【正文】 絡(luò)的擴(kuò)展，預(yù)留相應(yīng)的地址段。在客戶(hù)端方面同樣也需要全校各客戶(hù)端PC逐步將網(wǎng)絡(luò)協(xié)議升級(jí)到IPVDHCPv6以獲取自動(dòng)分配的IPV6地址以及配置信息與參數(shù)。目前很多校園網(wǎng)的IPV4地址分配主案是采用DHCPv4服務(wù)器自動(dòng)分配的[24]。而校園網(wǎng)是一個(gè)有組織有管理的局域網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，在網(wǎng)絡(luò)地址方面最好能做到進(jìn)行嚴(yán)格的控制與確切的分配，并且除了地址外，還有其他的一些配置信息與參數(shù)需要站點(diǎn)用戶(hù)去自動(dòng)獲取，所以IPV6地址分配選擇有狀態(tài)自動(dòng)配置方案。所以IPV6協(xié)議定義了有狀態(tài)和無(wú)狀態(tài)兩種地址自動(dòng)配置機(jī)制。IP地址的規(guī)劃應(yīng)盡可能和網(wǎng)絡(luò)層次相對(duì)應(yīng)，應(yīng)該是自項(xiàng)向下的一種規(guī)劃。IPv6的地址使用方式有兩類(lèi)，一類(lèi)是普通網(wǎng)絡(luò)申請(qǐng)使用的IP地址，這類(lèi)地址完全遵從前綴+接口標(biāo)識(shí)符的IP地址表示方法；另外一類(lèi)就是取消接口標(biāo)識(shí)符的方法，只使用前綴來(lái)表示IP地址。IP地址規(guī)劃主要涉及到網(wǎng)絡(luò)資源的利用的方便有效的管理網(wǎng)絡(luò)的問(wèn)題，IPv6地址有128位。(3) 接入層—接入層處于網(wǎng)絡(luò)的最末端，直接連接用戶(hù)的PC機(jī)，實(shí)現(xiàn)用戶(hù)流量的穩(wěn)定轉(zhuǎn)發(fā)[23]。核心設(shè)備通常實(shí)現(xiàn)流量的線(xiàn)速轉(zhuǎn)發(fā)，負(fù)載分擔(dān)、路由控制等功能。圖31 校園網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)和信息項(xiàng)目的總體結(jié)構(gòu)其中，通信基礎(chǔ)設(shè)施為計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)提供了承載平臺(tái)和物理層的保證，計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)為教育應(yīng)用提供信息傳輸與交換平臺(tái)，安全保障體系和運(yùn)行管理體系是支撐網(wǎng)絡(luò)與應(yīng)用的重要支柱。支持網(wǎng)絡(luò)管理和監(jiān)測(cè)軟件，可以實(shí)時(shí)遠(yuǎn)程管理網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，分析和排除故障，減少網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營(yíng)時(shí)的管理和維護(hù)負(fù)擔(dān)。設(shè)備必須支持防火墻、VLAN、數(shù)據(jù)加密等技術(shù)，具有防止和控制病毒傳播的功能；(7) 可擴(kuò)展性。保證網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)和各層應(yīng)用系統(tǒng)安全運(yùn)行。網(wǎng)絡(luò)要求具有高可靠性、高穩(wěn)定性和足夠的冗余，提供拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)及設(shè)備的冗余和備份。