【正文】 還在發(fā)展、還涉及很多實際部署和應用的問題，這方面高校有著自己的優(yōu)勢；l CERNET2將成為真正意義上的“中國教育與科研計算機網”，作為下一代網絡的研究示范平臺，供各高校接入，以便有效開展IPv6的技術和應用研究；目前很多高校已經或開始建設校園內的IPv6網絡（局部）或者IPv6的城域網（覆蓋城域范圍內的若干高校），這些IPv6網絡都將接入CERNET2；l 211高?；蛘哂兄攸c學科的大專院校，都已接入CERNET2，目前已掀起建設IPv6校園網的熱潮。IPv6城域網建設是鄭州下一代互聯網發(fā)展戰(zhàn)略的重點。鄭州大學城已經引入多所省內優(yōu)秀的院校辦學，東大學城主要有河南農業(yè)大學、河南財經學院、河南職業(yè)技術學院、鄭州廣播電視大學、河南教育學院、河南中醫(yī)學院、鄭州航空工業(yè)管理學院、河南省政法干部管理學院、華北水利水電學院等。，鏈路的開通使鄭州大學城以純IPv6方式直接接入CERNET2主干網的干線。鄭州大學城IPv6實驗網的建設是本文的實例背景，在網絡的部署中大量采用了本文的設計方案。在1996年，美國政府發(fā)起下一代互聯網NGI行動計劃，建立了主干網vBNS。繼NGI計劃結束之后，美國政府立即啟動了旨在推動下一代互聯網產業(yè)化進程的大規(guī)模網絡LSN計劃。這標志美國在IPv6方面不僅僅是以世界IPv6研究、協(xié)調中心的身份出現，而且將視IPv6商業(yè)化作為其基本戰(zhàn)略。ANT，并以此為基礎全面進行下一代互聯網各項核心技術的研究和開發(fā)。歐洲目前已經建立了Euro6IX和6NET等IPv6試驗網絡，進行有關IPv6的推廣和部署準備。l 日本日本、韓國和新加坡三國在1998年發(fā)起建立了“亞太地區(qū)先進網絡APAN”，加入下一代互聯網的國際性研究。日本是全球IPv6最引人注目的地方之一。2001年3月，在日本政府制定的IT基本戰(zhàn)略和eJapan計劃中，明確設定在2005年完成從當前的互聯網到IPv6的過渡，成為信息化最先進的國家之一。l 韓國2003年9月，支持IPv6標準的下一代互聯網IMT2000已經投入商用。 國內下一代互聯網部署現狀l CNGI和CERNET2在國外以美國為代表的西方發(fā)達國家相繼啟動各自的下一代互聯網研究計劃的同時，我國起動了一系列和下一代互聯網研究相關的項目，1998年，教育部建設了CERNETIPv6試驗網、國家自然科學基金委員會資助建設了“中國高速互聯研究試驗網絡（NSFCNET）”、“863”計劃在“九五”期間資助研制了CAINONET、“863”計劃在“十五”期間還重點支持了IPv6核心技術開發(fā)、IPv6綜合試驗環(huán)境和3Tnet高性能寬帶信息示范網重大專項、中科院開展了“IPv6關鍵技術及城域示范網”的建設和示范工作。2003年8月經國務院批準，我國下一代互聯網示范項目（CNGI）正式啟動。CNGI由CNGI示范網絡、CNGI技術試驗和重大應用示范以及CNGI技術開發(fā)與推廣應用三大部分組成。該網絡是全球最大的純IPv6為核心的下一代互聯網。（）l 重慶在重慶，“IPv6網絡關鍵技術研究和城域示范系統(tǒng)”于2004年6月22日通過專家組驗收。目前，已有龍湖花園、重慶大學等單位接入。在2005年1月15日，上海成功開通了地區(qū)性的IPv6互聯網——下一代上海教育與科研計算機網。2010年的世博會，也在推進IPv6在上海的應用，根據上海世博局提供的信息，世博會將引進將建設下一代的IPv6數據網，充分借助信息化的手段，為游客服務。實驗網采用環(huán)型加星型的網絡結構，在整個南京市設立了4個城市核心節(jié)點，主干帶寬為1G，各高校通過千兆線路連接到核心節(jié)點，從而形成了一個純IPv6的實驗網[5]。