【正文】 NATPT 使用的 IPv6 前綴由于 R2 是承載 NATPT 技術(shù)的設(shè)備，它必須具有支持兩協(xié)議的能力，要開啟 IPv6的路由功能，并將其兩個(gè)以太網(wǎng)口分別配置兩種協(xié)議地址，并手動(dòng)指出將 IPv4 轉(zhuǎn)換成 IPv6 地址 2001::1，將 IPv6 地址 2001:DA8:A0::2 轉(zhuǎn)換成 IPv4 。圖 412 靜態(tài) NATPT 拓?fù)鋵?shí)驗(yàn)圖[實(shí)驗(yàn)原理]：當(dāng) IPv6 主機(jī)向 IPv4 主機(jī)發(fā)送報(bào)文時(shí)，源地址：2001:DA8:A0::2，目的地址：，當(dāng)該報(bào)文送達(dá) NATPT 路由器時(shí)，路由器首先查看目的地址的前綴，再根據(jù)配置查詢與之相配的靜態(tài)映射，并對此報(bào)文進(jìn)行轉(zhuǎn)換，結(jié)果為源地址2001:DA8:A0::2 轉(zhuǎn)換為 ，目的地址 轉(zhuǎn)換為 2001::1。IOS 。在此實(shí)驗(yàn)中，還將用到 IPv4 和 IPv6 的靜態(tài)路由技術(shù)。三個(gè)路由器通過快速以太網(wǎng)口相連，最終實(shí)現(xiàn) IPv4 網(wǎng)絡(luò)與 IPv6 網(wǎng)絡(luò)的互通。(1) 靜態(tài)NATPT靜態(tài) NATPT 實(shí)驗(yàn)主要是通過三臺模擬路由器實(shí)現(xiàn)，如圖 515 所示。靜態(tài)NATPT原理簡單，但配置復(fù)雜，原因是要配置IPv6地址和IPv4地址的一一映射，因此維護(hù)的工作量也相當(dāng)大，并且會消耗大量IPv4地址；動(dòng)態(tài)NATPT改變了靜態(tài)NATPT的缺點(diǎn)，配置相對簡單，只需較少的IPv4地址就可支持大量的網(wǎng)絡(luò)轉(zhuǎn)換。在校園網(wǎng)中，不是每個(gè)IPv4主機(jī)都能夠配置為雙協(xié)議棧主機(jī)，同樣，也不是每個(gè)IPv6主機(jī)都能得到一個(gè)IPv4地址，因此NATPT技術(shù)將作為一種重要的過渡手段出現(xiàn)在很多地方。本文主要采用這種過渡技術(shù)進(jìn)行仿真分析。BIA 模塊組成如圖411 所示。但在IP地址轉(zhuǎn)換時(shí)，BIS難以完整的轉(zhuǎn)換包含在應(yīng)用層程序中的地址等參數(shù)，因此有些應(yīng)用還無法使用。BIS準(zhǔn)許主機(jī)通過已有IPv4的應(yīng)用和IPv6主機(jī)通信。? 地址映射：管理某IPv4地址池，同時(shí)維護(hù)IPv4與IPv6地址的映射表。模塊組成如圖410所示。但它只支持雙向傳送的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換，還無法轉(zhuǎn)換內(nèi)嵌于數(shù)據(jù)載荷的地址信息。TRT系統(tǒng)處于兩協(xié)議主機(jī)之間，實(shí)現(xiàn)IPv4與IPv6的數(shù)據(jù)對譯。網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)圖如圖49所示。? 結(jié)合了DNSALG的動(dòng)態(tài)NATPT有些應(yīng)用的IP地址包含在凈載荷中，如果想對報(bào)文凈載荷內(nèi)的IP地址實(shí)行格式轉(zhuǎn)換，只能通過應(yīng)用層網(wǎng)關(guān)（ALG Application Level Gateway）實(shí)現(xiàn)。采用上層協(xié)議的映射，用少量IPv4地址支持大量的轉(zhuǎn)換。? 動(dòng)態(tài)NATPT在該技術(shù)中，NATPT網(wǎng)關(guān)向IPv6網(wǎng)絡(luò)發(fā)送96位的地址前綴，將這個(gè)前綴再加上32位的主機(jī)IPv4地址來標(biāo)識IPv4網(wǎng)絡(luò)主機(jī)。當(dāng)兩協(xié)議主機(jī)互通，報(bào)文經(jīng)過網(wǎng)關(guān)時(shí)，由網(wǎng)關(guān)根據(jù)所配置的綁定信息進(jìn)行轉(zhuǎn)換。NATPT技術(shù)可分為三種：靜態(tài)NATPT、動(dòng)態(tài)NATPT以及結(jié)合了DNS ALG的動(dòng)態(tài)NATPT。