避免重復(fù)建設(shè)，充分利用已有資源，結(jié)合日益進(jìn)步的科技新技術(shù)，制定合乎經(jīng)濟(jì)效益的解決方案，在滿(mǎn)足需求的基礎(chǔ)上，充分保障投資效益；(4) 高性能性和先進(jìn)性。滿(mǎn)足教學(xué)、科研和測(cè)試的需求，建成開(kāi)放的公共試驗(yàn)平臺(tái)；(2) 高起點(diǎn)。整個(gè)校園網(wǎng)絡(luò)建設(shè)不是一朝一夕可以實(shí)現(xiàn)的，必須分步實(shí)施，設(shè)計(jì)中需要考慮各階段的情況，適應(yīng)長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展，進(jìn)行統(tǒng)一規(guī)劃和設(shè)計(jì)[22]。校園網(wǎng)設(shè)計(jì)是否合理，對(duì)校園網(wǎng)的來(lái)來(lái)發(fā)展和效益起著極為重要的作用。3 IPv6校園網(wǎng)絡(luò)方案的設(shè)計(jì) 設(shè)計(jì)原則校園網(wǎng)的建設(shè)要為學(xué)校的根本利益服務(wù)，要使校園網(wǎng)在學(xué)校的入才培養(yǎng)、學(xué)科建設(shè)和科研工作方面發(fā)揮最大作用，這是校園網(wǎng)成敗的關(guān)鍵。從管理角度來(lái)說(shuō),網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營(yíng)商不希望網(wǎng)絡(luò)過(guò)渡對(duì)正常的業(yè)務(wù)造成大的擾動(dòng)[21]。向IPv6為核心的下一代網(wǎng)絡(luò)過(guò)渡既是不可避免的,又不可能是一步而成的。第二種地址轉(zhuǎn)換,維護(hù)一個(gè)JPv4和IPv6地址之間的清晰映射圖,因此能夠使用標(biāo)準(zhǔn)的IPv6地址,而不需要任何特殊的IPv6路由器處理。對(duì)于地址協(xié)議轉(zhuǎn)換,有兩種方式:第一種地址轉(zhuǎn)換是使用特殊IPv6地址,能簡(jiǎn)單地將所有應(yīng)用的數(shù)據(jù)包進(jìn)行轉(zhuǎn)換。在簡(jiǎn)單的應(yīng)用中,6ot4隧道技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)兩個(gè)6ot4網(wǎng)絡(luò)的互通,具體實(shí)現(xiàn)方法是在邊緣設(shè)備取出目的IPv6地址中包含的IPv4地址作為隧道末端,自動(dòng)建立隧道。（3）6to4隧道一些過(guò)渡技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)隧道的自動(dòng)配置,如自動(dòng)隧道、隧道代理(Tunnel Broker)和6to4隧道。手工配置隧道適合于較為固定的IPv6連接,由于每?jī)蓚€(gè)IPv6網(wǎng)絡(luò)之間都要手工建立隧道,因此配置比較麻煩[20]。（2）配置隧道配置隧道是一種最簡(jiǎn)單的IPv6間的互通技術(shù),同時(shí)也是其它IP隧道技術(shù)的基礎(chǔ)。自動(dòng)隧道采用IPv4兼容的IPv6地址,要求自動(dòng)隧道的每個(gè)節(jié)點(diǎn)都有一個(gè)全球唯一的IPv4地址。隧道可以分為手工配置隧道、自動(dòng)配置隧道、6over6to4等類(lèi)型。隧道封裝包括：IPv4頭/IPv6頭/IPv6數(shù)據(jù)。隧道技術(shù)只要求在隧道的入口和出口處進(jìn)行修改，對(duì)其他部分沒(méi)有要求，容易實(shí)現(xiàn)。被IPv4網(wǎng)絡(luò)分隔的IPv6節(jié)點(diǎn)(或網(wǎng)絡(luò))通過(guò)隧道技術(shù)產(chǎn)生一個(gè)虛擬鏈路,在這種方式下,IPv4網(wǎng)絡(luò)充當(dāng)IPv6的傳輸載體,共享IPv4網(wǎng)絡(luò)的帶寬。