內(nèi)將IPv4網(wǎng)絡(luò)全部轉(zhuǎn)換成IPv6網(wǎng)絡(luò)也是不可行的，因此須采用循序漸進(jìn)的過渡方式。而在各種過渡機(jī)制中，隧道技術(shù)是一種比較實(shí)用和成熟的技術(shù)。本文通過介紹IPv6的特點(diǎn)，以及IPv4網(wǎng)絡(luò)至IPv6網(wǎng)絡(luò)的過渡技術(shù)，采用小凡模擬器對(duì)實(shí)際問題進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)，并采用隧道技術(shù)完成。

1 IPv6的特點(diǎn)

IPv4最大的缺陷就是地址數(shù)量嚴(yán)重不足，隨著支持IP的新設(shè)備不斷增加，需要更多的IP地址，但是IPv4已經(jīng)無法滿足這一需求[1]。另外，IPv4還存在Internet路由表不斷龐大，缺乏真正的端到端模型，不能很好的實(shí)現(xiàn)服務(wù)質(zhì)量等問題。因此IPv6成為網(wǎng)絡(luò)服務(wù)研究熱點(diǎn)，其主要的特點(diǎn)表現(xiàn)為：擁有更大的地址空間，無需使用網(wǎng)絡(luò)地址轉(zhuǎn)換器，沒有廣播地址，報(bào)頭簡(jiǎn)單，具有移動(dòng)性，強(qiáng)大的靈活性，網(wǎng)絡(luò)安全和協(xié)議安全較高，而且過渡到IPv6的方式也較多有雙棧技術(shù)、隧道化技術(shù)、轉(zhuǎn)換技術(shù)[2]。

IPv6協(xié)議使用16進(jìn)制來表示其地址，并用冒號(hào)隔開，IPv6地址長(zhǎng)度是IPv4地址長(zhǎng)度的4倍，IPv6地址的基本表達(dá)方式是X:X:X:X:X:X:X:X，其中X是一個(gè)4位十六進(jìn)制整數(shù)（16位），它是128位的，提供了近2的128次方個(gè)地址[3-4]。

例如：2012:1230:FF3F:1300:3450:3450:11B0:ABCF

2 常用的過渡技術(shù)

任何一種新的技術(shù)要想獲得市場(chǎng)的認(rèn)可，首先必須能和現(xiàn)有的基礎(chǔ)設(shè)施集成而且不能過大的影響現(xiàn)有的服務(wù)，Internet由數(shù)以萬計(jì)的IPv4網(wǎng)絡(luò)和數(shù)百萬計(jì)的IPv4節(jié)點(diǎn)組成，這么龐大的系統(tǒng)想在短時(shí)間內(nèi)完全被另一種技術(shù)取代是不現(xiàn)實(shí)的，IPv6網(wǎng)絡(luò)所面臨的挑戰(zhàn)是如何集成IPv6協(xié)議和IPv4協(xié)議，讓它們共同存在，并要求盡可能的讓終端用戶透明，為了確保循序漸進(jìn)的過渡，實(shí)際中所應(yīng)用的常用過渡技術(shù)有如下3種[5-6]。

1）雙棧技術(shù)：主機(jī)和網(wǎng)絡(luò)設(shè)備需同時(shí)運(yùn)行IPv4和IPv6兩套協(xié)議，這是一種很高效的臨時(shí)過渡技術(shù)。

2）隧道化技術(shù)：使用隧道通過IPv4網(wǎng)絡(luò)將分離的IPv6網(wǎng)絡(luò)連接起來，要求邊緣設(shè)備需同時(shí)運(yùn)行IPv4和IPv6兩套協(xié)議。

3）轉(zhuǎn)換技術(shù)：轉(zhuǎn)換設(shè)備可以在IPv4網(wǎng)絡(luò)和IPv6網(wǎng)絡(luò)之間進(jìn)行數(shù)據(jù)的傳遞，與NAT類似，但是這需要很多的資源，因此它的擴(kuò)展性是個(gè)問題。