因此，NATPT首要的工作重點(diǎn)是建立IPv6 和IPv4 的地址的映射表。NATPT 協(xié)議下的互通模型如圖48 所示。它處在 IPv6 網(wǎng)絡(luò)和 IPv4 網(wǎng)絡(luò)交界處，實(shí)現(xiàn)兩種協(xié)議主機(jī)的互通。由于目前 IPv4 協(xié)議下為了解決地址短缺問題，大量采用了 NAT（動(dòng)態(tài)地址翻譯）技術(shù)。是一種應(yīng)用在網(wǎng)絡(luò)層的協(xié)議轉(zhuǎn)換技術(shù)。SIIT只能應(yīng)用在小規(guī)模網(wǎng)絡(luò)中。這種機(jī)制可與其他機(jī)制相結(jié)合，實(shí)現(xiàn)純IPv6和純IPv4站點(diǎn)間的通信。由于它不記錄流的狀態(tài)，因此稱它為“無狀態(tài)”。根據(jù)北京職業(yè)中專的實(shí)際情況分析，IPv4網(wǎng)絡(luò)和IPv6網(wǎng)絡(luò)必將長期存在，因此IPv4網(wǎng)絡(luò)和IPv6網(wǎng)絡(luò)的互聯(lián)也非常重要，通過分析比較，北京職業(yè)中專實(shí)現(xiàn)純IPv4和IPv6網(wǎng)絡(luò)的互聯(lián)采用協(xié)議轉(zhuǎn)換技術(shù)比較好。如源節(jié)點(diǎn)和目的節(jié)點(diǎn)分別使用不同的協(xié)議，這種情況下就要使用協(xié)議轉(zhuǎn)換，使其首部進(jìn)行轉(zhuǎn)換，從而使兩協(xié)議網(wǎng)之間可以通信。在PC1上用ping6命令來測試與PC2的連通性，如圖47所示圖 47 PC1上對PC2連通性測試[實(shí)驗(yàn)結(jié)果]測試通過，本地IPv6能正常通信，發(fā)送4個(gè)數(shù)據(jù)包，接收到了4個(gè)數(shù)據(jù)包，說明IPv6地址加載成功，并且兩個(gè)主機(jī)可以相互通信。圖 46 PC2 本地端口配置其中，PC2 的IPv6地址為：2001:da8::2。圖 45 PC1本地端口配置截圖其中，PC1的IPv6地址為：2001:da8::1。[主機(jī)配置]：(1) 在PC1上做以下操作：在PC1主機(jī)的DOS對話框中手動(dòng)裝載IPv6，使用命令“ipv6 install”開啟 Windows操作系統(tǒng)上的IPv6功能，如圖44所示。圖 43 IPv6網(wǎng)絡(luò)間的通信拓?fù)鋱D[實(shí)驗(yàn)?zāi)康腯：在校園網(wǎng)中建設(shè)了IPv6網(wǎng)后，實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)中IPv6主機(jī)間基本的通信。在純IPv6網(wǎng)絡(luò)中，我們需要像在IPv4網(wǎng)絡(luò)中一樣，首先保證網(wǎng)絡(luò)中的主機(jī)最基本的相互通信，在這個(gè)基礎(chǔ)上，才可以實(shí)現(xiàn)其它功能。Windows XP 是支持IPv6協(xié)議的，但需要手動(dòng)配置。這樣，基本配置就完成，可以開始做仿真實(shí)驗(yàn)了。打開仿真軟件，從模擬設(shè)備類型中將所要模擬的路由器設(shè)備拖到工作區(qū)中，右鍵點(diǎn)擊工作區(qū)的路由器，將路由器激活，再選擇“IdlePC”選項(xiàng)，點(diǎn)擊“Idle PC”選項(xiàng)后，出現(xiàn)Idle PC的值，重復(fù)多次idlec值選擇，選擇CPU利用率最低的那個(gè)idlepc值。圖52就是添加好IOS后的頁面。首先，打開已安裝好的GNS3軟件，點(diǎn)擊 “Edit”菜單中的“IOS image and hypervisors”項(xiàng)，找到設(shè)置中的“Settings”，并點(diǎn)擊 ，查找所準(zhǔn)備的IOS映像文件，并在“Platform”和“Mode”選項(xiàng)中選出相應(yīng)的設(shè)備，剩下的配置就接受GNS3的默認(rèn)值，然后保存。圖 41 GNS3 模擬器界面 仿真平臺的建立仿真軟件安裝好后，不能立刻做仿真實(shí)驗(yàn)，需要對仿真平臺做必要的設(shè)置。首先介紹一下界面的組成部分。IOS：。本論文中，所有實(shí)驗(yàn)都運(yùn)行在Windows操作系統(tǒng)下，仿真軟件如下：軟件版本：。