隧道技術(shù)是將IPv6數(shù)據(jù)包封裝在IPv4分組中，讓IPv6數(shù)據(jù)包穿過(guò)IPv4網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行通信。為了順利進(jìn)行試驗(yàn),可考慮有限的雙協(xié)議棧網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu),部分新增用戶(hù)僅支持IPv6。對(duì)于目前的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境來(lái)說(shuō),實(shí)現(xiàn)完全的雙協(xié)議棧網(wǎng)絡(luò)不需特殊配置,業(yè)務(wù)開(kāi)展非常方便,對(duì)于IPv6的試驗(yàn)應(yīng)用和業(yè)務(wù)也很有利,是目前開(kāi)展IPv6網(wǎng)絡(luò)試驗(yàn)的重點(diǎn)之一。（2）Limited Dual Stack Model在這種模型下,服務(wù)器和路由器仍然是雙棧的,而非服務(wù)器的主機(jī)只需要支持IPv6。雙協(xié)議棧節(jié)點(diǎn)如下所示:表23雙協(xié)議棧模型雙協(xié)議棧技術(shù)應(yīng)用模型（1）Dual Stack Model在這種模型下,任意節(jié)點(diǎn)都是雙棧的,這就不存在IPv4與IPv6之間的相互通信問(wèn)題,但是這種機(jī)制要給每一個(gè)IPv6的站點(diǎn)分配一個(gè)IPv4地址。包括Dual Stack Model和Limited Dual Stack Model兩種模式。IPv6和IPv4是功能相近的網(wǎng)絡(luò)層協(xié)議,兩者都基于相同的物理平臺(tái),分別加載于IPv6和IPv4之上的傳輸層協(xié)議TCP、UDP基本沒(méi)有區(qū)別。隧道技術(shù)。IPv4到IPv6的過(guò)渡,不僅是技術(shù)上的過(guò)渡,還需要有一套推廣方法,管理策略,業(yè)務(wù)應(yīng)用的實(shí)現(xiàn)。二是在實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備互聯(lián)互通的同時(shí)實(shí)現(xiàn)信息高效無(wú)縫傳遞。 IPv4/IPv6的過(guò)度策略及技術(shù)所謂實(shí)現(xiàn)IPv4向IPv6的平滑過(guò)渡,是指在不影響現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下,逐步的實(shí)現(xiàn)IPv6在現(xiàn)有IPv4網(wǎng)上通信,然后再逐漸進(jìn)行新的應(yīng)用業(yè)務(wù)的部署。也可參見(jiàn)IP over ATM工作組的Internet草案,其中一些草案涉及IPv6 over ATM地址。但這并不說(shuō)明IPv6對(duì)鏈路層協(xié)議毫無(wú)影響,例如,ATM使用類(lèi)似點(diǎn)到點(diǎn)電路來(lái)跨越網(wǎng)絡(luò)傳送數(shù)據(jù),對(duì)于需要將IPv6包交付多個(gè)節(jié)點(diǎn)的服務(wù),ATM需要格外注意。某種意義下,對(duì)于支持移動(dòng)主機(jī)的無(wú)縫互操作,TCPng是很必要的。對(duì)于TCP,其實(shí)現(xiàn)還必須能夠管理基于IPv6地址的電路。如果要與IPv6互操作,至少要修改UDP和TCP,以適應(yīng)128位IPv6地址。（2）傳輸層大多數(shù)情況下,IP地址與應(yīng)用層協(xié)議無(wú)關(guān),但是與傳輸層協(xié)議有很大關(guān)系。而后一種方法只是去掉了大多數(shù)用戶(hù)不使用甚至不需要的功能?；蛘咭笾荒馨粗鳈C(jī)名來(lái)訪問(wèn)?？