IPV6及其在校园网的实施与部署.
IPv6背景下的校园网络管理与运用
IPv6背景下的校园网络管理与运用前言目前我们使用的第二代互联网IPv4技术，其核心技术属于美国。
随着中国以及其他国家互联网技术的迅速发展，第二代互联网IPv4技术难以克服的弊端逐渐显露，主要表现在两个方面：一是地址资源数量的限制，已经严重地制约了中国及其他国家互联网技术的应用和发展。
另一方面是随着电子技术及网络技术的发展，计算机网络将进入人们的日常生活，可能身边的每一样东西都需要连入全球因特网。
在这样的环境下，IPv6应运而生。
IPv6的主要特点：（1）相比IPv4，IPv6有更大的地址空间，其地址空间增大了2的96次方倍，可以大大满足人们的需求。
（2）IPv6具有更好的、灵活的头部格式，字段只有8个，加快报文转发和处理速度，提高了吞吐量。
（3）IPv6具有更高的安全性。
（4）扩大了支持的服务类型数目。
（5）允许协议继续演变，增加新的功能，使之适应未来技术的发展。
由于IPv6技术的发展，将极大的改变人们的生活方式、学习方式、工作方式，信息素养将成为未来普通公民不可或缺的基本素质之一。
因此，信息技术在学校普及显得迫在眉睫，而就像学外语需要有语言环境一样，普及信息技术也需要有一个好的环境。
而校园网就能提供这样一种环境，人们可以利用它进行工作、交流和学习，因此在经济条件允许的情况下，应尽快尽早的建设IPv6环境下的校园网。
校园网是一个以计算机网络为主要平台，将高性能的网络设备互连，从而形成具有信息资源共享的综合性网络系统，从而达到服务于学生、教师和学校目的，进而推动教育技术改革、优化现代育人环境的进步和发展，其核心是应用于教育教学、服务于教育教学，其基本特征和本质是信息资源共享和实用性。
其主要实现的功能：（1）以学生为主体的服务，促使学生学习最优化，，使得学生能及时、方便、有效的和老师沟通和交流，同时能及时获取老师以及学校发布的公共信息。
（2）以教师为主体的教育教学服务，促使教育教学最优化，教师可以借鉴其他老师优秀的教学成果和教学思路，使其能够为己利用，达到“它山之石可以攻玉”的效果。
高校IPv6校园网组网方案和网络安全规划及运营方案
高校IPv6校园网组网方案和网络安全规划及运营方案目前，各高校的校园网主要以IPv4网络为主，但是，在很多学校的校园网中IPv4网络存在IP地址资源短缺、QoS、安全等问题。
同时，高校作为学术研究的基地，建立起IPv6校园网以推动高校师生对IPv6技术的研究和实践，抢占IPv6技术制高点同样有迫切的需求。
锐捷推出的高校IPv6校园网解决方案，遵循保证现有IPv4应用的正常应用，网络具有扩展性，最大限度地保护既有投资，网络方案要能够满足发挥IPv6的技术优势，支持IPv4业务与IPv6业务的互通、设计良好的网络安全规划、考虑IPv6网络对用户认证和计费方式的支持等网络建设原则。
IPv6校园网组网方案建立IPv6校园网主要应当考虑校园网升级支持IPv6业务和采用同时支持IPv6/IPv4网络设备进行新建校园网建设两种情况，这里提供四种方案供参考。
方案一：隧道模式，升级核心快速实现IPv6接入适用对象：校园网中存在大量IPv4设备没有IPv6功能，或者不能升级到IPv6，快速将网络均升级为IPv6需要较长的时间。
为了保护IPv4投资，同时又需要让新增用户使用IPv6业务，可以采用此方案。
组网模式：升级的重点在于核心层。
原有IPv4网络不进行改造，在核心增加一台支持IPv6 业务的核心交换机（锐捷RG-S8600）或者更换原有的核心交换机为锐捷RG-S8600。
核心交换机开启双栈功能，向上连接IPv6网络，向下开启ISATAP隧道功能，开启IPv6/IPv4主机可采用ISATAP 隧道方式直接接入核心交换机。
网络中其余设备均无任何变化，原有IPv4业务正常运行。
方案优势：只需增加一台支持IPv6业务的核心设备，其余设备保持不变，保护原有投资。
只需简单开启ISATAP隧道功能即可，快速实现校园网IPv6主机接入。
新增的IPv6用户可以正常访问IPv6网络及IPv6业务。
原有IPv4业务不产生任何变化，正常运行。
IPv6校园网的设计与部署
2、设备配置
2、设备配置
设备配置主要包括路由器、交换机、防火墙等设备的配置。应按照网络拓扑 结构和设备准备情况，对设备进行相应的配置，确保网络的连通性和安全性。