由于所使用的仿真軟件主要是針對路由器仿真的，對交換機(jī)來說只能仿真一些簡單的設(shè)備，而設(shè)計(jì)中所用到的交換機(jī)Catalys3750屬于三層交換機(jī)，具有路由器的功能，并且配置命令又一致，因此我在仿真實(shí)驗(yàn)中用路由器Cisco3725來代替交換機(jī)Catalys3750。它除了能夠可視化設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)外，還可以模擬Cisco路由設(shè)備和PIX防火墻，并且能仿真簡單的Ethernet、ATM和幀中繼交換機(jī)，還可直接完成相關(guān)的模擬實(shí)驗(yàn)。GNS是一款可以仿真復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)環(huán)境的圖形化網(wǎng)絡(luò)模擬器，可以運(yùn)行在Windows、Linux等多個(gè)平臺上。目前主要用于路由器模擬的軟件有GNS(2) Dynamips、Boson 等。另外，如果在北京職業(yè)中專真實(shí)的校園網(wǎng)中做IPv6實(shí)驗(yàn)，很容易造成網(wǎng)絡(luò)的癱瘓，影響網(wǎng)絡(luò)的正常使用。目前各網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)品公司如Cisco、華為、中興等推出的路由器、交換機(jī)等主要的組網(wǎng)設(shè)備都可以支持IPv6。根據(jù)北京職業(yè)中專的實(shí)際情況，可以采用第三種方式，既可以節(jié)省資源，又可以有效接入中國教育科研網(wǎng)并且難度不是很大。方式二:單獨(dú)拉一根光纖接入第二代中國教育科研網(wǎng)(CERNET2)。(3) 可通過NAT（網(wǎng)絡(luò)地址轉(zhuǎn)換）技術(shù)實(shí)現(xiàn)IPv6主干網(wǎng)下純IPv4網(wǎng)接入，實(shí)現(xiàn)IPv4網(wǎng)絡(luò)的資源共享以及互相連通。圖 32 Cernet2 主干網(wǎng)接入方式(1) 當(dāng)純IPv6網(wǎng)絡(luò)與Cernet2網(wǎng)互聯(lián)時(shí)，可通過BGP+路由協(xié)議或者是靜態(tài)路由的方法實(shí)現(xiàn)全球IPv6網(wǎng)絡(luò)的訪問。Cernet2網(wǎng)是采用純 IPv6 技術(shù)的網(wǎng)絡(luò)，它可以將服務(wù)提供給純IPvIPv6/IPv4雙棧節(jié)點(diǎn)以及純IPv4用戶。Cernet2網(wǎng)向全國的高校及科研單位提供1Gbps~10Gbps的IPv6接入服務(wù)。如果主機(jī)不支持雙棧，那么就必然存在純IPv4和純IPv6節(jié)點(diǎn)之間的互通問題，目前，這個(gè)問題的主要解決方案是NATPT[10]。所以在過渡階段，支持IPv6的路由器間的鏈路應(yīng)該采用隧道技術(shù)，IPv6報(bào)文被封裝到IPv4報(bào)文中傳輸。本地IPv6主機(jī)由局部網(wǎng)絡(luò)連接，局部網(wǎng)絡(luò)再由IPv6路由器相互連接，IPv6路由器間的連接則成樹狀或網(wǎng)狀，最終形成全球連接。(2)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的升級，要運(yùn)行IPv6，應(yīng)該保證IPv6主機(jī)間能建立連通性，并且IPv6連接的性能應(yīng)該很好，否則沒有充分的理由從IPv4向其過渡。路由器必須為IPv6配備全新的報(bào)文轉(zhuǎn)發(fā)、路由協(xié)議和網(wǎng)絡(luò)管理軟件[8]。(1)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的升級，主要是把原有的路由器和交換機(jī)通過系統(tǒng)升級的方式從上而下、從點(diǎn)而面的方式逐步升級為雙棧路由器和交換機(jī)，把原有的無法升級的設(shè)備逐步推到網(wǎng)絡(luò)的邊緣并淘汰掉。大部分新IPv6用戶、新業(yè)務(wù)都在新網(wǎng)絡(luò)上接入和開展，隨著新建校園網(wǎng)規(guī)模的擴(kuò)大，使得IPv6實(shí)驗(yàn)網(wǎng)與原IPv4網(wǎng)并駕齊驅(qū)，然后逐步把原有校園網(wǎng)的用戶和業(yè)務(wù)遷移到新建設(shè)網(wǎng)絡(luò)中，隨著舊網(wǎng)用戶和業(yè)務(wù)的遷出，舊網(wǎng)的規(guī)模逐漸縮小，可以把舊網(wǎng)中具有升級能力的設(shè)備用于新建雙棧網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)，以這樣的方式逐步把原有網(wǎng)絡(luò)淘汰。