蛻?hù)端必須指向Internet上的服務(wù)器才能工作,傳統(tǒng)上這些客戶(hù)能夠接受節(jié)點(diǎn)的主機(jī)名或其IP地址,在使用域名時(shí),可調(diào)用域名系統(tǒng)(DNS)來(lái)獲得與主機(jī)名對(duì)應(yīng)的IP地址,然后在傳輸層和網(wǎng)絡(luò)層使用。由于目前眾多的系統(tǒng)要依靠大量的TCP/IP網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和應(yīng)用協(xié)議,而且對(duì)IP的升級(jí)不一定要對(duì)IP的上層或下層協(xié)議進(jìn)行廣泛的升級(jí),因此,除IPv4之外,大多數(shù)現(xiàn)有TCP/IP應(yīng)用、軟件和硬件只需要進(jìn)行少量修改,就可以和IPv6一起工作。來(lái)自應(yīng)用層的數(shù)據(jù)由傳輸層協(xié)議進(jìn)行封裝,然后再封裝在網(wǎng)絡(luò)層協(xié)議內(nèi),最后封裝在鏈路層協(xié)議中。 IPv6涉及的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議修改 TCP/IP網(wǎng)絡(luò)技術(shù)依賴(lài)于層次概念。（3）IPv6對(duì)選路協(xié)議的更新如上所述，在為適合IPv6地址和地址范圍而進(jìn)行簡(jiǎn)單修改之后，BGP4和IDRP很可能繼續(xù)用作IP的外部選路協(xié)議。但是，OSPF比RIP要復(fù)雜得多。這樣使用諸如OSPF之類(lèi)的協(xié)議會(huì)減少與選路相關(guān)的噪聲。針對(duì)矢量距離方法的缺陷，諸如開(kāi)放的最短路徑優(yōu)先(OSPF)協(xié)議之類(lèi)的鏈路狀態(tài)協(xié)議得以大量引入。對(duì)于小型或中型互聯(lián)網(wǎng)(又稱(chēng)為內(nèi)聯(lián)網(wǎng))而言，對(duì)網(wǎng)絡(luò)帶寬的限制并不重要，因而RIP還是很重要的選路協(xié)議。中間路由器應(yīng)該了解網(wǎng)絡(luò)的連通性，以便正確地轉(zhuǎn)發(fā)包，但是它們也不必了解整個(gè)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，只需要了解本地部分。選路協(xié)議有必要允許包的選路獨(dú)立于網(wǎng)絡(luò)拓?fù)?。雖然RIP頭可以支持的跳長(zhǎng)度多達(dá)2321，但由于選路收斂問(wèn)題，開(kāi)發(fā)者們?cè)谠缙诰痛_定RIP應(yīng)該限制在16跳之內(nèi)。每個(gè)路由器都頻繁地發(fā)送狀態(tài)信息，默認(rèn)情況下每30秒就發(fā)送一個(gè)報(bào)文，這樣隨著互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)規(guī)模的擴(kuò)充、路由器數(shù)目的增加，整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的業(yè)務(wù)流將急劇增長(zhǎng)。RIP有一些缺陷。選路信息協(xié)議(RIP)就是一個(gè)重要的矢量距離協(xié)議，該協(xié)議很簡(jiǎn)單，但是，因?yàn)樗蠡ヂ?lián)網(wǎng)絡(luò)中的每個(gè)路由器都要周期性地向網(wǎng)絡(luò)中所有其他路由器廣播自己的選路信息，故該協(xié)議有一定的局限性。有些人認(rèn)為IDRP是更好的IPv6外部選路協(xié)議，但是隨著Internet的進(jìn)一步發(fā)展，IDRP是否能繼續(xù)保持其重要性，這一點(diǎn)還存在質(zhì)疑。另一個(gè)重要的外部選路協(xié)議是域間選路協(xié)議(IDRP)，該協(xié)議源自ISO/OSI的努力。