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摘要：面对IPv4地址已经枯竭的问题，本文以山西师大校园网IPv6技术升级为例。介绍了IPv4校园网建设现状。重点讨论了IPv4/IPv6双栈校园网部署方案，纯IPv6小规模校园网技术实现，双栈校园网技术实现，以及IPv6应用系统建构与迁移方法。
关键词：校园网；IPv6；IPv4/IPv6双栈；IPv6应用
中图分类号：TP393 文献标识码：A 文章编号：1673-8454(2011)23-0071-03
一、引言
面对IPv4地址已经枯竭的现实，校园网建设已步入IPv6技术新时代。随着数字化校园快速发展，校园网IPv6技术升级与应用已成为新一代校园网建设的核心问题之一。
在校园网IPv6技术升级的进程中，如何规划IPv6网络与双栈网络，实现IPv4网络与/Pv6网络融合，以及IPv4应用升级为IPv6应用，是校园网IPv6技术升级与应用的关键。
因此，本文通过校园网IPv6技术升级。讨论双栈校园网部署方案，纯IPv6小规模校园网技术实现，双栈校园网技术实现，以及IPv6应用迁移技术路线。
二、IPv4校园网建设现状
山西师大校园网始建于1997年3月。经过多年发展，山西师大校园网采用有线、无线融合技术，已建成连接四个校区，覆盖科技楼、教学楼、实验楼、办公楼、图书馆、教职工住宅楼和学生宿舍楼的大中型园区网。如图l所示。
双栈网核心交换机$8606与汇聚交换机$3760划分VLAN，每个VLAN设置IPv4网关地址和IPv6网关地址，连接双栈用户。双栈用户一方面通过原IPv4路由连接CERNET；另一方面通过$8606到$7604的IPv6路由，连接CERNET2。纯IPv6网络覆盖部分教学区，$761M设置IPv6地址与路由，连接IPv6用户。纯IPv6用户电脑通过IPv6专线，可直接访问CERNET2的IPv6网络资源。
四、IPv6校园网技术实现
CERNET2分配给山西师大的IPv6地址是：2001：250：C05：/48 f2001：250：C05：0：0：0：0：0-2001：250：C05：ffff：ffff：ffff：ffff：ffff)。IPv6校园网第一期工程规模较小，IPv6网采用扁平(核心层、接人层)结构，如图2所示。
1.IPv6校园网地址分配
IPv6校园网第一期设置16个VLAN子网，每个子网设定256个地址。16个子网地址分配为：2001：250：c05：3000/120，2001：250：c05：：3100/120，2001：250：c05：：32001120，……，2001：250：c05：：3f00/120。VALNl(缺省设置)网关地址=2001：250：e05：：3001/120，VALNl0网关地址=2001：250：c05：：3101/120，VLAN20网关地址=2001：250：c05：：3201/120，……，VLANl50网关地址=2001：250：c05：：3t"01/120。
VALNl子网地址作为纯IPv6网络互联地址与设备管理地址。VALNl0子网地址作为Web资源服务器地址。VALN20~VALNl50子网地址分配给用户电脑使用。
2.路由交换机配置
交换机配置包括六步：第一，建立VLAN数据库。第二，设置VLAN子网网关地址；第三，设置连接接入交换机的千兆光口为trunk模式；第四，设置连接服务器的端口为access模式；第五，设置连接IPv4/IPv6网络端口和路由，即设置与校园网双栈核心交换机$8606的互连路由和接口地址。第六，设置与上层IPv6(CERNET2的省级节点高校)互连路由和接口地址。
3.接入交换机配置
纯IPv6网络接人设备为S2328G/2628G。部署在建筑楼宇。交换机设置包括五步：第一，设置管理IP地址。trunk端口默认是VLANl，设置VLANI的IPv6地址，该地址与对应三层交换机VLANl的IP(子网网关)是同一子网。第二，建立VLAN数据库。第三，设置千兆光口为trunk模式。第四，设置10/100Mbps端口为access模式。该模式的端口连接用户电脑。第五，检测交换机的连通性，用ping命令检测各个VLAN的网关IP，若通则OK，若不通则返回以上各步检查配置参数，直至连通为止。
4.IPv6域名解析DNS设置
为了提高DNS服务的稳定性，采用CentOS Linux5，4建立了DNS服务器。在Linux上配置DNS，先要安装bind，随后配置named，conf文件。每个DNS服务器必须是纯IPv6或双栈配置，每个IPv6域名(如www，sxnu6，e， du，cn)必须至少有一个通过IPv4可访问的DNS服务器。
纯IPv6 DNS服务器，对所有DNS域数据库(包括根)，都应该能够被IPv4和IPv6服务器访问。双栈域名系统(Dual-stack DNS)，同时提供IPv4和IPv6网络用户的查询。纯IPv6的网络，域名解析时的转发查询指向双栈DNS服务器。例如，域名服务器nsl，sxnu，edu,cn(202.207.160.16)，负责IPv4环境下的域名解析；域名服务器ns2.sxnu6.edu.en(2001：250：e05：1：：16)负责纯IPv6环境下域名解析。
