【正文】 文）原創(chuàng)性聲明和使用授權說明 原創(chuàng)性聲明 本人鄭重承諾：所呈交的畢業(yè)設計（論文），是我個人在指導教師的指導下進行的研究工作及取得的成果。盡我所知，除文中特別加以標注和致謝的地方外，不包含其他人或組織已經發(fā)表或公布過的研究成果，也不包含我為獲得 及其它教育機構的學位或學歷而使用過的材料。 作 者 簽 名： 日 期： 指導教師簽名： 日 期： 使用授權說明 本人完全了解 大學關于收集、保存、使用畢業(yè)設計（論文）的規(guī)定，即：按照學校要求提交畢業(yè)設計（論文）的印刷本和電子版本；學校有權保存畢業(yè)設計（論文）的印刷本和電子版，并提供目錄檢索與閱覽服務；學校可以采用影印、縮印、數(shù)字化或其它復制手段保存論文；在不以贏利為目的前提下，學?？梢怨颊撐牡牟糠只蛉績热荨３宋闹刑貏e加以標注引用的內容外，本論文不包含任何其他個人或集體已經發(fā)表或撰寫的成果作品。本人完全意識到本聲明的法律后果由本人承擔。本人授權 大學可以將本學位論文的全部或部分內容編入有關數(shù)據庫進行檢索，可以采用影印、縮印或掃描等復制手段保存和匯編本學位論文。 作者簽名： 日期： 年 月 日 導師簽名： 日期： 年 月 日 注 意 事 項 （論文）的內容包括： 1）封面（按教務處制定的標準封面格式制作） 2）原創(chuàng)性聲明 3）中文摘要（ 300 字左右）、關鍵詞 4）外文摘要、關鍵詞 5）目次頁（ 附件不統(tǒng)一編入） 6）論文主體部分：引言（或緒論）、正文、結論 7）參考文獻 8）致謝 9）附錄（對論文支持必要時） ：理工類設計（論文）正文字數(shù)不少于 1 萬字（不包括圖紙、程序清單等），文科類論文正文字數(shù)不少于 萬字。 、圖表要求： 1）文字通順，語言流暢，書寫字跡工整，打印字體及大小符合要求，無錯別字，不準請他人代寫 2）工程設計類題目的圖紙，要求部分用尺規(guī)繪制，部分用計算機繪制，所有圖紙應符合國家技術標準規(guī)范。這場變革的起因是 IPv4 協(xié)議在面對 Inter 發(fā)展時出現(xiàn)越來越多的不足，人們?yōu)榻鉀Q這些不足提出用 IPv6 協(xié)議取代 IPv4 協(xié)議。然而，怎樣實現(xiàn)IPv4 向 IPv6 的平滑過渡，以及怎樣在現(xiàn)有 IPv4 網絡上進行 IPv6 組網仍然是目前 IPv4/IPv6 混合組網的主要的問題。 本文首先收集并分析國內外關于 IPv6 協(xié)議及 IPv6 過渡問題的最新資料，分析 IPv6 新特性，描述了 IPv6 協(xié)議的組件、特性等。然后，對校園網原有結構進行分析，提出網絡升級方案，過渡期間的 IPv4/IPv6 的共存策略及如何在校園網中部署，分配了便于管理的 IPv6 地址，介紹了一個基于隧道技術的IPv6 接入方案。 關鍵詞： IPv6；隧道技術；雙協(xié)議棧 The Design of Next Generation Campus Network Based on IPv6 Abstract With the rapid growth of puter working technology, the TCP/IP protocol which suite as Inter foundation stone is preceding an unprecedented change than ever before. The wedge that leads this transform is a number of deficiencies when IPv4 protocol faces up to the requirement of Inter development. In order to cope with this issue, people think to replace IPv4 by IPv6. Since IPv6 protocol has many new merits such as the great capacity for address, group broadcast, neighbor detect, automatic scheme as so on. Nevertheless, a question es up that How to carry out smooth transition from IPv4 to IPv6 along with How to anize the IPv6 at the existing IPv4 work base, which these papers is going to cover over. First of all, in this paper, the author collects and analyzes the latest domesticoverseas information about the transition from IPv4 to IPv6， and studies IPv639。