盡管最初有一些評(píng)論認(rèn)為BGP非常適用于IPv4的32位地址，但完全不適于IPv6，但是BGP4似乎仍將用于IPv6中的外部選路。所有的選路協(xié)議都使用了鏈路狀態(tài)選路算法和距離矢量選路算法中的一些要素。這意味著它的選路表將非常龐大。骨干路由器不能有默認(rèn)路由。AS內(nèi)部的路由器保持的路由表相對(duì)較小，這些路由表包含到AS內(nèi)部的子網(wǎng)和網(wǎng)絡(luò)的路由，如果包要尋址的網(wǎng)絡(luò)的地址沒(méi)有明確列在路由表中，那么表中也包含一條或多條此時(shí)要選的默認(rèn)路由。內(nèi)部選路參與AS內(nèi)部包的選路。同樣，AS內(nèi)的任何節(jié)點(diǎn)可以使用默認(rèn)路由來(lái)向AS之外的任何節(jié)點(diǎn)發(fā)送包。這種類(lèi)型的網(wǎng)絡(luò)稱(chēng)為自治系統(tǒng)(AS)，因?yàn)榫W(wǎng)絡(luò)內(nèi)部的一切都由單一的管理機(jī)構(gòu)來(lái)管轄。例如，某個(gè)公司的內(nèi)聯(lián)網(wǎng)通過(guò)一條鏈路與Internet相連，該內(nèi)聯(lián)網(wǎng)與全球Internet之間的全部業(yè)務(wù)流都經(jīng)由該鏈路來(lái)傳送。（1）內(nèi)部選路和外部選路內(nèi)部選路和外部選路的概念對(duì)Internet的結(jié)構(gòu)非常重要。IP選路協(xié)議實(shí)質(zhì)上可以分為鏈路狀態(tài)協(xié)議和矢量距離(或路徑矢量)協(xié)議兩類(lèi)，也可以按照內(nèi)部選路和外部選路來(lái)分類(lèi)。畢竟IPv6尋址體系結(jié)構(gòu)自身將顯著改進(jìn)選路效率，并減少非默認(rèn)選路表的大小，因此選路算法和協(xié)議只需要進(jìn)行極少的修改便可取得更好的執(zhí)行效果。這些替代方案在IPv6中沒(méi)有采納,但是這些方案有助于使自動(dòng)配置和供應(yīng)商移動(dòng)性成為IPv6過(guò)渡策略的關(guān)鍵部分。當(dāng)然,這種高度集聚的體系結(jié)構(gòu)也有缺點(diǎn),即一旦一個(gè)機(jī)構(gòu)改變其供應(yīng)商,就必須對(duì)網(wǎng)絡(luò)重新編號(hào),同樣,多宿主網(wǎng)絡(luò)可能引起更多的問(wèn)題。不論A、B、C類(lèi)地址的存在對(duì)于IPv4如何有用,長(zhǎng)期以來(lái)這種分類(lèi)都是對(duì)地址的浪費(fèi),對(duì)于網(wǎng)絡(luò)地址體系結(jié)構(gòu),子網(wǎng)或超網(wǎng)能力好像用處更多。圖22 IPv6地址分類(lèi) IPv6的選路問(wèn)題 選路問(wèn)題目前人人都知道IPv4網(wǎng)絡(luò)地址即將耗盡,但另一個(gè)問(wèn)題同樣不能忽視:即非默認(rèn)路由器,或者是在Internet骨干網(wǎng)上或骨干網(wǎng)附近必須知道全部路由的路由器,它們?nèi)绾翁幚砣找纨嫶蟮穆酚杀?。如圖21 IPv6協(xié)議分析中地址解析使用的是FF02::1:FF00:2來(lái)獲取對(duì)方主機(jī)的MAC地址。所有的信息接收者都加入到一個(gè)組內(nèi)，并且一旦加入之后，流向組地址的數(shù)據(jù)立即開(kāi)始向接收者傳輸，組中的所有成員都能接收到數(shù)據(jù)包[14]。單播數(shù)據(jù)傳輸過(guò)程中，一個(gè)數(shù)據(jù)包傳輸?shù)穆窂绞菑脑吹刂仿酚傻侥康牡刂罚谩爸鹛钡脑碓贗P網(wǎng)絡(luò)中傳輸。組播地址格式，見(jiàn)下表22： 表22 IPv6組播地址格式84411211111111flagscop組播格式前綴為1111 1111，十六進(jìn)制表示為FFXX::/32，標(biāo)識(shí)這種地址為組播地址。