【正文】 bw12022 骨干路由器位與天津節(jié)點（天津大學(xué)）和合肥節(jié)點（中國科技大學(xué)）之間，是整個 CERNET2 網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的組成部分之一。濟南節(jié)點是 CERNET2 上的 20 個核心節(jié)點之一。第一部分，CERNET2CERNET2 是中國下一代互聯(lián)網(wǎng)示范工程核心網(wǎng)絡(luò) CNGI 的重要組成部分，是世界上規(guī)模最大的純 IPv6 國家主干網(wǎng)。除了上海交通大學(xué)之外，還有浙江大學(xué)、電子科技大學(xué)和重慶大學(xué)（詳細內(nèi)容參見附錄三）等高校在 IPv6 校園網(wǎng)部署和 CERNET2 研發(fā)方面做了很多工作。上海交大作為全國三個地區(qū)主干節(jié)點之一，承擔(dān)了 CJ 上海 IPv6 城域網(wǎng)建設(shè)和相關(guān)應(yīng)用項目的開發(fā)工作。2022 年 6 月，從 CERNET 申請域名 ,建立若干 IPv6/4 雙棧的服務(wù)器。華東南地區(qū)網(wǎng)絡(luò)中心(上海交大)承擔(dān)其中 native ipv6 mail/dns 的研究子項目。1999 年 11 月，CERNETNokia 聯(lián)合開展 IPv6 方面的合作研究，利用 Nokia IP650 路由器實現(xiàn)試驗床地區(qū)網(wǎng)到國家網(wǎng)絡(luò)中心的互連。除了清華大學(xué)以外，上海交通大學(xué)在 CERNET2 的應(yīng)用和構(gòu)建 IPv6 校園網(wǎng)方面也作了一些工作。清華大學(xué)信息技術(shù)研究院大樓內(nèi)網(wǎng)絡(luò)布線除保證每個工作人員上網(wǎng)需要外，還給大樓內(nèi)輔助設(shè)施及管理人員留有足夠的網(wǎng)絡(luò)端口，此外，提供靈活安全的無線接入，滿足移動辦公和內(nèi)外技術(shù)交流的需求。在 IPv4 和 IPv6 的核心設(shè)備之間采用了全網(wǎng)狀 GE 鏈路連接，最大程度地保證了高性能和高可靠。項目采用多條萬兆鏈路和新一代體系架構(gòu)的萬兆路由交換平臺，匯聚和轉(zhuǎn)發(fā) IPv4 流量，構(gòu)架高安全性、高性能、高穩(wěn)定的 IPv4 網(wǎng)絡(luò)。標(biāo)志著我國下一代互聯(lián)網(wǎng)關(guān)鍵技術(shù)獲得重大突破。出于對性能和穩(wěn)定性的雙重考慮，網(wǎng)絡(luò)設(shè)備采用了紫光比威 IPv6 核心路由器 BE12408 和接入交換機 BS3250TGS/BS3226TGS。CERNET2 實驗網(wǎng)的開通，標(biāo)志著中國學(xué)術(shù)互聯(lián)網(wǎng)的 IPv6 之路已經(jīng)踏上征程，但是 IPv6 在高校中的大規(guī)模部署，依然需要解決網(wǎng)絡(luò)平滑過渡，IPv6 應(yīng)用與拓展等問題，清華大學(xué)信息技術(shù)研究院大樓項目標(biāo)志著 IPv6 邁出了在高校網(wǎng)絡(luò)中部署的第一步，該項目成功解決了 IPv6 與 IPv4 網(wǎng)絡(luò)相容共存、平滑過渡的問題，同時也是對無線應(yīng)用、綜合數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)承載等應(yīng)用的良好支撐，也初步顯示出 IPv6 在下一代校園網(wǎng)應(yīng)用中的巨大威力和潛力。最近，清華大學(xué)又在信息技術(shù)研究院大樓內(nèi)實現(xiàn)了 IPv6 的網(wǎng) 圖 41 中國自主知識產(chǎn)權(quán)的IPv6 核心路由器絡(luò)部署。2022 年 12 月 29 日，2022 年度中國通信學(xué)會科學(xué)技術(shù)獎頒獎大會在北京舉行，清華大學(xué)計算機系與清華紫光比威網(wǎng)絡(luò)技術(shù)有限公司共同研制的“IPv6 核心路由器”榮獲 2022年度中國通信學(xué)會科學(xué)技術(shù)一等獎。? 遠程醫(yī)療基于交互協(xié)同視頻會議技術(shù)進行實現(xiàn)遠程醫(yī)療，包括安全、可靠地傳輸醫(yī)學(xué)圖像和視頻，實現(xiàn)遠程協(xié)同診斷；基于 IPv6 的各種人體傳感器聯(lián)網(wǎng)，實現(xiàn)人體健康監(jiān)測。遠程儀器控制。