互聯(lián)網的協(xié)議和技術是在 20 世紀 70 年代和 80 年代時發(fā)展起來的， 目前一直使用的互聯(lián)網協(xié)議是 IPv4。面對這些事實，我們現(xiàn)在要做的工作已經不是去討論需不需要替換現(xiàn)有協(xié)議的問題了，而是應該研究如何安全地、漸進地、無傷害地由基于 IPv4的現(xiàn)有網絡過渡到下一代 IPv6 網絡。 選題的意義 隨著網絡應用的發(fā)展以及各個高校規(guī) 模的不斷擴大，網絡用戶群數(shù)目不斷的增加，校園網的壓力越來越大，主要表現(xiàn)在以下幾個方面 : (1)網絡帶寬瓶頸隨著校園網上信息資源的不斷豐富、應用平臺的不斷增加、用戶數(shù)量的不斷增大，原有的網絡帶寬已經不能滿足信息流量增長的需要。網絡帶寬己經成為制約校園網新興業(yè)務開展的瓶頸。 (3)多業(yè)務需求許多新的教學科研項目的開展，需要校園網在多業(yè)務性上給予支持。特別是隨著 CNGI 工程的開展，大學對 IPv6 實驗網的需要會逐漸增大，需要校園網對 IPv6 提供強有力的支持。下一代校園網 (NGeN)是現(xiàn)有校園網絡發(fā)展的必然趨勢，其核心是“業(yè)務驅動”，并且擁有高帶寬和高存儲量、全設備應用、 IPv6 的應用、更多地關注運營管理、支持多業(yè)務的運行。 綜合上述分析，可以看出 IPv6 發(fā)展將是全方位的網絡技術升級，而且結合校園網向 IPv6 過渡策略的理論進行研究與探討，組建下一代校園網，對今后大規(guī)模 IPv6 商業(yè)網絡部署實施具有積極的參考價值。 介紹 IPv6 協(xié)議基本概念，了解 IPv6 尋址、 ICMPv6 機制、鄰節(jié)點發(fā)現(xiàn)等進行初步分析。 給出校園網向下一代網絡過渡的過渡策略，那些因素會促進 IPv6 的部署。 以 DR 大學為例，探討校園網 IPv6 的應用。 通過 Dynamips路由器模擬軟件搭建 IPv6的實驗平臺，結合校園網應用特點，完成典型 IPv6 技術在校園網中部署的關鍵實驗，實現(xiàn) IPv6 在校園網中部署的基本功能。 本節(jié)將對 IPv6地址， ICMPv6機制，鄰居發(fā)現(xiàn)機制等進行分析。書寫 IPv4 地址時采用點分十進制，例如 :?？紤]到 IPv6 地址長度是 IPv4 的四倍， RFC 1884規(guī)定的標準語法建議把 IPv6 地址的 128 比特 (16 字節(jié) )書寫成 8 個 16 位的無符號整數(shù)，每個整數(shù)用四個十六進制位表示，這些數(shù)之間用冒號 (:)分開，如 :20xx:250:eeff:0243:02fd:00ff:fe00:0a39 IPv6 格式前綴 ( FP, Format Prefix)的表示和 IPv4 地址前綴在 CIDR 中的表示方法類似。此外，與 IPv4 不同， 中的全 0 和全 1 表示都是合法的。 (1)單播地址。發(fā)送給一個單播地址的包傳遞到由該地址標識的 接 口上。 IPv6 單播地址中的接口標識符是用來確定鏈路上一個接口的。屬于不同節(jié)點的一組接口可以有一個標識符。通常任播地址用于標識提供同樣服務的節(jié)點集。目前，此類地址僅被用做目標地址，且僅分配給路由器使用。 IPv6 協(xié)議沒有定義廣播地址， IPv6 認為廣播是組播的一種特殊形式。發(fā)送 給一個組播地址的包傳遞到該地址所標識的所有接口上。組播地址格式 表 23 組播地址格式 8 4 4 112 11111111 flag scop 組播 格式前綴為 1111 1111(十六進制表示為 ffxx::/32)標識這種地址為組播地址。 圖 21 地址解析 ICMPv6 數(shù)據報 IPv6 中另外一個非常重要的數(shù)據報類型是 ICMPv6(Inter Control Message Protocol version 6)。因 IP 協(xié)議不保證數(shù)據包傳遞的可靠性，所以當數(shù)據包在網絡中被拋棄時有必要 第 4 頁 共 34 頁 將數(shù)據包未到達情況由發(fā)現(xiàn)錯誤的主機或路由器通知信源。 