【文章摘要】
設(shè)計和構(gòu)建了基于IPV6 的校園網(wǎng)絡(luò)，混合采用隧道技術(shù)、雙協(xié)議棧技術(shù)和地址轉(zhuǎn)換技術(shù)，在GNS3 模擬器上搭建了網(wǎng)絡(luò)環(huán)境加以實(shí)現(xiàn)，實(shí)現(xiàn)了IPv6 網(wǎng)絡(luò)、IPv4 網(wǎng)絡(luò)與Internet 之間互聯(lián)， 為建設(shè)一個安全、高效、穩(wěn)定的新一代基于IPV6 的校園網(wǎng)提供借鑒。
【關(guān)鍵詞】
IPv6 ；GNS3 ；校園網(wǎng)
近年來，數(shù)字化校園的建設(shè)步伐逐年加快，許多地方高校逐步建立了完備的IPv4 校園網(wǎng)絡(luò)，但隨著高校教學(xué)和科研的需求增加，基于IPv4 的校園網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)很難滿足需求，因此，設(shè)計和構(gòu)建IPV6 校園網(wǎng)對改善校園資源的有效利用具有重要意義。但是，從IPv4 到IPv6 的過渡是一個循序漸進(jìn)的過程，IPV4 與IPV6 網(wǎng)絡(luò)共存將是一個長期的過程。考慮到這種情況，在設(shè)計和構(gòu)建校園網(wǎng)絡(luò)時，本文采用了隧道技術(shù)、雙協(xié)議棧技術(shù)和地址轉(zhuǎn)換技術(shù)來實(shí)現(xiàn)IPV4 和IPV6 網(wǎng)絡(luò)的互通，并在GNS3 中加以模擬實(shí)現(xiàn)。
1 校園網(wǎng)絡(luò)概況
學(xué)校擁有現(xiàn)代化的教學(xué)樓4 幢和圖書館1 幢（教學(xué)區(qū)）、實(shí)訓(xùn)大樓1 幢（實(shí)驗(yàn)區(qū)）、學(xué)生公寓10 幢（學(xué)生宿舍區(qū)）、行政辦公樓1 幢（辦公區(qū)）等。校園網(wǎng)建設(shè)的目的是有效利用校園網(wǎng)現(xiàn)有資源，將學(xué)校的辦公、教學(xué)、學(xué)習(xí)及生活場所等均接入Internet，滿足學(xué)�，F(xiàn)代化教學(xué)和管理的需要。為了提高網(wǎng)絡(luò)的可靠性，校園網(wǎng)采用雙核心千兆以太網(wǎng)，核心交換機(jī)設(shè)在計算機(jī)中心，采用萬兆主干網(wǎng)，千兆光纖到建筑物，樓內(nèi)百兆交換到桌面。
根據(jù)校園網(wǎng)絡(luò)接入數(shù)量的密集程度， 為了合理利用現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)資源，實(shí)現(xiàn)校園網(wǎng)絡(luò)升級的平滑過渡，校園網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)區(qū)混和使用IPV4、IPV6 接入校園網(wǎng)，學(xué)生宿舍區(qū)采用純IPv6 接入校園網(wǎng)，行政區(qū)采用IPv4 接入校園網(wǎng)絡(luò)，各個區(qū)域均能夠正常訪問IPv6 及IPv4 網(wǎng)絡(luò)。中心機(jī)房服務(wù)器采用純IPV6，采用1000M 光纖接入核心層交換機(jī)；原校園網(wǎng)服務(wù)器繼續(xù)使用，通過1000M 光纖連接在匯聚層交換機(jī)。網(wǎng)絡(luò)拓?fù)淙鐖D1 所示：
2 主要網(wǎng)絡(luò)設(shè)備配置
2.1 GNS3 簡介
GNS3 是一種具有圖形化界面的Cisco 模擬器，能夠運(yùn)行在多操作系統(tǒng)平臺下， 它采用Dynamips 作為核心程序。與很多模擬軟件相比，GNS3 強(qiáng)大的優(yōu)勢在于，在虛擬機(jī)上運(yùn)行真實(shí)的Cisco IOS，可以模擬各種Cisco 設(shè)備，支持真實(shí)設(shè)備的所有命令。
GNS3 軟件能夠從網(wǎng)絡(luò)上免費(fèi)下載， 安裝比較容易，軟件安裝成功后，啟動GNS3 程序登錄到主界面，根據(jù)需要加載真實(shí)的Cisco IOS，對軟件進(jìn)行簡單的設(shè)置就可以使用。根據(jù)校園網(wǎng)絡(luò)建設(shè)目標(biāo)，為了模擬校園網(wǎng)絡(luò)，我們在GNS3 中搭建如圖2 的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)�，并對IP 地址進(jìn)行了規(guī)劃， 見表1。
2.2 主要網(wǎng)絡(luò)設(shè)備配置
在GNS3 中搭建好網(wǎng)絡(luò)拓?fù)�，需要對各個網(wǎng)絡(luò)設(shè)備進(jìn)行基本配置，包括依據(jù)IP 地址規(guī)劃表為設(shè)備端口和PC 分配相應(yīng)的地址、配置生成樹、路由協(xié)議等。本文主要介紹各路由器關(guān)于IPV6 和IPV4 網(wǎng)絡(luò)互訪的相關(guān)配置。
（1）網(wǎng)絡(luò)出口路由器配置
校園網(wǎng)絡(luò)內(nèi)部采用私有地址，而公網(wǎng)采用公有地址，為了實(shí)現(xiàn)內(nèi)網(wǎng)對外網(wǎng)的訪問，將R1 路由器配置成NAT 設(shè)備，用于公有地址和私有地址的轉(zhuǎn)換，從而實(shí)現(xiàn)內(nèi)網(wǎng)和外網(wǎng)之間的正常通信。由于路由器上默認(rèn)支持的是IPV4，因此，在路由器上首先要啟用IPV6 的路由功能。R1 上有關(guān)NAT 的主要配置命令如下：
R1(config)#ipv6 unicast-routing
R1(config)#ip nat pool innet 10.10.10.10 10.10.10.15 netmask 255.255.255.0
R1(config)#access-list 1 permit 10.0.0.0 0.255.255.255