先進制造:綜合利用遠程儀器控制和交互協(xié)同等下一代互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，實現(xiàn)協(xié)同設(shè)計、先進制造，為信息化帶動工業(yè)化的重大應(yīng)用示范；大型貴重儀器聯(lián)網(wǎng)，實現(xiàn)對儀器的遠程操作與控制；? 遠程儀器控制、虛擬實驗室建立具有實時遠程控制功能的虛擬現(xiàn)實環(huán)境，實現(xiàn)遠程儀器控制和虛擬實驗室，以及遠程控制信息傳輸?shù)母呖煽啃?、安全性和實時性，具有共享虛擬現(xiàn)實技術(shù)特性。? 大規(guī)模視頻會議、高清晰度電視建設(shè)純組播環(huán)境，提供服務(wù)質(zhì)量控制，實現(xiàn)基于組播、具有網(wǎng)絡(luò)性能保障的大規(guī)模視頻會議和高清晰度電視廣播應(yīng)用，這是只有高帶寬、高性能的下一代互聯(lián)網(wǎng)才能支持的典型應(yīng)用，具有交互協(xié)同技術(shù)特性。? 無線/移動應(yīng)用：智能交通建成下一代互聯(lián)網(wǎng)的高速無線/移動接入網(wǎng)絡(luò)，利用多種信息終端設(shè)備（包括：手機，可視手機，PDA 等）靈活方便地接入下一代互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)，實現(xiàn)全網(wǎng)漫游，保證移動過程中網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用的連續(xù)性和服務(wù)質(zhì)量，并安全、可靠地遠程控制各種信息家電。CERNET2 支持下一代互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用關(guān)鍵技術(shù)研究，開發(fā)和推廣具有比現(xiàn)在互聯(lián)網(wǎng)更大、更快、更安全可信、更及時、更方便、更可管理等技術(shù)特征的下一代互聯(lián)網(wǎng)典型應(yīng)用，特別是目前互聯(lián)網(wǎng)所不能提供的重大應(yīng)用：? 計算網(wǎng)格、數(shù)據(jù)網(wǎng)格：大規(guī)?？茖W(xué)計算建設(shè)擁有高性能計算資源的計算網(wǎng)格、擁有海量數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)網(wǎng)格，實現(xiàn)網(wǎng)格之間大容量、高可靠性的數(shù)據(jù)傳輸,實現(xiàn)分布式高速安全交易和全網(wǎng)計費審計，體現(xiàn)下一代互聯(lián)網(wǎng)端對端高性能傳輸?shù)募夹g(shù)特征，為具有大規(guī)模、多站點分布式計算和數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)特性的重大應(yīng)用提供服務(wù)。2022 年 1 月 15 日，包括美國 Inter2,歐盟 GEANT 和中國 CERNET 在內(nèi)的全球最大的學(xué)術(shù)互聯(lián)網(wǎng),在比利時首都布魯塞爾歐盟總部向全世界宣布,同時開通全球 IPv6 下一代互聯(lián)網(wǎng)服務(wù)。2022 年 8 月，CERNET2 計劃被納入由國家發(fā)展與改革委員會等八部委聯(lián)合領(lǐng)導(dǎo)的中國下一代互聯(lián)網(wǎng)示范工程 CNGI。2022 年在北京地區(qū)建成中國第一個下一代互聯(lián)網(wǎng)NSFCNET 和中國下一代互聯(lián)網(wǎng)交換中心 DRAGONTAP，并代表中國參加國際下一代互聯(lián)網(wǎng)組織，實現(xiàn)了與國際下一代互聯(lián)網(wǎng)的互聯(lián)。圖 41 CERNET2 網(wǎng)絡(luò)拓撲圖中國教育和科研計算機網(wǎng) CERNET 始建于 1994 年，是中國第一個采用 IPv4 技術(shù)的全國性互聯(lián)網(wǎng)，對中國互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展具有重大示范意義。CERNET2 主干網(wǎng)連接分布在我國 20 個主要城市的 CERNET2 核心節(jié)點，傳輸速率為~10Gbps，實現(xiàn)了全國 200 余所著名高校的高速接入，同時為全國其他科研院所和研發(fā)機構(gòu)就近接入提供條件。另外，該成果為“十五” 、863 計劃有關(guān)項目和科學(xué)院創(chuàng)新工程重點項目《IPv6 和寬帶網(wǎng)》課題的申請?zhí)峁┗A(chǔ)。