3、安全策略
3、安全策略
为了保证IPv6校园网的安全性，应制定完善的安全策略。例如，可以采取 IPSec、NAT-PT等协议进行安全防护，也可以通过访问控制列表（ACL）限制用户 的访问权限。
一、IPv6校园网设计的背景及意 义
一、IPv6校园网设计的背景及意义
互联网的迅速发展使得IPv4空间逐渐耗尽，难以满足日益增长的网络需求。 IPv6协议作为下一代互联网协议，具有无穷的空间和更好的安全性，能够为校园 网用户提供更快速、更稳定的网络体验。因此，设计部署IPv6校园网具有重要的 现实意义和长远的发展价值。
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2、故障排除
2、故障排除
当网络出现故障时，应及时采取措施进行排除。应建立健全的故障处理机制， 对故障进行分类和优先级排序，确保故障能够及时得到解决。
3、性能分析
3、性能分析
为了不断提升网络的性能和优化网络结构，应进行性能分析。可以通过监控 工具采集网络运行数据，对网络流量、延迟、丢包率等指标进行分析，以便及时 发现并解决网络瓶颈。
二、设计前的准备
1、需求分析
1、需求分析
在设计IPv6校园网之前，首先要进行需求分析，了解学校对网络的需求和预 期。例如，需要了解学校现有的网络架构、网络设备、用户数量等信息，以便为 设计提供参考。
2、网络拓扑结构
2、网络拓扑结构
根据需求分析结果，设计合理的网络拓扑结构。考虑到IPv6协议的特点，建 议采用分层次的网络结构，如核心层、汇聚层和接入层，以便于网络的维护和管 理。
IPv6网络在高校校园网中的建设与实践
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Ｉｖ Ｐ ６网络 在 高校 校 园 网中 的建设 与实 践
郑 涛 海
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关 键 词 ： ｖ ； 园 网 ； 协 议 栈 Ｉ ６校 Ｐ 双
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文 献 标 识码 ： Ａ
文章 编 号 ：０ ９ ３ ４ （０ ０ ３ — ７ ６ ０ １ ０ — ０ ４ ２ １ ）１ ８ ３ — ２
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IPv6与校园网建设
IPv6与校园网建设【摘要】本文主要探讨了IPv6技术在校园网中的应用问题。
其中，涉及到了地址自动配置、邻居发现协议、路由协议以及IPv4到IPv6的过渡技术。
【关键词】IPv6校园网；邻居发现协议；IPv4到IPv6此前，因为美国对IPv6技术的冷淡以及下一代互联网应用点稀少的原因，IPv6一直多处于实验阶段。
而随着物联网的发展，IPv6也重新引起了美国国防部以及思科、3COM等公司的高度关注。
全球再度兴起了IPv6研究热。
1.IPv6IPv6（Internet Protocol Version 6）是互联网协议第6版，目前IP协议是第4版（简称IPv4）。
IPv6也称IPng，是IETF （Internet Engineering Task Force，互联网工程任务组）设计的下一代IP协议。
1.1 IPv6产生的原因1）IPv4自身缺陷：IPv4技术的最大问题是网络地址资源短缺。
从理论上讲，编址1600万个网络、40亿台主机。
但采用A、B、C三类编址方式后，可用的网络地址和主机地址的数目大打折扣，以至目前的IP地址近乎枯竭。
[1]此外，IPv4在路由表膨胀、安全性、服务质量及移动性上也存在问题。
2）网络技术的发展：随着互联网的发展，尤其是物联网技术的发展，不仅是移动设备，如手机、PDA（个人数字助理）、掌上电脑、家庭网络接入设备（HAN）等需要上网，就连家电（如洗衣机、微波炉、空调、热水器等）、汽车、相机、手术刀等也存在联网的必要。
因此，网络技术的日新月异，尤其是物联网的诞生，也迫使IP地址空间要更多而功能上也要更强。
1.2 IPv6替代IPv4的必然性这主要是由IPv6自身的优势决定的：1）更大。
IPv4中最大地址个数为232，而IPv6中最大地址个数为2128。
与IPv4地址空间相比，其地址空间增加了296。
2）更小。
