【正文】 dress 2022:250:2022:E011::1/64Tunnel source /定義隧道源接口(DR Cisco6509)的 IPv4地址Tunnel destination /定義隧道目的接口的 IPv4地址Tunnel mode ipv6ip /定義隧道模式 IPv6 over IPv4Ipv6 route ::/0 2022:250:2022:E011::2/64 /定義默認(rèn)路由 !電子科技大學(xué) Cisco7200路由器配置EnableConfig termimal!Interface Tunnelyyy /yyy為隧道 IDNo ip addressIpv6 address 2022:250:2022:E011::2/64Tunnel source Tunnel destination Tunnel mode ipv6ipIpv6 route 2022:250:2022::/48 2022:250:2022:E011::1/64 /定義路由信息 網(wǎng)絡(luò)管理設(shè)計(jì)良好的網(wǎng)絡(luò)肯定需要一套與之切合的網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)相配合才能起到保護(hù)投資，維持網(wǎng)絡(luò)良好運(yùn)行的作用。拓?fù)溥B接如下圖：圖 54 接入拓?fù)渌淼纼啥伺渲萌缦?。DR大學(xué) IPv6校園網(wǎng)解決方案拓?fù)鋱D如下所示：圖 53 DR大學(xué) IPv6校園網(wǎng)解決方案 通過隧道方式接入 IPv6 Cer2DR大學(xué) IPv4校園網(wǎng)上行線路是通過西南主節(jié)點(diǎn)與 Cer相連，由于 DR大學(xué)還不是該地區(qū)的 Cer2主干節(jié)點(diǎn)，還沒有與 Cer2的直連線路，所以采用配置隧道的方法與 Cer2連接。等將來資金、需求的促使下再升級(jí)該設(shè)備。原有網(wǎng)絡(luò)中的 Cisco7205路由器性能強(qiáng)大，但是原 IOS不支持 IPv6，我們可以通過刷新 IOS的方法使之支持 IPv6，并將其作為接入路由器被防置于校園網(wǎng)邊界。核心設(shè)備和匯聚設(shè)備均提供了公用模塊，如交換模塊、控制管理模塊、電源模塊、風(fēng)扇等，能在線冗余備份，提供完整、先進(jìn)、成熟的系統(tǒng)軟硬件。匯聚層設(shè)備至少應(yīng)該提供 32個(gè)千兆以太網(wǎng)口的無阻塞交換能力，即匯聚層交換機(jī)的背板帶寬不小于 64Gbps。因此，核心交換機(jī)采用 Cisco WSC6506三層交換機(jī) 2臺(tái)組成雙機(jī)模式相互冗余互連，該設(shè)備具備高達(dá) 720Gbps的背板帶寬，6 個(gè)模塊插槽，通過Cisco私有的 HSRP熱備份技術(shù)，任何一臺(tái)設(shè)備出現(xiàn)故障，另外一臺(tái)設(shè)備可繼續(xù)負(fù)責(zé)全網(wǎng)的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)工作。網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施全面支持硬件 IPv6。到全網(wǎng) IPv6的過渡相對(duì)簡(jiǎn)單，IPv6 結(jié)點(diǎn)間不能有過多的相互依賴性。第二階段中 IPv4核心網(wǎng)已經(jīng)逐漸縮小，已經(jīng)形成網(wǎng)絡(luò)核心的 IPv4單獨(dú)存在，邊緣網(wǎng)基本實(shí)現(xiàn)全網(wǎng)的 IPv6化。在接入層部署 Cisco WSC2950G48二層交換機(jī)，考慮端口密度和協(xié)議支持問題，不用考慮是否支持 IPv6，因?yàn)槲覀兛梢哉J(rèn)為二層設(shè)備對(duì)于 IPv6來說是透明的。