同時，建立了完整的小型 IPv6 試驗網(wǎng)絡(luò)，并實現(xiàn)了與國際 IPv6 試驗網(wǎng)絡(luò) 6Bone 的連接，可以通過 IPv6 通道進行網(wǎng)絡(luò)傳輸服務(wù)。該成果IPv6 路由器可以提供 IPv4 和 IPv6 雙重協(xié)議棧的支持，實現(xiàn)了 IPv4 網(wǎng)絡(luò)和 IPv6 網(wǎng)絡(luò)互連平臺。為切實推動 IPv6 實用化，計算所還與包括中國網(wǎng)通、華為、諾基亞、Navtel等多家企業(yè)簽署了在下一代互聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域的戰(zhàn)略合作、技術(shù)轉(zhuǎn)讓和技術(shù)合作協(xié)議。同時，該網(wǎng)目前擁有穩(wěn)定的用戶，注冊用戶規(guī)模超過 1000，平均在線用戶規(guī)模超過 200 用戶，峰值達到 300～400 用戶同時在線，用戶來源廣泛，包括大學(xué)、居民小區(qū)和研究機構(gòu)等，并將在年內(nèi)繼續(xù)發(fā)展新的用戶。在該網(wǎng)絡(luò)平臺上，中科院系統(tǒng)開展了 IPv6協(xié)議一致性測試、IPv4/IPv6 轉(zhuǎn)換與互通、IPv6 網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控管理、IPv6 信息過濾、支持 IPv6 的有線無線綜合接入、支持 IPv6 的內(nèi)容分發(fā)、IPv6 DNS 根服務(wù)器、自適應(yīng) QoS 機制和 IPv6 典型應(yīng)用等一系列關(guān)鍵技術(shù)的研究，研發(fā)內(nèi)容先進而且豐富，超額完成國家規(guī)定任務(wù)。這一網(wǎng)絡(luò)的建成標(biāo)志著國產(chǎn)設(shè)備突破了 IPv6 的技術(shù)限制，并且證明國產(chǎn)設(shè)備已完全達到網(wǎng)絡(luò)建設(shè)的要求，具有起點高，業(yè)務(wù)豐富的特點。中科院計算所承擔(dān)了其中的“IPv6 關(guān)鍵支撐技術(shù)”和“城域示范”的研究任務(wù)。這些設(shè)備與思科、華為、Juniper、日立、佳訊飛鴻等公司的高端 IPv6 路由器、SUN 公司的支持 IPv6 的高端服務(wù)器、HP 公司的支持 IPv6 的移動終端等共同構(gòu)成了一個真實的、實用的 IPv6網(wǎng)絡(luò)環(huán)境。設(shè)在中科院計算所的實驗室用于構(gòu)建由多廠家設(shè)備共同組成的 IPv6 網(wǎng)絡(luò)試驗運行環(huán)境，提供IPv6 相關(guān)技術(shù)、產(chǎn)品、應(yīng)用、運營的實驗、試驗、驗證、示范、試用、互操作測試和技術(shù)交流的平臺，旨在全面推動 IPv6 技術(shù)的發(fā)展，促進 IPv6 在中國乃至全球的普及和應(yīng)用，探尋適合中國的 IPv6 總體解決方案和商業(yè)運營模式。2022 年 12 月 20 日在中科院計算所舉行了我國第一個“IPv6 推進開放實驗室”揭牌儀式。四、國內(nèi)外在 IPv6 方面的研發(fā)現(xiàn)狀和已有應(yīng)用（一）中國大陸科研機構(gòu)和高校的研發(fā)與應(yīng)用工作1．中國科學(xué)院 IPv6 項目中國科學(xué)院作為我國重要的科學(xué)研究機構(gòu)，在 IPv6 的研發(fā)方面也有一些新的進展。目前為止，還沒有一種過渡機制稱得上是標(biāo)準(zhǔn)，各有優(yōu)缺點。但當(dāng)網(wǎng)絡(luò)中的純 IPv4 客戶結(jié)點和純 IPv6 服務(wù)器結(jié)點通信時，還需要代理網(wǎng)關(guān)的支持。其他結(jié)點則被看成享用服務(wù)的節(jié)點，而不提供服務(wù)。所以，這種過渡機制簡單、直觀地解決了 IPv4 與 IPv6 之間的相互通信問題，但由于這種機制仍然需要為每一個 IPv6 結(jié)點配置一個 IPv4 地址，所以無法解決 IPv4 地址枯竭的問題。ISATAP on Cisco 的配置： 圖 311 ISATAP 在 cisco 路由器上的配置2．IPv4 網(wǎng)絡(luò)與 IPv6 網(wǎng)絡(luò)的通信就目前而言，IPv4 和 IPv6 結(jié)點之間通信的系統(tǒng)解決方案有 8 種之多，其中最為經(jīng)濟和常用的是雙棧協(xié)議模式。