科学论坛 ●Ｉ ＩＰＶ６下的校园网建设与应用 周兆永 王（１．西北农林科技大学陕西杨凌园ｚ赵陕西颖。 永寿７１３４００： 陕西咸阳渭城区农林局７１２０００） ７１２１００： ２．陕西咸阳永寿县中学［摘要】ＩＰｖ６协议作为下一代的因特网协议，已在因特网中得到一定程度的应用，本文对ＩＰｖ６与ＩＰｖ４进行了对比，阐述了校园网从ＩＰｖ４过渡到ＩＰｖ６的 几种策略，探讨了ＩＰｖ６在校园网中的应用，最后展望了ＩＰｖ６在校园网中的应用前景。 ［关键词】ＩＰｖ６过渡策略校园网应用 中图分类号：ＴＰ３９１ 文献标识码：Ａ 文章编号：１００９—９１４Ｘ（２０１０）３０—０４１３一Ｏｌ 引盲 今天的互联网大多数运行于ＩＰｖ４协议之上，ＩＰｖ４协议经过２Ｏ多年的应 用，取得了巨大的成功，但是随着互联网的迅速发展、应用范围的扩大，它 也面临着越来越不容忽视的危机，如地址匮乏（即ＩＰｖ４定义的有限地址空间 将被耗尽）和路由表急剧膨胀等等，因此，ＩＥＴＦ提出了下一版本的互联网协 议，ＩＰｖ６应运而生。ＩＰｖ６重新定义了地址空间，有效地扩大了地址空间［１ ］ 依托校园网为实际背景，探讨基于ＩＰｖ４向ＩＰｖ６过渡技术路线以及ＩＰｖ６ 在校园网中的应用。这对于基于ＩＰｖ６的校园网为学校的人才培养、学科建设 和科研工作服务具有一定的现实意义。 １ ｌＰｖ８的特点和优点 与ＩＰｖ４相比，ＩＰｖ６具有以下优点： （１）地址空间更大：ＩＰｖ６地址的长度由ＩＰｖ４的３２位扩展至ｌ２８位后， 可产生２１２８—１个地址。支持更多的地址层次、更大数量的节点以及简单的 地址自动配置。 （２）路由表较小：ＩＰｖ６的地址分配一开始遵循聚类（Ａｇｇｒｅｇａｔｉｏｎ）原则， 这使得路由器在表示一片子网能用路由表中的一条记录（Ｅｎｔｒｙ）来表示，路由 器中路由表的长度大为缩短，路由器转发数据包的速度得到提高。 （３）增强的组播（Ｍｕｌｔｉｃａｓｔ）支持以及流控支持（Ｆ１０ｗ—ｃ０ｎｔｒｏ１）：这使 得网络上的多媒体应用从ＩＰｖ４过渡到ＩＰｖ６有了长足发展的机会，为服务质量 （Ｑ０ｓ）控制提供了良好的网络平台。 （４）对自动配置（Ａｕｔｏ—ｃｏｎｆｉｇｕｒａｔｉｏｎ）的支持：这是对ＤＨＣＰ协议的改 进和扩展，使得网络（尤其是局域网）的管理更加方便和快捷。 （５）更高的安全性：在使用ＩＰｖ６的网络中，用户可以对网络层的数据进 行加密并对ＩＰ报文进行校验，极大的增强了网络安全。 ２校■嘲从ＩＰｖ４过渡劐ＩＰｖ８的几种策略 在目前的ＩＰｖ４协议下，现有地址中的６０％已经分配光了，明显制约着 互联网的发展。目前我国有大约有３．２亿多学生，现在校园里的ＩＰ地址十分 紧张，而且会越来越紧张。校园网从ＩＰｖ４过渡到ＩＰｖ６十分必要。 目前，世界上最大的ＩＰｖ６试验网络ＣＮＧＩ在我国建成，我国成功迈出 了通向未来通信的关键一步，同时也形成了教育网试验先行，商用网稳步跟 上的低风险道路。那么作为高校校园网络如何完成从ＩＰｖ４到ＩＰｖ６的转换是 ＩＰｖ６发展需要解决的第一个问题。目前，ＩＥＴＦ已经成立了专门的工作组，研究 ＩＰｖ４到ＩＰｖ６的转换问题，并且已提出了很多具体的策略，比如说双协议栈技 术、隧道技术、网络地址转换／协议转换技术及相关经验 ］。 ２．１双协议栈技术 双协议栈（ｄｕａｌ ｓｔａｃｋ）是指在完全过渡到ＩＰｖ６之前，使一部分主机和路 由器装有两个协议栈，即一个ＩＰｖ６和一个ＩＰｖ４。若一台主机能支持ＩＰｖ６和 ＩＰｖ４两种协议，那么该主机既能与支持ＩＰｖ４协议的主机通信，又能与支持ＩＰｖ６ 协议的主机通信，这就是双协议栈技术的工作原理。可以看出，具有双协议栈 的主机或路由器应当有两个ＩＰ地址：一个ＩＰｖ６地址和一个ＩＰｖ４地址。双协 议栈主机使用域名系统ＤＮＳ来查询，若ＤＮＳ返回的是ＩＰｖ４地址，双协议栈源主 机就使用ＩＰｖ４地址，当ＤＮＳ返回的是ＩＰｖ６地址时，源主机就使用ＩＰｖ６地址。 ２．２隧道技术 隧道技术（Ｔｕｎｎｅ １）是将ＩＰｖ６数据报在即将进入ＩＰｖ４区域时，封装成为 ＩＰｖ４数据报，将整个ＩＰｖ６数据报封装成为ＩＰｖ４数据报的数据部分。