IPv6采用聚类（Aggregation）的机制，定义了灵活的层次寻址及路由结构，这样显著减少了路由器必须维护的路由表项目，从而降低了路由器寻址和存储的开销。
IPv6校园网解决方案建议书模板—2完整篇.doc
IPv6校园网解决方案建议书模板—4第2页图2-1 园区网典型组网方案—升级现有IPv4网络（图1）这种组网只适用少量IPv6/IPv4双栈用户的情况。
首先，由于用户直接接入核心设备，应避免核心设备的负担过重；其次，可以分别针对每个用户的IP 地址、VLAN 、端口作相应的策略，避免IPv6业务对原有网络的影响，同时保障核心设备的安全。
当IPv6/IPv4用户数量较大时，依然采用上述组网方式会使得配置太繁琐，而且大量的流量直接上传至核心设备会对原有业务造成不必要的冲击。
由于园区网中可能存在IPv6用户相对集中的节点，如，驻地网当中的IPv6试验网，或IPv6研究性质的网络，或者园区网中的IPv6用户数量较多。
针对这种情况，建议先用一个双栈低端设备作一次汇聚。
这类节点下的IPv6主机可使用IPv6接入交换机接入后，通过双议书栈直接上联至核心交换机；也可以根据网络实际情况，在IPv6接入交换机与双栈核心交换机间采用IPv6 over IPv4隧道方式连接，以穿过核心交换机与主机间可能存在的IPv4网络。
从整网的角度来看，这样的组网也具有更好的可扩展性。
根据实际用户的带宽情况，可以采用H3C E500系列交换机提供高性价比的IPv6安全防护、全千兆、弱IPv6三层特性的桌面级连接。
通过升级，原有的IPv4网络下的IPv4用户的业务不受影响。
新增的IPv6/IPv4双栈用户可以正常访问IPv6网络和IPv6业务以及IPv4网络和IPv4业务。
在IPv6建设初期，IPv6业务资源相对较少，因此需要考虑纯IPv6（Native IPv6）用户对于现有IPv4业务资源的访问。
同时，IPv4用户也会有访问IPv6业务资源的需求。
为实现这两种可能的业务互访的需求，需要考虑如何放置NA T-PT设备。
如果要访问的业务位于园区网内部，可以考虑在业务服务器出口处放置双栈路由器（如，SR路由器系列，或者支持NA TPT的SecBlade 系列的防火墙产品），完成NAT-PT功能；如果要访问的业务位于园区网外部，由于出口路由器也需要升级为双栈，因此可以考虑在园区网出口的路由器上实现NA T-PT功能。
校园网中ipv6的应用及其设计实现毕业设计
校园网中ipv6的应用及其设计实现关键词：ipv6；校园网；应用；设计摘要：校园网是高校师生进行信息沟通和交流的重要渠道，而高校的技术优势也让ipv6在校园网中的试点成为了可能。
论文首先对ipv4和ipv6进行了简要介绍，并对ipv6在校园网中应用和设计的有关情况进行了分析和探讨。
一、引言自从诞生那天开始，internet技术就以一个非常迅猛的速度快速发展着，尤其是在www服务得到高度普及之后，网络节点的数量更是以几何级数增长。
由于当前互联网所采用的是tcp/ip 协议，因此，ip地址对于通信的顺利完成就起到一个非常重要的作用。
随着近年来互联网的高速发展，ipv4地址资源已经呈现出即将枯竭的趋势，为了解决这一问题，ietf专家组在经过了大量的研究和分析后，设计出了ipv6，即新一代的核心通信协议。
由于在地址空间的设计上采用的是128位的长度，因此ipv6有效的解决了ipv4地址匮乏的问题，加之在网管、路由、协议、安全等方面ipv6均以形成了较为完善的标准，因此它取代ipv4的地位已经成为了必然。
二、ipv4、6的三种过渡技术（一）双协议栈所谓双协议栈，就是指网络中的某一个节点同时支持ipv4、6两种协议，之所以能够达到这一效果，主要是因为ipv4、6是两种功能相近、基于相同物理平台的协议，并且其上所加载的tcp、udp协议并没有任何区别，因此，支持双协议栈的节点能够同时对ipv4或ipv6的分组进行接收、处理和发送。
双协议栈的协议结构如图1所示。
图1 双协议栈结构图由图1我们可以看出，双协议栈是将某一台服务器作为主机，该主机同时支持ipv4、ipv6两种协议，能够单纯的与ipv4或ipv6主机进行通信，也就是说，它的工作方式有三种：1.只作为ipv4的通信节点。
2.只作为ipv6的通信节点。
3.同时进行两种协议，成为双栈节点。
