IPv6背景下的校园网络管理与运用

前言

目前我们使用的第二代互联网IPv4技术，其核心技术属于美国。随着中国以及其他国家互联网技术的迅速发展，第二代互联网IPv4技术难以克服的弊端逐渐显露，主要表现在两个方面：一是地址资源数量的限制，已经严重地制约了中国及其他国家互联网技术的应用和发展。另一方面是随着电子技术及网络技术的发展，计算机网络将进入人们的日常生活，可能身边的每一样东西都需要连入全球因特网。在这样的环境下，IPv6应运而生。

IPv6的主要特点：（1）相比IPv4，IPv6有更大的地址空间，其地址空间增大了2的96次方倍，可以大大满足人们的需求。（2）IPv6具有更好的、灵活的头部格式，字段只有8个，加快报文转发和处理速度，提高了吞吐量。（3）IPv6具有更高的安全性。（4）扩大了支持的服务类型数目。（5）允许协议继续演变，增加新的功能，使之适应未来技术的发展。由于IPv6技术的发展，将极大的改变人们的生活方式、学习方式、工作方式，信息素养将成为未来普通公民不可或缺的基本素质之一。因此，信息技术在学校普及显得迫在眉睫，而就像学外语需要有语言环境一样，普及信息技术也需要有一个好的环境。而校园网就能提供这样一种环境，人们可以利用它进行工作、交流和学习，因此在经济条件允许的情况下，应尽快尽早的建设IPv6环境下的校园网。

校园网是一个以计算机网络为主要平台，将高性能的网络设备互连，从而形成具有信息资源共享的综合性网络系统，从而达到服务于学生、教师和学校目的，进而推动教育技术改革、优化现代育人环境的进步和发展，其核心是应用于教育教学、服务于教育教学，其基本特征和本质是信息资源共享和实用性。其主要实现的功能：（1）以学生为主体的服务，促使学生学习最优化，，使得学生能及时、方便、有效的和老师沟通和交流，同时能及时获取老师以及学校发布的公共信息。（2）以教师为主体的教育教学服务，促使教育教学最优化，教师可以借鉴其他老师优秀的教学成果和教学思路，使其能够为己利用，达到“它山之石可以攻玉”的效果。（3）以学校为主体的管理服务，促使学校管理最优化。管理者可以及时发布一些重要的信息，而学生和老师又能及时的查阅这些信息，极大的方便了信息的交流和沟通，为学校节省了大量的人力、物力、财力。同时也架起了学生、教师、学校和政府、企业、社会的沟通桥梁，搭建了一个基础的信息平台。鉴于IPv6互联网技术的发展以及互联网技术在校园网建设中不可或缺的地位，而新的IPv6互联网技术在校园网的管理和应用中必然存在着一些问题，因此对IPv6环境下校园网的管理和应用的探索、分析以及应对显得极其重要而又势在必行。

1、IPv6环境下的校园网络管理

由于IPv6和IPv4的环境大不相同，在校园网络的管理中不可避免的会出现一些问题。首先，要管好IPv6用户资源，在网络中最重要一个资源是用户资源，没有用户资源，网络是没有任何意义。对于用户资源管理，IPv4的技术提出了从校园网接入层到用户从网络出口出去一整套管理手段，在IPv6校园网对IPv4用户我们是否可行，这个是需要考虑和解决的问题。其次是基于用户如何对IPv6业务资源进行管理，业务资源是吸引用户使用网络的基础。最后是如何解决IPv6面对故障的挑战针对上述问题，可以通过校园网立体解决方案来攻克。从接入用户准入控制，实现动IPv6用户管理。在业务管理层面，针对IPv6业务实现应用识别和控制，服务器负载分担，通过这些针对IPv6业务管理。最后针对IPv6双栈效益管理，通过升级基础网络管理平台，目前可以做到IPv6自动发现，网游管理等等一系列功能，这样就形成了一个IPv6校园网管理解决方案。配合管理解决方案，还可实现IPv6，IPS安全解决方案，通过用户管理纬度的部署可以实现一个双栈用户的识别，最重要是识别这个用户IPv6的地址，这样就可以对这个用户进行分类，控制，后续审计等一系列功能。在IPv6业务管理中，一个是校园网出口管理，一个是服务器的管理，针对校园网出口管理可以通过一个双栈网流识别和控制系统，同时与客户认证系统相结合来实现。第二是服务器负载分担系统，同时结合一个组件，同时结合交换机上的功能等一些技术可以实现对于校园网整网IPv6和IPv4的可视化。

在IPv4网络管理是通过ART发现，以及路由表查询确定网络中有的设备确定来实现的，但是在IPv6网络里面完全不适用的主要原因是ARP技术没有在IPv6设备自动发现上面。而可以通过一个ND查询技术，来自动发现IPv6网络中的一个设备情况，从而发现以后，自动绘制一个拓扑，达到对于IPv6、IPv4双栈校园网网管，这个网管我们知道不可能是一个单位站网管，可以支持IPv4和IPv6双栈图谱绘制以及报警等功能，作为一个统一管理。IPv6校园网立体管理解决方案主要包括三个：第一是IPv6用户管理；第二是IPv6网络管理；第三是IPv6业务管理。通过三个方面从而达到立体的、完美的IPv6校园网解决方案。

2、IPv6环境下的校园网络应用

构建良好的IPv6网络平台是进行IPv6网络技术研究的基础，如何合理地利用现有网络资源进行IPv6网络升级是网络升级过程中必须考虑的因素。在对IPv6网络过渡技术以及IPv4校园网建网模式分析讨论的基础上，遵循平稳、有效、节约成本的网络升级原则，提出了校园网络IPv6升级方案，在升级的过程中建议遵循以下原则：

（1）统一方案

从逻辑上来说，IPv6和IPv4网络是两个独立的网络体系，它们之间是不可兼容的，因此如何把这两个逻辑网络映射到物理网络上是一个很重要的课题。一般情况下有两种方法：第一，采用软件升级的方法，把目前的路由器升级到IPv6；第二，重新购买IPv6路由器和链路设备。第一种可以快速解决暂时的IPv4到IPv6的过渡问题，但并非长久之计。从长远来看，后者的实施建立在早作规划、预购置两种协议均可转化的设备资源，将为高校网络建设提供省时省力的优势。

（2）分类计划

目前主机操作系统及大多数网络设备的主要配置是IPv4协议，过渡到IPv6协议方案中后，网络层协议发生了变化，进而影响了从链路层到应用层多个层面的操作，因此，IPv4到IPv6的过渡将是一段非常艰巨的路程。在协议方案的实施过程中，一定要关注用户终端设备（网络协议和应用程序）的升级，操作之前最好做好充分的实验和预演，避免对用户的工作、学习和生活造成影响。其技术核心就是IPv4到IPv6过渡技术，目前首选的技术有三类：双协议栈、隧道技术、网关转换技术。