当ＩＰｖ４ 数据报离开ＩＰｖ４区域时，再将其数据部分交给主机的ＩＰｖ６协议栈，这就好像 打通了一个“ＩＰｖ６隧道 以实现在当前ＩＰｖ４网络中的ＩＰｖ６节点与ＩＰｖ４节点 之间的ＩＰ通信。 ２．３网络地址转换／协议转换技术 阿络地址转换／协议转换技术ＮＡＴ－ＰＴ（Ｎｅｔｗｏｒｋ Ａｄｄｒｅｓｓ Ｔｒａｎｓｌａｔｉｏｎ— Ｐｒｏｔｏｃｏｌ Ｔｒａｎｓｌａｔｉｏｎ）也叫转换网关技术，它除了要进行ＩＰｖ４地址和ＩＰｖ６ 地址转换外，还要包括协议并进行翻译。通过与ｓＩＩＴ（ＳｔａｔｅｌｅｓＳ ＩＰ／ＩＣＭＰ Ｔｒａｎｓｌａｔｉｏｎ，无状态ＩＰ／ＩＣＭＰ转换）协议转换和传统的ＩＰｖ４下的动态地址翻 译（ＮＡＴ）以及适当的应用层网关（ＡＬＧ）相结合，可在ＩＰｖ４和ＩＰｖ６网络之间转换 ＩＰ报头的地址，同时根据协议不同对分组做相应的语义翻译，从而使纯ＩＰｖ４和 纯ＩＰｖ６站点之间能够透明通信。 ２．４ ６ ｔｏ ４技术 ６ｔｏ４是一种自动构造隧道的方式，它只需要一个全球惟一的ＩＰｖ４地址便 可使得整个站点获得ＩＰｖ６的连接。在ＩＰｖ４ ＮＡＴ协议中加入对ＩＰｖ６和６ ｔｏ ４的支持，是一个较好的过渡方案。６ｔｏ４采用特殊的ＩＰｖ６地址使在ＩＰｖ４网络 中的ＩＰｖ６节点能相互连接。此时ＩＰｖ６的出口路由器与其他的ＩＰｖ６域建立隧 道连接。 ２．５ ６ ｏｖｅｒ ４技术 ６ ｏｖｅｒ ４是一种点到点、点到路由和路由到点的自动隧道技术，它被 用作通过ＩＰｖ４内部网的ＩＰｖ６节点之间的单点或多点连接。这种隧道端点的 ＩＰｖ４地址采用邻居发现的方法确定。６ ｏｖｅｒ ４不需要任何地址配置，也不要 求使用ＩＰｖ４兼容的ＩＰｖ６地址，但是采用这种机制的前提就是ＩＰｖ４网络基础 设施支持ＩＰｖ４多播。这里的ＩＰｖ４多播域可以是采用全球唯一的ＩＰｖ４地址的 网络，或是一个私有的ＩＰｖ４网络的一部分。 上述已有的过渡方案中，大部分方案都是针对某一种问题而提出，这些过 渡方案不是普遍适用的，每一种方案都适用于一种或几种特定的网络情况，且 往往需要和其它的技术组合使用。在实际应用时需要综合考虑其实际情况来 制定合适的过渡策略。 ３校园网上ＩＰｖ８应用 目前，世界上最大的ＩＰｖ６试验网络ＣＮＧＩ在我国建成，中国成功迈出 了通向未来通信的关键一步，同时也形成了教育网试验先行，商用网稳步跟 上的低风险道路。 基于ＩＰｖ６的校园网的建成，远程教育在下一代互联网中将会更加突出 它的优势。它将完全抛开时间、空间教学，最大化地发挥出远程教育的优势 来。对于互动性、适时性极强的课堂教学都将变成现实，例如：在下一代互联 网中老师可以利用网络来指导学生阅读，由于视频会议系统的应用，将来的 跨国界的学生可以通过视频通话，这样可以提高学生的学习能力和创造能力。 种种现象表明：随着网络的发展将会刨造一个全新的教学环境 在下一代互联网时代，数字图书馆方面将会有很大的改观 我们在图 书馆中找信息会更快，并且是声像并茂的，同时也可以实现分类地去管理。此 外，一些平日里难以见到的信息都可以在这里找到。 目前，高校校园网中的各种应用如ＩＰＴＶ，ＶＯＤ，ＦＴＰ等在基于ＩＰｖ４网络运 行的同时，也面向ＩＰｖ６网络开放，进一步充实了ＩＰｖ６的资源。 结语 下一代互联网的发展，使世界互联网经济面临着重新洗牌，这给很多国家 提供了新的机会。服务于我国教育科研的各校园网，应该大力推进ＩＰｖ６的网 络建设，并积极开发和部署基于ＩＰｖ６的各种应用，为ＩＰｖ６试验先行开辟道 路，使校园网的建设和发展能够跟上时代的进步和科技的发展，从而使校园 网在学校的人才培养、学科建设和科研工作方面发挥更大作用。 参考文献 Ｌｌ Ｊ Ｈｉｎｄｅｎ Ｒ．ＩＰ ｖｅｒｓｉｏｎ６ ａｄｄｒｅｓｓｉｎｇ ａｒｃｈｉｔｅｃｔｕｒｅ［Ｓ］．ＲＦＣ２３７３． １９９８． ［２］乔月圆，从ＩＰｖ４过渡￣ＵＩＰｖ６的几种策略［Ｊ］．黄冈职业技术学院学报， ２００６． 科技博览ｌ ４１３