R1(config)#ip nat inside source list 1 pool innet overload
為了能夠訪問IPV6 網(wǎng)絡(luò)資源，在R1 上建立兩條隧道，一條連接內(nèi)網(wǎng)，一條連接外網(wǎng)，通過這條隧道我們可以將IPv4 數(shù)據(jù)包經(jīng)過隧道進(jìn)行傳輸。有關(guān)隧道的主要配置如下：
R1(config)#interface tunnel 0
R1(config-if)#tunnel source 10.10.10.2
圖1 學(xué)校網(wǎng)絡(luò)拓?fù)?br /> 電子制作
 
R 1 ( c o n f i g - i f ) # t u n n e l d e s t i n a t i o n 202.1.1.2
R1(config-if)#tunnel mode ipv6ip
R1(config)#ipv route ::/0 tunnel 0
R1(config-if)#ipv6 rip bridge enable
R1(config)#interface tunnel 1
R 1 ( c o n f i g - i f ) # i p v 6 a d d r e s s 2011:1111::2/64
R1(config-if)#tunnel source 10.0.2.1
R 1 ( c o n f i g - i f ) # t u n n e l d e s t i n a t i o n 192.168.1.2
R1(config-if)#tunnel mode ipv6ip
R1(config-if)#ipv6 rip bridge enable
由于信息傳輸?shù)碾p向性，在公網(wǎng)R9、內(nèi)網(wǎng)R6 與R1 相對應(yīng)的端口也要做隧道配置。相關(guān)配置與R1 類似，不再贅述。
（2）ISATAP 的配置
ISATAP 不但是一種自動隧道技術(shù), 同時它可以進(jìn)行地址的自動配置，從這一點(diǎn)來看這樣可以使我們的工作量大大減少。配置ISATAP，不僅可以解決IPv4 網(wǎng)絡(luò)中雙棧主機(jī)之間的通信問題，而且也可以解決雙棧主機(jī)通過IPv4 網(wǎng)絡(luò)訪問IPv6 的網(wǎng)絡(luò)或者主機(jī)。在配置ISATAP 的地址時必須要加上eui-64 這個參數(shù)，通過這個參數(shù)PC 機(jī)才能自動獲得正確的IPv6 地址。在R2 上配置ISTAP 實(shí)現(xiàn)通信，主要配置如下：
R2(config)#ipv6 unicast-routing
R2(config)#interface tunnel 3
R2(config-if)#ipv6 add 2013::/64 eui- 64
R2(config-if)#no ipv6 nd suppress-ra
R2(config-if)#tunnel source 10.0.5.1
R2(config-if)#tunnel mode ipv6ip isatap
R2(config)#interface tunnel 3
R2(config-if)#ipv6 rip bridge enable
（3）配置動態(tài)地址轉(zhuǎn)換NAT-PT
配置動態(tài)NAT-PT 使得純IPv4 網(wǎng)絡(luò)與純IPV6 網(wǎng)絡(luò)之間能夠正常通信，主要配置如下所示：
R1(config)#interface f0/0
R1(config-if)#ipv6 nat
R1(config)#interface f0/1
R1(config-if)#ipv6 nat
R 1 ( c o n f i g ) # i p v 6 n a t v 4 v 6 s o u r c e 10.0.7.2 2020::1
R1(config)#ipv6 nat v6v4 source list ipv6net pool ipv4
當(dāng)有多個純IPv6 子網(wǎng)對IPv4 網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行訪問時設(shè)置地址池可以有效的解決地址映射不夠的問題，當(dāng)IPv6 的報文向IPv4 網(wǎng)絡(luò)發(fā)送時自動的在地址池中隨機(jī)選出某一IPv4 地址進(jìn)行映射。主要配置如下：
 
R1(config)#ipv6 nat v6v4 pool ipv4 10.0.2.3 10.0.2.5 prefix-length 24
R1(config)#ipv6 nat prefix 2020::/96
R1(config)#ipv6 access-list ipv6net
R1(config-ipv6-acl)#permit ipv6 2015:2222::/64 any
R1(config-ipv6-acl)#permit ipv6 2015:3333::/64 any
3 結(jié)束語
本文在GNS3 模擬器上搭建了一個模擬網(wǎng)絡(luò)環(huán)境，校園網(wǎng)中部署了幾個IPv6 網(wǎng)絡(luò)、IPV4 網(wǎng)絡(luò)，通過混合使用隧道技術(shù)、ISATAP 技術(shù)、地址轉(zhuǎn)換技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了校園網(wǎng)絡(luò)與IPv4 網(wǎng)絡(luò)、IPV6 網(wǎng)絡(luò)的互聯(lián)互通， 為IPV4 向IPV6 過渡期間的校園網(wǎng)建設(shè)提供借鑒和參考。
【參考文獻(xiàn)】
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[3] 張檣. 高職院校IPv6 網(wǎng)絡(luò)建設(shè)— 以南通紡織職業(yè)技術(shù)學(xué)院為例[J]. 網(wǎng)管員世界.2011,(13):25-27.