1999年11月，CERNETNokia聯合開展IPv6方面的合作研究，利用NokiaIP650路由器實現試驗床到國家網絡中心的互連，上海交大以6over4隧道的方式連接IPv6 TestBed backbone，并承擔其中ipv6 mail/dns的研究子項目。2003年4以BGP4+(AS65010)將上述地址聯入CERNET網絡中心。2004年底啟動的CERNET2 25個主節(jié)點的互連，上海交大IPv6校園網正式接入CERNET2。l 北京大學北京大學作為CERNET華北地區(qū)主節(jié)點之一，長期以來一直承擔著華北地區(qū)幾十所高校到CERNET的接入工作。同時，為了給本校師生提供支持IPv6的實驗環(huán)境，為校內部分單位完成了IPv6環(huán)境的直接接入，并建立了6to4隧道，供全校師生了解IPv6。復旦大學在2003年和2004年分別申請IPv6地址2001:250:6001::/48和2001:251:7805::/48，并分別于2004年5月接入CJIPv6試驗網、12月接入CERNER2005年1月接入NSHERNET。目前已建設了12個純v6或者v4/v6雙棧應用演示系統(tǒng)。（2）高起點堅持高起點，研究、開發(fā)采用下一代互聯網的體系結構和相應協(xié)議，一代互聯網應用。（4）高性能性和先進性網絡設備必須具備高速處理能力，保證網絡的高吞吐能力，系統(tǒng)應有性的，能夠根據實際要求升級。為防止局部故障引起整個網絡系統(tǒng)癱瘓，在網絡骨干上要提供路和冗余。安全包括4個層面：網絡安系統(tǒng)安全、數據庫安全、應用系統(tǒng)安全。（7）可擴展性考慮到信息點數目相對穩(wěn)定，可擴展性主要體現在網絡設備的性能升（8）可管理性支持網絡管理和監(jiān)測軟件，可以實時遠程管理網絡設備，分析和排除減少網絡運營時的管理和維護負擔。其中，通信基礎設施為計算機網提供了承載平臺，為計算機網絡提供了物理層的保證，計算機網絡為教育應用提供信息傳輸與交換平臺，安全保障體系和運行管理體系是支撐網絡與應用的重要支柱。核心設備通常實現流量的線速轉發(fā)，負載分擔、路由控制等功能。l 接入層接入層處于網絡的最末端，直接連接用戶的PC機，實現用戶流量的穩(wěn)定轉發(fā)。IP地址規(guī)劃主要涉及到網絡資源的利用的方便有效的管理網絡的問題，IPv6地址有128位。IPv6的地址使用方式有兩類，一類是普通網絡申請使用的IP地址，這類地址完全遵從前綴+接口標識符的IP地址表示方法；另外一類就是取消接口標識符的方法，只使用前綴來表示IP地址。IP地址的規(guī)劃應盡可能和網絡層次相對應，應該是自頂向下的一種規(guī)劃。地址使用兼顧到近期的需求與遠期的發(fā)展以及網絡的擴展，預留相應的地址段。 路由策略路由策略的選擇是網絡連通性的重要保障，路由策略需要保證網絡具有相對獨立、易于管理等特點，需要考慮內部路由和外部路由兩方面內容。在IPv6相關的路由協(xié)議中，無論是新開發(fā)的OSPFv3，還是基于IPv4協(xié)議擴展的RIPng、ISISvBGP4+等，都是從相關的IPv4路由協(xié)議演變而來的，旨在提供對IPv6的支持，其應用場合、路由思路及優(yōu)缺點并沒有發(fā)生根本改變。從路由協(xié)議標準化進程看，RIPng和OSPFv3協(xié)議已較為成熟，支持IPv6的ISIS協(xié)議標準草案也已經過多次討論修改，標準正在形成之中，而且ISISv6已經在主流廠家的相關設備得到支持。而OSPF和ISIS協(xié)議可用于較大規(guī)模的網絡。