免费基于IPv6的下一代校园网设计(一)

摘  要
 随着网络技术的快速发展，作为Internet基石的TCP/IP协议族正进行着一场前所未有的变革。这场变革的起因是IPv4协议在面对Internet发展时出现越来越多的不足，人们为解决这些不足提出用IPv6协议取代IPv4协议。IPv6具有诸如海量地址、组播、邻居发现、自动配置等许多新特性。然而，怎样实现IPv4向IPv6的平滑过渡，以及怎样在现有IPv4网络上进行IPv6组网仍然是目前IPv4/IPv6混合组网的主要的问题。本文将以在IPv4网络上进行IPv6的组网为目的展开设计工作。
 本文首先收集并分析国内外关于IPv6协议及IPv6过渡问题的最新资料，分析IPv6新特性，描述了IPv6协议的组件、特性等。并对目前常用的三种过渡技术双协议栈、隧道和IPv6/IPv4协议与地址转换进行分析比较。然后，对校园网原有结构进行分析，提出网络升级方案，过渡期间的IPv4/IPv6的共存策略及如何在校园网中部署，分配了便于管理的IPv6地址，介绍了一个基于隧道技术的IPv6接入方案。构造了基于网络设备仿真软件的IPv6实验平台，在实验中本着立足实际情况，充分体现IPv6的特性的基础上，结合DR大学IPv4校园网现状，开展IPv6试验网实验与验证。

 关键词： IPv6；隧道技术；双协议栈

 
 
目  录
论文总页数： 34页

1 引言 1
1.1 选题的意义 1
1.2 所做的工作 1
2 IPv6协议分析 2
2.1 IPv6协议 2
2.1.1 IPv6地址书写表示 2
2.1.2 单播 组播 任意播 2
2.1.3 ICMPv6数据报 3
2.1.4 邻居发现协议 4
3 IPv4/IPv6的过渡策略及技术 5
3.1  过渡策略 5
3.2 双协议栈 7
3.3 隧道 7
4 建设原则及原有网络分析 7
4.1 建设原则 7
4.2 描述DR大学原有校园网 7
4.3 原有网络问题分析 8
5 升级工程方案 10
5.1 需求分析 10
5.2 IPv4/IPv6工程升级的方向 10
5.3 三步部署IPv6校园网方案 10
5.3.1  通过隧道方式接入IPv6 Cernet2 13
5.3.2  网络管理 15
5.3.3  学生公寓的流量工程设计 16
5.4交换机基础性能需求计算及连接方式 16
5.5设备配置 18
6 为下一代校园网分配IP地址 20
6.1 IP地址需求 20
6.2 DR大学IPv6地址规划 20
6.2.1 基于地域的规划 21
6.2.2 基于业务应用的规划 21
6.2.3 结合应用业务规划的方式 21
7 实验平台的构建与实现 23
7.1 组网手段与分析方法 23
7.1.1  关于Dynamips网络设备仿真软件 23
7.1.2  实验平台前期准备 24
7.1.3  登陆到实验设备,实现与仿真软件通信 25
7.2  IPv6 Over IPv4 手工隧道实验 25
7.3  OSPFv3实验 28
8 预算 30
结    论 32
参考文献 32
致    谢 32
声    明 33

 引言
 IPv6被称为是下一代网际协议。互联网的协议和技术是在20世纪70年代和80年代时发展起来的，目前一直使用的互联网协议是IPv4。但由于网络的发展，现行的IPv4己越来越不能满足各种网络应用的需要了，产生了许多制约网络发展的瓶颈。面对这些事实，我们现在要做的工作已经不是去讨论需不需要替换现有协议的问题了，而是应该研究如何安全地、渐进地、无伤害地由基于IPv4的现有网络过渡到下一代IPv6网络。因此，本文从互网的历史和发展入手，结合DR大学的网络升级工程，通过对IPv4协议和IPv6协议基本原理的分析，对从IPv4到IPv6的过渡技术与实现做一些应用研究。
 选题的意义
 随着网络应用的发展以及各个高校规模的不断扩大，网络用户群数目不断的增加，校园网的压力越来越大，主要表现在以下几个方面:
 (1)网络带宽瓶颈随着校园网上信息资源的不断丰富、应用平台的不断增加、用户数量的不断增大，原有的网络带宽已经不能满足信息流量增长的需要。特别是随着多媒体网上教学、视频点播等应用的兴起，对网络带宽的需求迅猛增加。网络带宽己经成为制约校园网新兴业务开展的瓶颈。
 (2)安全和管理问题学生用户的网络行为有别于其他网络用户，增加了管理和安全方面的难度。
 (3)多业务需求许多新的教学科研项目的开展，需要校园网在多业务性上给予支持。例如，对MPLS VPN, IPv6的支持，更强大的QoS保障，更好的IP VPN业务等。特别是随着CNGI工程的开展，大学对IPv6实验网的需要会逐渐增大，需要校园网对IPv6提供强有力的支持。为了缓解以上的压力，现有校园网络需要改造成新型的校园网络。下一代校园网(NGeN)是现有校园网络发展的必然趋势，其核心是“业务驱动”，并且拥有高带宽和高存储量、全设备应用、IPv6的应用、更多地关注运营管理、支持多业务的运行。这就说明在下一代校园网中IPv6技术必将作为核心的技术被使用。
 综合上述分析，可以看出IPv6发展将是全方位的网络技术升级，而且结合校园网向IPv6过渡策略的理论进行研究与探讨，组建下一代校园网，对今后大规模IPv6商业网络部署实施具有积极的参考价值。
 所做的工作
 阐述下一代网络协议IPv6的发展历史及其优越性;
 介绍IPv6协议基本概念，了解IPv6寻址、ICMPv6机制、邻节点发现等进行初步分析。
 对IPv4到 IPv6的过渡技术进行分析，特别是对现在使用得较多的双协议栈技术、隧道技术和翻译转换技术进行研究，探讨其机理。
 给出校园网向下一代网络过渡的过渡策略，那些因素会促进IPv6的部署。
 描述一个校园网原有的网络原形，分析其特点，得出网络升级的需求分析，提出升级工程的原则。
 以DR大

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