【正文】 50:2020:E011::1/64 Tunnel 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 IPv4 Ipv6 route ::/0 2020:250:2020:E011::2/64 /定義 默認(rèn)路由 ! 電子科技大學(xué) Cisco7200 路由器配置 Enable Config termimal ! Interface Tunnelyyy /yyy 為隧道 ID No ip address Ipv6 address 2020:250:2020:E011::2/64 Tunnel source Tunnel destination Tunnel mode ipv6ip Ipv6 route 2020:250:2020::/48 2020:250:2020: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)? 隧道兩端配置如下。 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 Cer2 DR 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)，任何一臺設(shè)備出現(xiàn)故障，另外一臺設(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 的過渡相對簡單， 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)備對于 IPv6 來說是透明的。其他 樓宇間 的匯聚設(shè)備 升級到 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)?如下圖所示： 圖 51 升級工程第一步拓?fù)? 第二階段： 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 工程升級的方向 IPv IPv4/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 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)原有分級拓?fù)淙缦聢D所示： 圖 41 原有分級拓?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、自動配置隧道、 6over 6to4 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)?視頻所具有的特性與IPv6 的對 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=1 t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，過渡成本會逐漸增加，代價(jià)也會增加； 另一方面，隨著時(shí)間的推移，對 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)營商進(jìn)行有力的推動和商業(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來獲得對方主機(jī)的 MAC地址。 IPv6 組播地址是一組節(jié)點(diǎn)的標(biāo)識符，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)對其鏈路層地址的請求。發(fā)送給一個(gè)任播地址的包傳送到該地址標(biāo)識的、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。 一個(gè)單接口有一個(gè)標(biāo)識符。 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 2020:250: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 128 比特長的 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)