對于大規(guī)模的IP網絡，為了保證網絡的可靠性和可擴展性，內部路由協(xié)議（IGP）必須使用鏈路狀態(tài)路由協(xié)議，只能在OSPF與ISIS之間進行選擇，下面對兩種路由協(xié)議進行簡單的對比。OSPF收斂時間短，在數據包控制和環(huán)路管理上有卓越的性能，通過分區(qū)實現網絡的匯聚功能。總的來說，由于OSPF發(fā)展成熟，廠商支持廣泛，已經成為世界上使用最廣泛的IGP，尤其在企業(yè)級網絡，也是IETF推薦的唯一的IGP。目前在IPv4網絡中大量使用的OSPF路由協(xié)議版本號為OSPFv2，能夠支持IPv6路由信息的OSPF版本稱為OSPFv3。與OSPFv2相比，OSPFv3除了提供對IPv6的支持外，還充分考慮了協(xié)議的網絡無關性以及可擴展性，進一步理順了拓撲與路由的關系，使得OSPF的協(xié)議邏輯更加簡單清晰，大大提高了OSPF的可擴展性。OSPFv3和OSPFv2的不同主要有：u 修改了LSA的種類和格式，使其支持發(fā)布IPv6路由信息；u 修改部分協(xié)議流程，使其獨立于網絡協(xié)議，大大提高了可擴展性；主要的修改包括用RouterID來標識鄰居，使用鏈路本地（Linklocal）地址來發(fā)現鄰居等，使得拓撲本身獨立于網絡協(xié)議，與便于未來擴展。u 提高了協(xié)議適應性；通過引入LSA擴散范圍的概念，進一步明確了對未知LSA的處理，使得協(xié)議可以在不識別LSA的情況下根據需要做出恰當處理，大大提高了協(xié)議對未來擴展的適應性。同BGP一樣，ISIS可以同時承載IPv4和IPv6的路由信息。這個新的ISIS協(xié)議可同時應用在TCP/IP和OSI環(huán)境中。TLV是在LSP(Link State PDUs)中的一個可變長結構，新增的兩個TLV分別是：u IPv6 Reachability(TLV type 236)：類型值為236(0xEC)，通過定義路由信息前綴、度量值等信息來說明網絡的可達性；u IPv6 Interface Address(TLV type 232)：類型值為232(0xE8)，它相當于IPv4中的“IP Interface Address”TLV，只不過把原來的32比特的IPv4地址改為128比特的IPv6地址。域間路由協(xié)議主要實現不同ISP核心網絡之間的互通，一般使用BGP4+，而且目前大多數典型的路由器設備都支持這個協(xié)議。BGP4+通過在ISP邊界路由器上增加一定的策略，選擇過濾路由，把RIPng、OSPFvBGP4+等路由發(fā)送到對方。傳統(tǒng)的BGP4只能管理IPv4的路由信息，對于使用其它網絡層協(xié)議（如IPv6等）的應用，在跨自治系統(tǒng)傳播時就受到一定限制。為了實現對IPv6協(xié)議的支持，BGP4+需要將IPv6網絡層協(xié)議的信息反映到NLRI（Network Layer Reachable Information）及Next_Hop屬性中。用于發(fā)布可達路由及下一跳信息；u MP_UNREACH_NLRI：Multiprotocol Unreachable NLRI，多協(xié)議不可達NLRI。BGP4+中的Next_Hop屬性用IPv6地址來表示，可以是IPv6全球單播地址或者下一跳的鏈路本地地址。 DNS域名系統(tǒng)IPv4 DNS地址查詢只返回32比特的IPv4地址，因此不能直接支持IPv6，必須做部分擴展。正向域表示：AAAA與A6(地址鏈形式，支持地址聚合)。DNAME)。此記錄把主機名映射為IPv6地址。當節(jié)點需要得到另外一個節(jié)點的地址時，就會發(fā)送AAAA記錄請求到DNS服務器，請求以另外一個節(jié)點的主機名對應的地址。