校园网IPv6方案的设计与实现-绪论.

校园网IPv6方案的设计与实现，绪论1绪论1．1什么是IPv6IPv6是InternetProtocolVersion6的缩写，其中InternetProtocol译为互联网协议。IPv6是IETF（互联网工程任务组，InternetEngineeringTaskForce）设计的用于替代现行版本IP协议（IPv4）的下一代IP协议。目前的全球因特网所采用的协议族是TCP/IP协议族。IP是TCP/IP协议族中网络层的协议，是TCP/IP协议族的核心协议。目前IP协议的版本号是4（简称为IPv4），它的下一个版本就是IPv6。IPv6正处在不断发展和完善的过程中，它在不久的将来将取代目前被广泛使用的IPv4。1．2IPv6和IPv4的区别与IPV4相比，IPV6具有以下几个优势：一，IPv6具有更大的地址空间。IPv4中规定IP地址长度为32，即有2^32-1（符号^表示升幂，下同）个地址；而IPv6中IP地址的长度为128，即有2^128-1个地址。二，IPv6使用更小的路由表。IPv6的地址分配一开始就遵循聚类（Aggregation）的原则，这使得路由器能在路由表中用一条记录（Entry）表示一片子网，大大减小了路由器中路由表的长度，提高了路由器转发数据包的速度。三，IPv6增加了增强的组播（Multicast）支持以及对流的支持（FlowControl），这使得网络上的多媒体应用有了长足发展的机会，为服务质量（QoS，QualityofService）控制提供了良好的网络平台。四，IPv6加入了对自动配置（AutoConfiguration）的支持。这是对DHCP协议的改进和扩展，使得网络（尤其是局域网）的管理更加方便和快捷。五，IPv6具有更高的安全性。在使用IPv6网络中用户可以对网络层的数据进行加密并对IP报文进行校验，极大的增强了网络的安全性。1．3IPv6的几种关键技术1路由转发技术IPv6作为构建网络的基础，在技术上有诸多优势，基于这些技术优势，更丰富的应用会大量出现，其应用前景也将更加广阔。同时，虽然IPv6是新的标准体系，但是它的架构仍然沿袭了TCP/IP体系，很多IPv4的相关技术应用业务，可以方便地引入到IPv6网络中。在路由和转发过程中，IPv6路由查找思想与IPv4相同，采用最长地址匹配，选择最优路径，同样允许路由过滤、引入、聚合等操作。IPv4的动态路由协议，经过扩展后可以在IPv6网络上运行，包括RIPng、BGP4＋、ISISv6、OSPFv3。IPv6作为新的网络层协议，原有支持IPv4的链路层通过扩展可以方便地提供支持。如以太网支持IPv6，帧格式不变，只是通过新的协议域值为0x86DD来标识上层承载IPv6报文。在接口的处理上，通过识别不同的链路层中的协议号，将IPv4或者IPv6报文送到不同的协议栈中处理。因此，网络设备可以同时支持IPv4协议栈和IPv6协议栈。2应用支持IPv6的技术IPv4网络中还存在大量应用协议，它们会在IPv6中继续使用，需要将这些IPv4上层的应用层协议移植到IPv6中。这种移植基本分为两类：一部分应用层协议可以直接将IPv4Socket接口改为IPv6Socket，而协议本身机制可以基本不做改动，如Telnet等；另一部分应用层协议中包含IP地址信息，除了改用IPv6Socket，还需要对协议本身做适度扩展，如FTPforIPv6等。由于IPv6并未有体系结构上的变革，总体上，应用协议也会比较方便地引入到IPv6中来。3IPv6过渡技术IPv6的部署大致要经历一个渐进的过程。初始阶段，在IPv4的网络海洋中，会出现若干局部零散的IPv6孤岛，为了保持通信，这些孤岛通过跨越IPv4的隧道彼此连接。随着IPv6规模的应用，原来的孤岛逐渐聚合成为了骨干的IPv6Internet网络，形成于IPv4骨干网并存的局面。在IPv6骨干上可以引入了大量的新业务，同时可以充分发挥IPv6的优势。为了实现IPv6和IPv4网络资源的互访，还需要转换服务器以实现IPv6和IPv4的互通。最后，IPv4骨干网逐步萎缩成局部的孤岛，通过隧道连接，IPv6占据了主导地位，具备全球范围的连通性。IPv6提供很多过渡技术来实现这个渐进过程。这些过渡技术主要围绕着解决两类问题：IPv6孤岛互通技术--实现IPv6网络和IPv6网络的互通；IPv6和IPv4互通技术--实现两个不同网络之间互相访问资源。目前，主要有16种过渡技术。其中，基本过渡技术有两种：双栈和隧道。双栈：即设备升级到IPv6的同时保留对IPv4支持，可以同时访问IPv6和IPv4设备。其中包含双协议栈支持，应用程序依靠DNS地址解析返回的地址类型，来决定使用何种协议栈。隧道：通过在一种协议中承载另一种协议，实现跨越不同域的互通，具体可以是IPv6-in-IPv4、IPv6-in-MPLS、IPv4-in-IPv6等隧道类型。