因此，在技術(shù)研究時(shí)要注意所選技術(shù)能夠支持網(wǎng)絡(luò)的平滑過渡，不會形成將來網(wǎng)絡(luò)過渡的新障礙。在和IPv6主機(jī)或路由器共處環(huán)境下的IPv4設(shè)備可繼續(xù)使用原有的地址編址方式。(5) 采取逐步更新、逐步部署的原則，保證網(wǎng)絡(luò)中己有的IPv4網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)可以隨時(shí)升級到IPv6，并且在網(wǎng)絡(luò)中可以隨時(shí)增加新的IPv6節(jié)點(diǎn)。(4) 避免設(shè)備之間的依賴性，設(shè)備的更新須具有獨(dú)立性。(3) 保證現(xiàn)有IPv4應(yīng)用在綜合組網(wǎng)環(huán)境中的正常應(yīng)用。網(wǎng)絡(luò)中的IPv4主機(jī)和IPv6主機(jī)必須能夠互通，包括路由可達(dá)和IP包可達(dá)。要在充分利用北京職業(yè)中專原有IPv4網(wǎng)絡(luò)設(shè)備及軟件資源的基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)IPv6網(wǎng)絡(luò)。在移動(dòng)性和可擴(kuò)展性方面有很大提高。北京職業(yè)中專校園網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋱D如圖31所示。該核心配備了雙電源，雙主控板和1個(gè)24口千兆光接口板，該交換機(jī)性能強(qiáng)勁，技術(shù)先進(jìn)，穩(wěn)定可靠，并具備可擴(kuò)展性。接入交換機(jī)設(shè)備選用了中興通訊ZXR10 RS2900SIAC二層智能以太網(wǎng)交換機(jī)作為接入層設(shè)備，該設(shè)備提供高達(dá)32G硬件全線速交換容量，達(dá)到了一般24口三層交換機(jī)的性能。匯聚層交換機(jī)選用了中興RS5224AC全千兆智能路由交換機(jī)。 北京職業(yè)中專校園網(wǎng)主要網(wǎng)絡(luò)設(shè)備北京職業(yè)中專的核心交換機(jī)采用兩臺H3C9505交換機(jī)作為核心，該交換機(jī)技術(shù)先進(jìn)，具有10GE、GE、PE、POS等各種豐富的接口模塊，并且可以全面支持IPv(4) IPvMPLS、NAT、組播、QOS、寬帶控制等業(yè)務(wù)功能。并且校園網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)項(xiàng)目順利實(shí)施以后，實(shí)現(xiàn)了內(nèi)網(wǎng)服務(wù)器子網(wǎng)、教工辦公子網(wǎng)、圖書館子網(wǎng)、教工宿舍子網(wǎng)、學(xué)生宿舍子網(wǎng)的互聯(lián)，真正實(shí)現(xiàn)全校數(shù)字一體化，建設(shè)數(shù)字化校園的構(gòu)想。對這類問題，目前可考慮GRE隧道技術(shù)、NATPT技術(shù)等。(1) IPv6孤島之間的互通目前，這類問題的解決主要利用網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)(主要是路由器)的雙協(xié)議棧和在IPv4網(wǎng)絡(luò)中建立IPv6隧道來實(shí)現(xiàn)，其中主要是手工配置隧道、6to4隧道等。隨著時(shí)間的推移，IPv4的海洋將會逐漸變小，而IPv6孤島將會越來越多，最終完全取代IPv4。協(xié)議轉(zhuǎn)換技術(shù)是指源節(jié)點(diǎn)和目的節(jié)點(diǎn)分別使用不同的協(xié)議，這種情況下要使用協(xié)議轉(zhuǎn)換，使其首部進(jìn)行轉(zhuǎn)換，從而使兩協(xié)議網(wǎng)之間可以通信[7]。雙協(xié)議棧技術(shù)主要是在一個(gè)節(jié)點(diǎn)上配置兩種協(xié)議，使得該節(jié)點(diǎn)既可以同IPv4主機(jī)通信也可以和IPv6主機(jī)通信。 IPv4向IPv6過渡應(yīng)用的技術(shù)在向IPv6 過渡中，需要用到大量的過渡技術(shù)[5]。此時(shí)，IPv4間的聯(lián)系要用到隧道技術(shù)。(3) IPv6占網(wǎng)絡(luò)主導(dǎo)地位的