其他樓宇間的匯聚設(shè)備升級(jí)到 Cisco WSC3750交換機(jī)，以支持 IPv6/IPv4雙棧，擴(kuò)充邊緣網(wǎng)性能，其中位于匯聚層 Cisco WSC3750為提高交換性能要做堆疊，以擴(kuò)展其數(shù)據(jù)處理能力。第一階段拓?fù)淙缦聢D所示：圖 51 升級(jí)工程第一步拓?fù)涞诙A段：實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)邊緣網(wǎng)的 IPv6化。第一階段中 IPv4的范圍依然廣大，占設(shè)備和地域的大部分，大部分?jǐn)?shù)據(jù)交換是經(jīng)過 IPv4核心網(wǎng)來傳輸?shù)?。保持其他網(wǎng)絡(luò)不變，繼續(xù)使用 IPv4核心設(shè)備。 三步部署 IPv6校園網(wǎng)方案根據(jù)前文分析，我們制定了由邊緣向中心，由小島到海洋，逐步實(shí)現(xiàn)全網(wǎng)的 IPv6化，這樣可以保護(hù)原有投資，最大程度的減少網(wǎng)絡(luò)升級(jí)給用戶帶來的影響。此種建網(wǎng)方式示范性強(qiáng)，可獲得較大規(guī)模 IPv6建設(shè)和使用經(jīng)驗(yàn)。 IPv4/IPv6工程升級(jí)的方向IPvIPv4/IPv6 混合校園網(wǎng)絡(luò)，性能強(qiáng)大，ASIC 芯片實(shí)現(xiàn) IPv6的線速轉(zhuǎn)發(fā)。(8)為配合 IPv6的部署，要求基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備支持組播技術(shù)。(6)為流量集中的學(xué)生公寓區(qū)的流量進(jìn)行流量工程設(shè)計(jì)，充分利用冗余鏈路。(4) 對(duì)于網(wǎng)絡(luò)可靠性，要求骨干設(shè)備應(yīng)具有很高的容錯(cuò)能力，不僅要有設(shè)備級(jí)的冗余性，還應(yīng)配備冗余引擎和冗余電源，所有的設(shè)備接口模塊可以進(jìn)行熱插拔更換。主干核心層與匯聚層實(shí)現(xiàn)萬兆速率連接，實(shí)現(xiàn)百兆到桌面。(2)校園網(wǎng)的多出口，一為 Inter，二為 Cer（教育科研網(wǎng)） ，三為Cer2（IPv6 主干網(wǎng)）(3)提高網(wǎng)絡(luò)帶寬，提升設(shè)備性能，支持多業(yè)務(wù)，網(wǎng)絡(luò)核心設(shè)備、匯聚設(shè)備必須要滿足這一需要。目標(biāo)是提高網(wǎng)絡(luò)的帶寬、滿足未來應(yīng)用需求，增加網(wǎng)絡(luò)的覆蓋區(qū)域和無故障安全運(yùn)行時(shí)間。另外，由于校園網(wǎng)絡(luò)在高校中的地位，網(wǎng)絡(luò)的無故障運(yùn)行時(shí)間也受到了管理者的重視。隨著校園擴(kuò)建工程的的完工，新的學(xué)生公寓，會(huì)議中心，行政建筑，專項(xiàng)課題研究大樓的落成投入使用，原有的校園網(wǎng)已經(jīng)完全無法滿足當(dāng)前的業(yè)務(wù)需求，升級(jí)校園網(wǎng)是適應(yīng)高校發(fā)展的重點(diǎn)工程。匯聚/接入層所應(yīng)用的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備中種類繁多，像有 3Com、銳捷網(wǎng)絡(luò)和 DLink等廠商的設(shè)備，這樣管理起來非常麻煩。 (4)匯聚層/接入層問題通過對(duì) DR大學(xué)網(wǎng)絡(luò)現(xiàn)狀和應(yīng)用業(yè)務(wù)的分析發(fā)現(xiàn)，DR 大學(xué)原有網(wǎng)絡(luò)采用的是千兆骨干，原有網(wǎng)絡(luò)中，匯聚層設(shè)備采用的都是現(xiàn)在看來比較低端和落后的產(chǎn)品，均不具備 ACL功能，從而制約了校園網(wǎng)的擴(kuò)展能力，更無能力對(duì)病毒和黑客進(jìn)行有效地防范和杜絕。數(shù)據(jù)流量增大，該設(shè)備基本處于滿負(fù)荷運(yùn)行。