在处理过渡问题的方法中，双栈协议无疑是最为简单和广泛的一种，由于该方法的实现相对容易，因此是目前解决ipv4和ipv6兼容的最直接手段。
应 用 IPv6 设 计 部 署 校 园 网
三门峡职业技术学院毕业设计（论文）题目应用 IPv6 设计部署校园网系别信息工程系专业计算机网络技术姓名吴永指导教师吕钰婕目录摘要 (4)关键字 (4)Abstract (5)第一章前言 (6)1.1 IPv6简介 (6)1.1.1 格式和结构 (6)1.1.2 地址配置 (7)1.1.3 安全 (7)1.1.4 操作系统支持 (7)1.2 IPv6校园网建设的必要性 (7)1.3 课题来源 (8)第二章下一代互联网部署现状 (10)2.1 国外下一代互联网部署现状 (10)2.2 国内下一代互联网部署现状 (11)第三章IPv6校园网设计原理 (14)3.1 设计原则 (14)3.2 总体框架 (14)3.3 网络设计 (15)3.3.1 网络层次划分 (15)3.3.2 地址规划 (15)3.3.3 路由策略 (16)3.3.4 DNS域名系统 (19)3.3.5 过渡方案 (21)3.4 网络与信息系统运行管理体系 (22)3.4.1 传统的网络管理的功能划分 (23)3.4.2 面向下一代互联网的网络管理 (23)3.5 网络与信息安全保障体系 (26)第四章郑州大学城IPv6网络部署 (28)4.1 总体目标 (28)4.2 建设内容 (28)4.3 通信基础设施 (28)4.4 计算机网络 (29)4.4.1 层次划分和设备选型 (29)4.4.3 路由策略 (31)4.4.4 综合接入系统 (32)4.4.5 无线网络系统 (36)4.5 IPv4/IPv6一体化网络管理系统 (40)4.6 实验与测试 (41)4.6.1 实验1：综合测试 (41)4.6.2 实验2：IPv6-Over-IPv4隧道 (43)4.6.3 实验结论 (45)第五章结束语 (46)5.1 主要完成的工作 (46)5.2 存在的问题 (46)5.3 下一步工作展望 (46)致谢 (48)参考文献 (49)摘要IP地址空间不足等问题已成为互联网发展的瓶颈，现有的互联网协议IPv4无法满足发展的需要。
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二 IPV6基础
IPv6地址表示
IPv6 地址分类
• 单播（Unicast）：仅标识一个接口的地址 • 组播（Multicast）：标识一组接口的地址，发往多播 地址的包会传递给由该地址标识的所有接口 • 泛播（Anycast）：标识一组接口的地址，发往联播 地址的包会按照路由协议对于距离的度量标准，传 递给由该地址标识的所有接口中距离原地址最近的 接口，形式同单播。 • IPv6中没有广播地址（Broadcast）功能由组播地址实 现。
IPv4的自动配置
• DHCP 方式
– 需要有专用的DHCP Server – 没有普遍适用性
• 对非专业人员过高的技术要求 • 浪费了网络管理人员过多的时间
IPv6的自动设置
• 提供了Stateless 和Stateful 两种即插即用方 式
• 使用Link Local Address 无需Router或Server • Stateless mechanism - 路由器发布路由前缀 • Stateful mechanism - DHCP Server
• Mobile IPv6 和Mobile IPv4相比，有很多 显著的优点，3GPP Release要求使用IPv6 。
– – – – – 提供公有地址，避免NAT，地址数量增加 消除三角路由问题，路由优化 无HA单点故障 自动配置能力简化COA地址 不再需要FA
Overview of Mobile IPv6
CN
41. MN obtains Local IP address using stateless or stateful autoconfiguration – Neighbor Discovery • 2. MN registers with HA by sending a Binding Update • 3. HA intercepts traffic for registered MN and tunnels packets from CN to MN • 4. MN sends packets from CN directly or via HA using Tunnel