發(fā)送給一個(gè)組播地址的包會(huì)被傳遞到該地址所標(biāo)識(shí)的所有接口上。IPv6協(xié)議之所以沒(méi)有定義廣播地址，就是因?yàn)镮Pv6認(rèn)為廣播屬于組播的一種特殊形式。現(xiàn)今，此類(lèi)地址僅被分配給路由器用做目標(biāo)地址使用。也就是將包發(fā)送給一個(gè)任播地址的節(jié)點(diǎn)，但并不在意由節(jié)點(diǎn)集中的哪一個(gè)節(jié)點(diǎn)來(lái)響應(yīng)。發(fā)送給任播地址的包傳被送到該地址標(biāo)識(shí)的、根據(jù)選路協(xié)議距離度量最近的一個(gè)接口上。而IPv6單播地址中接口標(biāo)識(shí)符的作用是用來(lái)確定鏈路上的一個(gè)接口的。發(fā)往一個(gè)單播地址的包傳遞到由該地址標(biāo)記的接口上。(1)單播地址。 IPv6地址類(lèi)型在RFC3513中，仍然建議將IPv6地址分為單播、任播、組播三種類(lèi)型。IPX 地址同樣也保留下來(lái)( FP = 0000 010 )，這些地址可以從Novell IPX地址獲得。值得注意的是保留地址和未分配地址是不一樣的，保留地址僅占地址空間的 1/256，是用與非指定地址、回送地址、和嵌入 IPv4 地址的 IPv6 地址。 一個(gè)規(guī)范的 IPv6 地址由地址中的多個(gè)起始位表明，由這些起始報(bào)頭位組成的長(zhǎng)度可變的域被稱(chēng)為格式前綴( FP：Format Prefix )。 IPv4 地址長(zhǎng)度是 32 位，而 IPv6 的地址長(zhǎng)度是 128 位。? 在節(jié)點(diǎn)環(huán)境為 IPv4 和 IPv6 節(jié)點(diǎn)混合情況的時(shí)候，有時(shí)需要采用另一種表達(dá)形式，即 X:X:X:X:X:X: ，按照 IPv4 標(biāo)準(zhǔn)表示 X 表示地址中 6 個(gè)高階 16 位段的十六進(jìn)制值， Z 表示地址中 4 個(gè)低階 8 位字段的十進(jìn)制值。為了簡(jiǎn)化含有0 位地址的書(shū)寫(xiě)，可以利用 “::” 來(lái)簡(jiǎn)化多個(gè) 0 位的 16 位組。如 0003 寫(xiě)成 3 。（1）IPv6 地址的表示形式用文本方式表示的 IPv6 地址有三種規(guī)范的形式：? 首選的形式是：X X X X X：：：：：：X X X，其中X是8個(gè)16位的地址段十六個(gè)十六進(jìn)制值。負(fù)載在標(biāo)準(zhǔn)模式下最大可為65535字節(jié)，如果擴(kuò)展報(bào)頭設(shè)置了Jumbo payload選項(xiàng)，則長(zhǎng)度值被置為0[13]。（6）ESP協(xié)議包頭提供加密服務(wù)。（5）認(rèn)證包頭用于數(shù)據(jù)源的認(rèn)證、數(shù)據(jù)的完整性檢測(cè)以及反重播保護(hù)。（4）分段包頭提供分段和重裝服務(wù)。如果沒(méi)有路由擴(kuò)展頭，則只需最終目的節(jié)點(diǎn)需要對(duì)這些選項(xiàng)進(jìn)行處理。用于指出需要讓中間目的地或最終目的地檢測(cè)的信息。路由器警告選項(xiàng)主要用于組播收聽(tīng)者發(fā)現(xiàn)以及資源預(yù)定（RSVP）協(xié)議。Jumbo Payload選項(xiàng)（選項(xiàng)類(lèi)型為194），用于傳送超大分組。這些選項(xiàng)有：Pad1選項(xiàng)（選項(xiàng)類(lèi)型為0），填充單字節(jié)。包頭又分為：（1）HopbyHop選項(xiàng)包頭包含了分組傳送過(guò)程中的每個(gè)路由器都需要檢測(cè)和處理的特殊參數(shù)的選項(xiàng)。 IPv6數(shù)據(jù)包IPv6數(shù)據(jù)包有兩個(gè)主要的部分組成：頭部和負(fù)載。在建立地