在过去的近30多年里,互联网得到了极大的发展,给当今世界带来了巨大的改变,对未来社会的发展进步和人们的生产、生活也将会产生深刻的影响。但是随着网络规模和应用需求的不断扩大,其局限性越来越明显。IPv6以其巨大的地址空间、安全性、移动性、即插即用、服务质量等多方面的突出优势成为下一代互联网的核心。在过去的10多年,人们对IPv6进行了大量的研究,提出了各种向IPv6过渡的技术,但是各种技术都有一定的局限性。由于IPv4拥有庞大的用户群体和对IPv4进行了巨大的投入,实现从IPv4到IPv6的完全过渡需要很长的时间,不同的网络结构也会有各自不同的过渡策略。为了紧跟信息时代的步伐,适应教育信息化的发展趋势,国内很多高校正在对校园网络进行升级改造及进行IPv6试商用,为大规模IPv6商用积累经验,研究IPv4/v6过渡技术及策略对校园网的升级改造有着重要的现实应用意义。本文首先对照IPv4协议介绍了IPv6协议的基本原理和新特性,对IPv6报头结构、地址体系结构、ICMPv6协议、IPv6的域名系统、IPv6的路由协议等重要技术进行分析,研究了当前主要的IPv4/IPv6过渡技术,分析了双协议栈、隧道技术和协议翻译机制的工作原理及不足,接着针对翻译转换技术不符合IPv6路由聚类性特征,失去端到端地址透明性,需要在转换器中维持转换状态等缺点并结合IVI不需要记录连接状态信息直接基于规则转换的优点设计了基于IVI的IPv4/IPv6互通网关,对IVI网关中存在的单点故障问题和性能瓶颈问题引入负载平衡和IVI转换簇机制进行改进。本文对校园网的升级策略及IPv4与IPv6的互联互通进行了研究,提出建设双栈骨干网络以及与使用IVI机制解决IPv4/IPv6互通问题相结合的方式对校园网进行升级改造的策略,最后结合重庆大学校园网IPv6技术升级项目,对校园网的双栈主干网络的改造,纯IPv6实验网的建设,信息资源及应用系统的IPv6升级等进行了研究与分析。最后,在仿真实验基础上对所设计的IVI转换网关的性能进行分析,从数据包的往返时延和系统的吞吐率等方面与NAT-PT翻译网关进行对比。实验结果表明IVI网关在往返时延和系统吞吐率方面均优于NAT-PT翻译网关。