ICMPv6 具備 IPv4 的 ICMP 基本功能，廢除了一些過時消息類型，并提供一個簡單的故障排除回應服務。鄰居發(fā)現(xiàn)協(xié)議定義了解決如下一些問題的機制 : (1)地址自動配置：節(jié)點為自身的網絡接口配置 IPv6 地址，與之關聯(lián)的有重復地址檢測機制等。 (3)路由發(fā)現(xiàn)：主機發(fā)現(xiàn)同一鏈路上的路由，與之關聯(lián)的還有參數(shù)發(fā)現(xiàn)、前綴發(fā)現(xiàn)等機制。 圖 23 ICMP ECHO 操作 第 5 頁 共 34 頁 3 IPv4/IPv6 的過渡策略及技術 要實現(xiàn) IPv6 的部署，實現(xiàn) IPv4 向 IPv6 的平滑過渡，是在不影響現(xiàn)有網絡環(huán)境下，逐步的實現(xiàn) IPv6 在現(xiàn)有 IPv4 網上通信，然后再逐漸進行新的應用業(yè)務的部署。 過渡策略 向 IPv6 為核心的下一代網絡過渡既是不可避免的，又不可能是一步而成的。 從用戶角度來說，需要實現(xiàn)透明過渡； 從管理角度來說，網絡運營商不希望網絡過渡對正常的業(yè)務造成大的擾動；目前 IPv4 網絡中數(shù)量巨大的設備必須得到 IPv6 支持。我國在 20xx 年年底開通了 Cer2，代 表了政府對 IPv6 技術的重視程度，但是不能代表政策會引導運營商開始部署大規(guī)模的 IPv6 商用網。 一些研究人員認為， IPv4 向 IPv6 過渡，從時間和規(guī)模上分，可以分為著名的“海洋與孤島”理論。 第二階段， IPv4“海洋”和 IPv6“孤島”，需要過渡技術，可供選擇的技術為各種隧道，和 IPv6/IPv4 雙棧與地址轉換。 采用 IPv6/IPv4 地址轉換技術?？赡懿捎玫倪^渡技術有 NATPT 第五階段，可能是純 IPv6“海洋”。 第 6 頁 共 34 頁 IPv4 到 IPv6 的過渡，不僅是技術上的過渡，還需要有一套推廣方法，管理策略，業(yè)務應用的實現(xiàn)。五個圓代表網絡過渡 階段不同的 IPv6 網絡類型。 s 和 c成反比： 參數(shù) s由各種過渡技術及過渡技術組合方案在實際部署中的效率所決定，效率越高， c越??；反之越大； 隨機量 r 對 c的影響： 隨機 量 r指某種可以刺激 IPv6 部署的應用， r 的值越大， c的值約小。隨著應用熱點的轉移，如 IPTV，視頻會議等與視頻相關的應用越來越多，對 QOS ，帶寬，延遲要求越來越高，這個 r 可能在某種形式視頻類應用中產生。 第 7 頁 共 34 頁 雙協(xié)議棧 雙協(xié)議棧 (Dual Stack)是在相關節(jié)點上安裝 IPv4/IPv6雙協(xié)議棧。雙協(xié)議棧節(jié)點 (Dual stack nodes)既能與 IPv4 節(jié)點通信，又能與 IPv6 節(jié)點通信。隧道技術提供了單個 IPv6網絡 (或節(jié)點 )穿越 IPv4 網絡的技術。隧道封裝如下所示 : IPv4 頭 /IPv6 頭 /IPv6 數(shù)據 隧道是目前和將來一段時間向以 IPv6 為核心的互聯(lián)網過渡常用技術之一。 4 建設原則及原有網絡分析 建設原則 校園網的建設要為學校的根本利益服務，要使校園網在學校的人才培養(yǎng)、學科建設和科研工作方面發(fā)揮最大作用，這是校園網成敗的關鍵。校園網設計是否合理 ，對校園網的未來發(fā)展和效益起著極為重要的作用。整個校園網絡的建設不是一朝一夕可以實現(xiàn)的，必須分步實施，設計中需要考慮各階段的情況，適應長遠發(fā)展，進行統(tǒng)一規(guī)劃和設計。其主干網絡 第 8 頁 共 34 頁 采用 光纖通訊介質，以千兆光傳輸技術為基礎覆蓋了整個校園。 (1)核心層 DR大學校園網初期采用的為不完全的 3層結構，既核心和匯聚 /接入混用，中心采用 Cisco 的 7206 路由器和 Cisco WSC4503 交換機 作為中心節(jié)點。 連接到各教學樓的 Cisco 公司和 3Com， DLINK，銳捷網絡 的低端交換機設備 。 (2)匯聚 /接入層 由于 DR 大學校園網建設的缺乏規(guī)范和統(tǒng)一的規(guī)劃，各建筑網所采用設 備均系“雜牌化”，無論是匯聚流量的 3 層交換機還是提供接入服務的接入層 2 層設備，共有 10 多家廠家的設備。 分支網絡由核心節(jié)點向外輻射到各院系大樓的 4 芯光纜和上行的節(jié)點設備組成?，F(xiàn)有主分支網節(jié)點 5 個。經過 10 年的發(fā)展成為現(xiàn)在的網絡結構。我們知道路由器的路由功能是基于軟件的，轉發(fā)能力相對與三層交