如果一個節(jié)點有多個地址，則要和多條記錄對應。此記錄與AAAA記錄類似，但支持IPv6地址的層次存儲以簡化網絡重新編址。重新編址時，則所有節(jié)點必須改變他們的IPv6地址前綴部分。在IPv4到IPv6的過渡過程中，作為Internet基礎架構的DNS服務也要支持這種網絡協(xié)議的升級和轉換。例如，IPv4的地址域名映射使用“A”記錄，而IPv6使用“AAAA”或“A6”記錄。當服務器的回答到達DNSALG時，DNSALG修改回答，把“AAAA”改為“A”，把IPv6地址改成DNSALG地址池中的IPv4轉換地址，把這個IPv4轉換地址和IPv6地址之間的映射關系通知NAT－PT，并把這個IPv4轉換地址作為解析結果返回IPv4主機。目前最常用的是Bind（Berkeley Internet Name Domain）系統(tǒng)，最初的時候是由加州大學柏克萊分校所發(fā)展出來的BSD UNIX中的一部份，目前則由ISC組織來負責維護與發(fā)展。然而，一方面現階段IP網絡上的設備主要基于IPv4，將它們替換為IPv6設備，需要花費巨大的成本，另一方面，網絡的升級換代不能以中斷現有的業(yè)務為代價。因此，如何使IPv4平滑過渡到IPv6是一個迫切需要解決的問題。為了實現IPv4網絡向IPv6網絡平滑過渡，IETF成立了專門的工作組，研究IPv4到IPv6的轉換問題，并且已提出了很多種過渡技術。（1）雙協(xié)議棧技術雙棧是指在設備上同時啟用IPv4和IPv6協(xié)議棧。一個節(jié)點同時支持IPv6和IPv4兩種協(xié)議，那么該節(jié)點既能與IPv4協(xié)議的節(jié)點通信，又能與支持IPv6協(xié)議的節(jié)點通信，這就是雙協(xié)議棧技術的工作原理。同時，它也是所有其他過渡技術的基礎。對于采用隧道技術的設備來說，在起始端(隧道入口處)，將IPv6的數據報文封裝入IPv4，IPv4報文的源地址和目的地址分別是隧道入口和出口的IPv4地址。隧道技術只要求在隧道的入口和出口處進行修改，對其他部分沒有要求，因而非常容易實現。（3）網絡地址和協(xié)議轉換（NATPT）NATPT(Network Address TranslatorProtocol Translator)是附帶協(xié)議轉換器的網絡地址轉換器，通過修改協(xié)議報文頭來轉換網絡地址，使它們能夠互通。另外，NATPT通過與應用層網關(ALG)相結合，實現了只安裝IPv6的主機和只安裝IPv4機器的大部分應用的互相通信。、適用范圍以及存在問題等三個方面的比較分析[6]。以現有IPv4路由體系來傳遞IPv6數據，是過渡階段最易于采用的技術。適用范圍任何IPvIPv6網絡。IPv4和IPv6網絡的互通。不能解決IPv和IPv 6主機/網絡的互通。 網絡與信息系統(tǒng)運行管理體系建設計算機網絡的目的在于使用網絡，使建設投資能夠發(fā)揮最大效益。可以說，建設一個網絡不易，管理一個網絡則更難。 傳統(tǒng)的網絡管理的功能劃分（1）網絡故障管理計算機網絡服務發(fā)生意外中斷是常見的，這種意外中斷在某些重要的時候可能會對社會或生產帶來很大的影響。因此，需要有一個故障管理系統(tǒng)，科學地管理網絡發(fā)生的所有故障，并記錄每個故障的產生及相關信息，最后確定并改正那些故障，保證網絡能提供連續(xù)可靠的服務。尤其是網絡系統(tǒng)常常是動態(tài)變化的，如網絡系統(tǒng)本身要隨著用戶的增減、設備的維修或更新來調整網絡的配置。（3）網絡性能管理由于網絡資源的有限性，因此最理想的是在使用最少的網絡資源和具有最小通信費用的前提下，網絡提供