由于設(shè)備的數(shù)量，類型，模塊耗盡，不能支持流量的均分，也不能支持基于協(xié)議的流量工程。(2)冗余連接問題DR大學(xué)的校園網(wǎng)主干設(shè)備到分支節(jié)點(diǎn)主要有單條光纖鏈路與分支節(jié)點(diǎn)形成星型連接，沒有冗余連接。DR 大學(xué)的這種網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)導(dǎo)致的核心層效率較低，而且一旦 Cisco 7206路由器 DOWN機(jī)，那么全網(wǎng)既陷入癱瘓狀態(tài)。校園新建筑的落成,對(duì)網(wǎng)絡(luò)的需求進(jìn)一步的擴(kuò)大,網(wǎng)絡(luò)覆蓋的空白點(diǎn)急需解決,這是建設(shè)新的校園網(wǎng)的條件之一(1)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)問題DR大學(xué)的 IPv4核心網(wǎng)結(jié)構(gòu)是由 Cisco 7206路由器與 Cisco WSC4503交換機(jī)相連接，整個(gè)校園網(wǎng)不具備萬兆以太網(wǎng)的升級(jí)能力，由 Cisco 7206路由器來承擔(dān)整個(gè)校園網(wǎng) VLAN間的路由選擇，由 Cisco WSC4503交換機(jī)來提供接入端口，并且 Cisco 7206路由器也承擔(dān)了接入路由器的工作。DR 大學(xué)校園網(wǎng)原有分級(jí)拓?fù)淙缦聢D所示：圖 41 原有分級(jí)拓?fù)?原有網(wǎng)絡(luò)問題分析 DR大學(xué)校園網(wǎng)經(jīng)歷了從無到有，從小到大的過程，一部分設(shè)計(jì)，一分實(shí)現(xiàn)，然后連接為一體，并沒有一個(gè)整體、系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。院系大樓的局域網(wǎng)則通過上行節(jié)點(diǎn)設(shè)備連入校園骨干網(wǎng)。線路的連接都采用單上連方式，沒有冗余連接及備份策略。其中 Cisco的 7206路由器承擔(dān) VLAN間選路工作以及提供廣域網(wǎng)連接服務(wù)，Cisco WSC4503交換機(jī)起端口擴(kuò)展作用及流量匯聚作用。以放射狀，一個(gè)核心節(jié)點(diǎn)及幾組 12芯單模光纖、一組 4芯單模光纖組成星型網(wǎng)絡(luò)。在高層網(wǎng)絡(luò)協(xié)議方面以 Intra模型為基本架構(gòu)，上層應(yīng)用完全基于 TCP/IP協(xié)議族實(shí)現(xiàn)。 描述 DR大學(xué)原有校園網(wǎng)DR大學(xué)校園網(wǎng)是一個(gè)綜合高效的教學(xué)和科研的校園計(jì)算環(huán)境。通過分析清華大學(xué)、上海交通大學(xué)、第二軍醫(yī)大學(xué)、北京郵電大學(xué)等近 15所重點(diǎn)大學(xué)建設(shè)校園網(wǎng)的成功經(jīng)驗(yàn)，我們認(rèn)為 DR大學(xué)校園網(wǎng)的建設(shè)應(yīng)采用“整體規(guī)劃、分步實(shí)施”的方針，其總體設(shè)計(jì)方案的確定，不僅要考慮到近期目標(biāo)，還要為系統(tǒng)的進(jìn)一步發(fā)展和擴(kuò)充留有余地。建設(shè)校園網(wǎng)的根本目的是為學(xué)校的教學(xué)、科研和管理提供先進(jìn)實(shí)用的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)環(huán)境，為學(xué)校的發(fā)展和全球信息資源的共享而服務(wù)。隧道可以分為手工配置隧道、自動(dòng)配置隧道、6over6to4 等類型。被 IPv4網(wǎng)絡(luò)分隔的 IPv6節(jié)點(diǎn)(或網(wǎng)絡(luò))通過隧道技術(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。