3 實(shí)例分析

企業(yè)X和企業(yè)Y是長(zhǎng)期的合作伙伴關(guān)系，由于各自網(wǎng)絡(luò)需求，都將根據(jù)自身的業(yè)務(wù)來擴(kuò)展網(wǎng)絡(luò)，并將自己企業(yè)的網(wǎng)絡(luò)升級(jí)為IPv6網(wǎng)絡(luò)，而IPv6網(wǎng)絡(luò)在傳統(tǒng)的IPv4網(wǎng)絡(luò)上默認(rèn)是不能傳輸數(shù)據(jù)的。因此X企業(yè)和Y企業(yè)面臨的嚴(yán)峻問題就是：如何讓IPv6網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)無縫的在IPv4網(wǎng)絡(luò)上進(jìn)行傳輸。針對(duì)這一問題我們采用隧道技術(shù)進(jìn)行解決。圖1展示了兩個(gè)IPv6網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行數(shù)據(jù)通信的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。其中，左邊部分為企業(yè)X的網(wǎng)絡(luò)，右邊為企業(yè)Y的網(wǎng)絡(luò)，X與Y企業(yè)的網(wǎng)絡(luò)都升級(jí)成為IPv6網(wǎng)絡(luò)，X與Y企業(yè)網(wǎng)絡(luò)采用了OSPFv3路由協(xié)議，X與Y企業(yè)的外部路由器都運(yùn)行了IPv4協(xié)議和IPv6協(xié)議，作為孤島的IPv6網(wǎng)絡(luò)需要通過隧道在IPv4網(wǎng)絡(luò)上進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，本實(shí)驗(yàn)均采用Cisco路由器作為實(shí)驗(yàn)設(shè)備。在圖1中我們還可以觀察到各個(gè)設(shè)備對(duì)應(yīng)接口的IPv6地址。

3.1 企業(yè)局域網(wǎng)設(shè)計(jì)

下面我們以圖1中企業(yè)X的內(nèi)部網(wǎng)為例進(jìn)行介紹。該企業(yè)運(yùn)行IPv6網(wǎng)絡(luò)，采用OSPFv3協(xié)議，設(shè)備的配置代碼如下。

圖1 網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋱DFig.1 Network topology

3.2 配置隧道

采用隧道技術(shù)，可以充分利用現(xiàn)有的IPv4網(wǎng)絡(luò)條件，實(shí)現(xiàn)兩個(gè)IPv6網(wǎng)絡(luò)之間的通信，將IPv6孤島合并成更大的IPv6網(wǎng)絡(luò)，伴隨著技術(shù)設(shè)備的更換，最終將會(huì)調(diào)整到大型的純IPv6網(wǎng)絡(luò)。隧道技術(shù)是IPv6過渡的第一個(gè)機(jī)制，它目前在所有可用的IPv6中被廣泛地支持。隧道接口需要分配本地IPv4地址、遠(yuǎn)端IPv4地址和本地IPv6地址。

為了使企業(yè)X和Y的IPv6網(wǎng)絡(luò)連通，僅僅在OutRouterA、OutRouterB上配置隧道還是不夠的。還必須在隧道上啟用路由協(xié)議，此處采用的是OSPFv3路由協(xié)議。配置步驟如下：下面我們介紹OutRouterA的具體配置步驟，OutRouterB與此類同。

3.3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果測(cè)試

從上面的輸出結(jié)果可以看出，去往Y企業(yè)每條路由的下一條均為tunnel接口，也就是說，數(shù)據(jù)是通過隧道口進(jìn)行傳輸?shù)摹Ｏ旅嫖覀儗y(cè)試企業(yè)X和企業(yè)Y的內(nèi)部網(wǎng)連通性。

上面輸出可以確定X企業(yè)可以訪問Y企業(yè)網(wǎng)絡(luò)。

4 結(jié)束語(yǔ)

通過對(duì)IPv4協(xié)議和IPv6協(xié)議分析研究，利用思科模擬器完成本次組網(wǎng)設(shè)計(jì)，通過一個(gè)同時(shí)兼有IPv4網(wǎng)絡(luò)與IPv6網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)錇槔?，將隧道機(jī)制應(yīng)用于該網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)中，基本實(shí)現(xiàn)了前期設(shè)定的目標(biāo)，IPv6數(shù)據(jù)包成功的在IPv4網(wǎng)絡(luò)里進(jìn)行傳輸，使得IPv4網(wǎng)絡(luò)與IPv6網(wǎng)絡(luò)共同存在，成功組建了IPv6網(wǎng)絡(luò)。該拓?fù)浞治鰹橹行⌒推髽I(yè)部署以及建設(shè)IPv6校園網(wǎng)提供了一種相對(duì)比較完善靈活的解決方案。

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