ISATAP 過渡技術(shù)不要求隧道端節(jié)點必須具有全球惟一的 IPv4 地址，只要雙棧主機具有 IPv4 單播地址即可，不管該地址公有的還是私有的都可以。 雙棧主機支持 ISATAP 后會自動在該隧道接口上生成本地鏈路的前綴（fe80::開頭）和 64 位的接口標(biāo)識符::0:5EFE:(這里的 是雙棧主機的 IPv4 單播地址。ISATAP 和 6to4 都是目前比較流行的自動建立隧道的過渡技術(shù)，都可以連接被 IPv4 隔絕的 IPv6 孤島，都是通過將 IPv4 地址嵌入到 IPv6 地址當(dāng)中，并將 IPv6 封包封裝在 IPv4 中傳送，在主機相互通信中抽出 IPv4 地址建立 tunnel。更重要的是站點主機可以平滑地過渡到 IPv6。采用這種機制，網(wǎng)絡(luò)站點可以不需要向注冊機構(gòu)登記處申請 IPv6 地址空間就可以自行配置 IPv6 地址。該站點的 IPv6 地址前綴包括：FP、TLA、NLA，總長度 48 位，表示方式是2022:V4ADDR::/48。3 13 32 16 64FP001TLA0X002NLAV4ADDRSLA ID子網(wǎng)號INTERFACE ID接口號圖 39 任一個 6to4站點的地址形式FP：格式前綴，值為 001TLA：頂級集聚標(biāo)識符，設(shè)置為 0X002 。這時的 IPv4 隧道終點的地址可直接從其 IPv6 地址域的地址前綴中獲得。這個封裝點可以看作是隧道的起始點，該邊緣路由器將隧道終點的 IPv4 地址作為 6to4 地址中的 IPv4。目的在于提供一個可行的混和階段的階段性過渡解決方案。各孤立的 IPv6 域可以由中繼路由器與其它純 IPv6 網(wǎng)絡(luò)通信。其特點在于特殊形式的IPv6 地址運用。 6to4 技術(shù)的優(yōu)點在于只需要一個全球唯一的 IPv4 地址便可使得整個站點獲得與其他 IPv6 站點的連接。利用 6to4 技術(shù)，站點可以立即開始升級到 IPv6，而不需要向地址注冊機構(gòu)申請 IPv6 地址空間。圖 37 6to4地址格式6to4 邊界路由器是隧道的端口，當(dāng)它接收到 IPv6 分組時，從 IP 頭標(biāo)的 IPv6 地址域中提取出隧道末端的 IPv4 地址后，將 IPv6 報文封裝在以此 IPv4 地址為目的地址的 IPv4 報文中，同時將 IPv4 報頭中的協(xié)議域字段設(shè)為 41。使用 IPv4 網(wǎng)絡(luò)連接和傳輸 IPv6 數(shù)據(jù)包,是一種自動建立隧道的方法。手工配置，主要用于長期穩(wěn)定的安全通信連接 圖 35 IPv6OverIPv4 GRE 隧道模式GRE on Cisco 配置：ipv6 unicastroutingipv6 cef!interface GigabitEther2/10 ipv6 address 2022:DA8:8000:111C::2/64 ipv6 cef!interface Tunnel9903 no ip address no ip routecache distributed ipv6 address 3FFE:3240::FFFF:0:8:2/112 tunnel source FastEther4/0/0 tunnel destination tunnel mode gre2) IPv6OverIPv4 手動隧道適合主機－主機，主機－路由器，路由器－路由器，是通過 IPv4 骨干網(wǎng)絡(luò)連接兩個 IPv4 域的永久連接，與 GRE 類似，只是封裝格式有所區(qū)別。上述這些系統(tǒng)的解決方案由于需要跨越不同的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議環(huán)境，所以，目前一般都必須采用隧道方式，所以這些系統(tǒng)解決方案都依賴隧道機制。（二）IPv4 向 IPv6 過渡技術(shù)1．各個 IPv6 孤島之間的通信目前這類問題的解決主要利用網(wǎng)絡(luò)結(jié)點（主要是路由器）的雙棧協(xié)議和在 IPv4 網(wǎng)絡(luò)中建立 IPv6隧道來實現(xiàn)，也就是 IPv6 over IPv4 隧道。目前可分為兩種不同的 NAT 技術(shù)：傳輸層 NAT；應(yīng)用層 NAT。這種自定義的地址可以與已定義的全球唯一的 IP 網(wǎng)絡(luò)地址重復(fù)。NAT 技術(shù)的使用本意在于緩解 IP 地址短缺的趨勢，這是一種從 “增加”可以實際使用 IP 地址的思路來解決地址短缺的問題。目前，隧道技術(shù)的實現(xiàn)主要有以下 4 種方式：手工配置隧道、IPv6 over IPvIPv6 to IPv隧道代理。 IPv4 報頭 原始 IPv6 報