IPv6 的直接价值
• • • • • 巨大的地址空间 自动配置 移动性 安全 报头简化, 路由优化
地址空间
• IPv4 32bits
– IPv4 提供 2^32 个地址 =4,294,967,296 =40亿地址
• IPv6 128bits
– IPv6 提供2^128个地址 =340,282,366,920,938,463,463,374,607,431,770,000,000 =340 billion billion billion billion地址
What Is VLSM and Why Is It Used?
Route Aggregation
NAT Benefits
• Eliminates re-assigning each host a new IP address when changing to a new ISP • Eliminates the need to re-address all hosts that require external access, saving time and money • Conserves addresses through application portlevel multiplexing • Protects network security
一 IPV4及其缺陷 二 IPV6基础 三 IPV6的实施与部署 四 问答
一 IPV4及其缺陷
IP V4 Addressing Format
Consecutive Decimal and Binary Values
IP Address Range
IPv4 Address Allocation
• 简化网络管理
• 极低的网络维护成本
• 很容易重新获取地址
IPv6 增强对移动的支持
• IPv6 设计时即考虑了移动的支持
– Mobile IPv4 是补丁协议
• Mobility is not an “Add-on” features • 没有单点故障 • 更好的扩展性, 更好的性能
Mobile IPv4 to IPv6
假设每个IPv4和IPv6 地址的重量都是1克
• 整个 IPv4 地址空间的 重量大约是纽约市帝 国大厦重量的1/17。 • IPv6 地址空间的重量将 是地球的 567 亿倍！
Vs.
IPv6实际可提供的地址空间
由于地址空间的层次化等原因, IPv6实际可提供的空间 为363 Billion, 以2020年全球100亿口计算, 平均每人拥 有36个地址.
Unicast
• • • • Aggregatable global unicast address Link-local address Site-local address Special address
Special Address
• Unspecified Addresses
– 0:0:0:0:0:0:0:0 类似与IPv4的0.0.0.0, 标识缺乏地 址，只能作为源地址出现
IPv4- NAT
• NAT技术的产生大大延缓了IPv4地址耗尽的问题, 同时也带来很多问题:
– – – – – – – – 破坏了Internet 最初的全球唯一地址的模型 破坏了永久在线的模式 破坏了Internet最初的端到端模式 破坏了某些应用: VOIP 破坏了某些安全协议: IPsec 破坏了某些QoS功能 增加了错误的安全感 增加了隐性费用:地址转换带来的性能和设备浪费
• Lookback Address
– 0:0:0:0:0:0:0:1, 类似于IPv4的127.0.0.1, 标识本 机。
• Compatibility Address
IPv6地址范围
IPv6 Host address
• link-local address for each interface • Unicast addresses for each interface (which could be a site-local address and one or multiple aggregatable global unicast addresses) • The loopback address (::1) for the loopback interface