雙協(xié)議棧節(jié)點(diǎn)如下所示：表 31 雙協(xié)議棧模型應(yīng)用層傳輸層IPv4 IPv6數(shù)據(jù)鏈路層物理層 隧道隧道技術(shù)是將 IPv6數(shù)據(jù)包封裝在 IPv4分組中。包括Dual Stack Model和 Limited Dual Stack Model兩種模式。因?yàn)橐曨l所具有的特性與 IPv6的對(duì) QOS更好支持的特性相結(jié)合、適宜在 IPv6上運(yùn)行的普及型應(yīng)用。我認(rèn)為，目前網(wǎng)絡(luò)過渡的一個(gè)關(guān)鍵問題是尋找這個(gè)隨機(jī)量 r。根據(jù)上圖得出的分析結(jié)論，得出過渡代價(jià)關(guān)系表達(dá)式：c=kt/(s*r)們，其中，k 是一個(gè)常數(shù)，r 是一個(gè)隨機(jī)量，s 代表過渡技術(shù)的效率，且 s，r=1t和 c的關(guān)系如下：一方面，隨著向下一代網(wǎng)絡(luò)過渡需要的設(shè)備和科研逐漸投入，過渡成本會(huì)逐漸增加，代價(jià)也會(huì)增加；另一方面，隨著時(shí)間的推移，對(duì) IPv4網(wǎng)絡(luò)的投資和維護(hù)將持續(xù)增加，網(wǎng)絡(luò)過渡代價(jià)將隨之增大。從網(wǎng)絡(luò)的過渡成本和可管理性出發(fā)，結(jié)合對(duì)網(wǎng)絡(luò)的分析和調(diào)查，參考很多觀點(diǎn)，視角的基礎(chǔ)上，提出過渡成本的描述方法，見下圖：圖 32 過渡成本的描述在上圖中，橫軸表示時(shí)間(t：time )，縱軸表示過渡代價(jià)(c：cost)。不需要過渡技術(shù)。第四階段，IPv4“孤島”和 IPv6“海洋” 。第三階段，IPv4“海洋”和 IPv6“海洋” 。如下圖所示：圖 31海洋與孤島第一階段，IPv4“海洋” 不需要過渡技術(shù)。這還需要運(yùn)營(yíng)商進(jìn)行有力的推動(dòng)和商業(yè)需求，有更為靈活的網(wǎng)絡(luò)過渡建設(shè)。用戶需求、政策支持和成本是推動(dòng)向以 IPv6為核心的下一代網(wǎng)絡(luò)過渡的關(guān)鍵。過渡的總體原則應(yīng)是(1)分階段； (2)有側(cè)重；(3)以應(yīng)用為推動(dòng)力量。從 IPv4到 IPv6過渡技術(shù)按照工作原理分為三大類：雙協(xié)議棧；隧道技術(shù)；IPv6/IPv4協(xié)議與地址轉(zhuǎn)換技術(shù)。在隧道實(shí)驗(yàn)配置中在 Cisco路由器上使用 debug ipv6 icmp；debug ipv6 packets 可以觀察鄰居發(fā)現(xiàn)的具體操作過程圖 22 鄰居發(fā)現(xiàn)在路由器上使用 ping命令觀察 Debug 輸出，觀察 ICMP echo的操作過程。(2)地址解析：由其它節(jié)點(diǎn)的 IPv6地址得到其鏈路層地址。ICMPv6數(shù)據(jù)報(bào)在數(shù)據(jù)禎中的位置如下所示:MAC Header/ IPv6 Header/ ICMPv6 Header/ ICMPv6 Message 鄰居發(fā)現(xiàn)協(xié)議鄰居發(fā)現(xiàn)協(xié)議是 IPv6協(xié)議的一個(gè)組成部分，它解決同一鏈路上節(jié)點(diǎn)之間的互操作問題。此外，在數(shù)據(jù)包發(fā)送前，可以確認(rèn)目標(biāo)是否存在或查看路由器的狀態(tài)。在 IPv4中，ICMP 可以看成是 IP層的一部分。請(qǐng)求節(jié)點(diǎn)地址:FF02:0:0:0:0:1:FFXX:XXXY如本IPv6協(xié)議分析中地址解析使用FF02::1:FF00:2來獲得對(duì)方主機(jī)的MAC地址。IPv6 組播地址是一組節(jié)點(diǎn)的標(biāo)識(shí)符，一個(gè)節(jié)點(diǎn)可以歸屬于任意數(shù)量的組播組。