通信与网络中的浅谈隧道机制下校园网通信与网络中的浅谈隧道机制下校园网IPv6演进的实现演进的实现
摘 要： 通过分析校园网业务状况和各种过渡技术的优劣，设计了网络部署方案，并实现以隧道机制为基础的校
园网IPv6演进的关键技术。 目前Internet的组成正处于IPv4向IPv6过渡的关键时期，世界各国IPv6的发展在
政府、科研机构以及运营商等层面逐渐呈现加速态势。美国、欧盟、日本等国家在2010年或实现IPv6网络全面
商用。由于某些客观条件的限制，IPv6网络在我国的发展还没有进入到广泛部署实施阶段。而高校校园网肩负
科研、应用以及教育信息化的重任，有很强的代表性。CERNET2正式提供服务，实现了全国200余所高校下一
代互联网IPv6的高速接入。 1 相关技术分析 IP
摘 摘 要：要： 通过分析校园网业务状况和各种过渡技术的优劣，设计了网络部署方案，并实现以隧道机制为基础的校园网IPv6
演进的关键技术。
目前Internet的组成正处于IPv4向IPv6过渡的关键时期，世界各国IPv6的发展在政府、科研机构以及运营商等层面逐渐呈
现加速态势。美国、欧盟、日本等国家在2010年或实现IPv6网络全面商用。由于某些客观条件的限制，IPv6网络在我国的发
展还没有进入到广泛部署实施阶段。而高校校园网肩负科研、应用以及教育信息化的重任，有很强的代表性。CERNET2正式
提供服务，实现了全国200余所高校下一代互联网IPv6的高速接入。
1 相关技术分析相关技术分析
IPv6网络演进难点集中在网络过渡的3个方面：IPv4和IPv6技术在网络中如何长期共存；IPv4和IPv6网络的互操作；
IPv4/IPv6综合网络应用需求的差异。目前主要的3种过渡技术为：双协议栈、隧道和协议转换。IPv6是Internet Protocol
Version 6的缩写，其中Internet Protocol译为“互联网协议”。IPv6是IETF（互联网工程任务组，Internet Engineering Task
Force）设计的用于替代现行版本IP协议（IPv4）的下一代IP协议。目前IP协议的版本号是4（简称为IPv4），它的下一个版本
就是IPv6。IPv6的普及一个重要的应用是将是网络实名制下的互联网身份证/VIeID，目前基于IPv4的网络之所以难以实现网络
实名制，一个重要原因就是因为IP资源的共用，因为IP资源不够，所以不同的人在不同的时间段共用一个IP，IP和上网用户无
法实现一一对应。在IPv4下，现在根据IP查人也比较麻烦，电信局要保留一段时间的上网日志才行，通常因为数据量很大，运
营商只保留三个月左右的上网日志，比如查前年某个IP发帖子的用户就不能实现。
1.1 3种主要过渡技术种主要过渡技术
双栈机制是处理过渡问题最简单的方式，通过在一台设备上同时运行IPv4和IPv6协议栈使得设备能够处理2种类型的协
议。主机根据目的IP地址决定采用IPv4还是IPv6协议收发数据包。双协议栈优点是互通性好、易于理解；缺点是需给每个运行
IPv6协议的设备和终端分配IPv4地址，不能解决IPv4地址匮乏问题。
隧道技术把IPv6数据报文封装在IPv4报文中，在隧道两端的节点必须支持双协议栈，这样IPv6网络可以通过IPv4网络通
信。隧道技术只要求在隧道的入口和出口进行修改，对其他部分没有要求，技术实现容易。隧道技术（Tunneling）是一种通
过使用互联网络的基础设施在网络之间传递数据的方式。使用隧道传递的数据（或负载）可以是不同协议的数据帧或包。隧道
协议将其它协议的数据帧或包重新封装然后通过隧道发送。新的帧头提供路由信息，以便通过互联网传递被封装的负载数据。
其优点在于隧道的透明性，IPv6主机之间的通信可以忽略隧道的存在，可以减少投资成本。
协议转换将发往IPv6节点的IPv4报头按字段逐一翻译成IPv6报头；或反之，使之可被目的节点正确接收。这种转换对上层
协议是透明的，利用转换机制可以在纯IPv6节点和纯IPv4节点之间建立通信，无需修改应用软件。优点在于实现IPv6和IPv4网
络的直接互通，现有IPv4用户不需要任何升级便可实现与IPv6用户通信。
1.2 校园网校园网IPv6演进关键指标及构架演进关键指标及构架
不同规模的校园网对IPv6有不同需求。作为一个全新的网络实践，IPv6网络发展的每个阶段都会对IPv6校园网的网络结构
设计和功能产生影响。一个典型意义的IPv6校园网应用如图1所示。
判断网络演进是否成功的关键指标主要为以下判断网络演进是否成功的关键指标主要为以下4点：点：
（1）演进后校园网络是否能为终端分配IPv6地址；
（2）演进后校园网络是否支持IPv6的路由协议；
（3）演进后校园网络是否支持IPv6到IPv4的数据包穿透；
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