一般屬于不同節(jié)點(diǎn)的一組接口有一個(gè)標(biāo)識(shí)符。(3)組播地址組播地址是一種多點(diǎn)傳送地址。也就是，將包發(fā)送給一個(gè)任播地址的節(jié)點(diǎn)并不在意由節(jié)點(diǎn)集中的哪一個(gè)來響應(yīng)，因?yàn)槿尾サ刂返亩鄠€(gè)成員都可能響應(yīng)對(duì)其鏈路層地址的請(qǐng)求。發(fā)送給一個(gè)任播地址的包傳送到該地址標(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。RFC3513 建議所有的單播地址(除了以二進(jìn)制 000開頭的地址外)都有 64位接口 ID，并具有改進(jìn) EUI64格式的結(jié)構(gòu)，即建議 n+m=64,(2)任意播地址任播地址表示單播地址的集合。RFC3513 建議了新的 IPv6全球單播地址通用格式如下所示:表 21 全球單播地址通用格式n bits m bits 128nm全球路由前綴 子網(wǎng) ID 接口 ID全球路由前綴是分配給站點(diǎn)(一組子網(wǎng)/鏈接)的一個(gè)典型層次結(jié)構(gòu)值，子網(wǎng)ID是一個(gè)站點(diǎn)內(nèi)子網(wǎng)的標(biāo)識(shí)。一個(gè)單接口有一個(gè)標(biāo)識(shí)符。 單播 組播 任意播RFC3513中，仍然建議 IPv6地址分為單播、任播、組播三種類型。比如 2022:250:eeff::/48表示一個(gè)前綴為 48位的網(wǎng)絡(luò)地址空間。為實(shí)現(xiàn) IP協(xié)議的平滑過渡，對(duì) 128比特長(zhǎng)的 IPv6地址，定義相似的表示方法十分必要。 IPv6地址書寫表示IPv4地址長(zhǎng)度為 32比特(4 字節(jié))。2 IPv6協(xié)議分析 IPv6協(xié)議IPv6在解決 IPv4遇到的問題方面做了許多改進(jìn)。分析出校園網(wǎng)信息點(diǎn) IPv6地址的需求量，結(jié)合 RFC的地址管理建議和Cer2對(duì)地址的管理規(guī)則為該校園網(wǎng)分配便于管理的 IPv6地址。描述一個(gè)校園網(wǎng)原有的網(wǎng)絡(luò)原形，分析其特點(diǎn)，得出網(wǎng)絡(luò)升級(jí)的需求分析，提出升級(jí)工程的原則。對(duì) IPv4到 IPv6的過渡技術(shù)進(jìn)行分析，特別是對(duì)現(xiàn)在使用得較多的雙協(xié)議棧技術(shù)、隧道技術(shù)和翻譯轉(zhuǎn)換技術(shù)進(jìn)行研究，探討其機(jī)理。 所做的工作闡述下一代網(wǎng)絡(luò)協(xié)議 IPv6的發(fā)展歷史及其優(yōu)越性。這就說明在下一代校園網(wǎng)中 IPv6技術(shù)必將作為核心的技術(shù)被使用。為了緩解以上的壓力，現(xiàn)有校園網(wǎng)絡(luò)需要改造成新型的校園網(wǎng)絡(luò)。例如，對(duì) MPLS VPN, IPv6的支持，更強(qiáng)大的 QoS保障，更好的 IP VPN業(yè)務(wù)等。(2)安全和管理問題學(xué)生用戶的網(wǎng)絡(luò)行為有別于其他網(wǎng)絡(luò)用戶，增加了管理和安全方面的難度。特別是隨著多媒體網(wǎng)上教學(xué)、視頻點(diǎn)播等應(yīng)用的興起，對(duì)網(wǎng)絡(luò)帶寬的需求迅猛增加。因此，本文從互網(wǎng)的歷史和發(fā)展入手，結(jié)合 DR大學(xué)的網(wǎng)絡(luò)升級(jí)工程，通過對(duì) IPv4協(xié)議和 IPv6協(xié)議基本原理的分析，對(duì)從 IPv4到 IPv6的過渡技術(shù)與實(shí)現(xiàn)做一些應(yīng)用研究。但由于網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展，現(xiàn)行的 IPv4己越來越不能滿