目前，校园网中大多数的IPv6客户端为Windows XP系统。WindOW8 XP系统域名解析，必须在UDPBPv4环境下进行。Windows XP系统的浏览器要升级到IE7，0及以上。
五、双栈校园网技术实现
山西师大双栈校园网规模较大，采用三层(核心、汇聚、接入)结构。双栈校园网实现，需在核心交换机$8606配置连接汇聚换机$3760的互连地址及OSPF动态路由；$8606配置与纯IPv6核心交换机$7604互连地址及缺省路由，如图2所示。
1.路由交换机配置
从2001：250：C05：：/48中选取2001：250：e05：：1000/102作为双栈校园网的IPv6地址，即2001：250：c05：：1000/120，2001：250：c05：：1100/120，-一，2001：250：c05：：If00/120，2001：250：c05：：2000/120，…，2001：250：c05：：2700/120。共24个IPv6子网，每个子网256个地址，对应于IPv4的24个C类子网地址。配置包括六步：第一，建立VLAN数据库；第二，设置VLAN子网IPv4/IPv6网关地址；第三，设置连接交换机的千兆光口为trunk模式；第四，设置连接服务器的端口为access模式；第五，设置连接纯IPv6网络端口和路由；第六，设置连接IPv4网络端口和路由。
2.接入交换机配置
IPv4/IPv6双栈校园网接人设备为$2126G和2628G，部署在建筑楼宇。配置包括五步：第一，设置管理IP地址；第二，建立VLAN数据库；第三，设置千兆光口为tmnk模式：第四，设置IO/lOOMbps端口为access模式；第五，检测交换机的连通性，用ping命令检测各个VLAN的网关lP，若通则OK，若不通则返回以上各步检查配置参数，直至连通为止。
六、IPv6应用系统开发
在上述工作的基础上，建立了架构类IPv6应用系统。如纯IPv6域名解析系统(DNS)、IPv4/IPv6双栈域名解析系统，以及纯IPv6的FTP系统。同时，将数字校园基础类应用系统迁移至IPv6环境。如校园IPv6门户网站，IPv6课程教学信息系统，以及lPv6视频点播系统等。在向IPv6应用推进的过程中，现有的IPv4应用系统升级为IPv6应用，采用了两种方案。第一种，纯IPv6资源系统要采用Linux系统，如CentOS Linux 5.4。将原IPv4动态网页中的ASP语句全部修改为JSP(Apache支持JsP)。第二种，IPv4flPv6资源系统采用Windows Server2008(企业版)，原IPv4动态网页可直接迁移至IPv4/IPv6双栈系统。WjndOWS Server 2008仅支持IPv4flPv6应用。不支持纯IPv6应用。
七、结束语
在高校数字化校园建设中，大力推广IPv6技术升级与应用，促进IPv4向IPv6过渡是一项长期的工作。在IPv6校园网部署的进程中，我们通过努力，建立IPv4/IPv6双栈校园网及小规模的纯IPv6校园网，开发一些架构类和基础类应用系统。这仅仅是下一代网络技术的数字化校同建设的开始，建立一个完全的IPv6校园网，还有很长的路要走。
关键词：校园网；IPv6；IPv4/IPv6双栈；IPv6应用
中图分类号：TP393 文献标识码：A 文章编号：1673-8454(2011)23-0071-03
一、引言
面对IPv4地址已经枯竭的现实，校园网建设已步入IPv6技术新时代。随着数字化校园快速发展，校园网IPv6技术升级与应用已成为新一代校园网建设的核心问题之一。
在校园网IPv6技术升级的进程中，如何规划IPv6网络与双栈网络，实现IPv4网络与/Pv6网络融合，以及IPv4应用升级为IPv6应用，是校园网IPv6技术升级与应用的关键。
因此，本文通过校园网IPv6技术升级。讨论双栈校园网部署方案，纯IPv6小规模校园网技术实现，双栈校园网技术实现，以及IPv6应用迁移技术路线。
二、IPv4校园网建设现状
山西师大校园网始建于1997年3月。经过多年发展，山西师大校园网采用有线、无线融合技术，已建成连接四个校区，覆盖科技楼、教学楼、实验楼、办公楼、图书馆、教职工住宅楼和学生宿舍楼的大中型园区网。如图l所示。
双栈网核心交换机$8606与汇聚交换机$3760划分VLAN，每个VLAN设置IPv4网关地址和IPv6网关地址，连接双栈用户。双栈用户一方面通过原IPv4路由连接CERNET；另一方面通过$8606到$7604的IPv6路由，连接CERNET2。纯IPv6网络覆盖部分教学区，$761M设置IPv6地址与路由，连接IPv6用户。纯IPv6用户电脑通过IPv6专线，可直接访问CERNET2的IPv6网络资源。
四、IPv6校园网技术实现
CERNET2分配给山西师大的IPv6地址是：2001：250：C05：/48 f2001：250：C05：0：0：0：0：0-2001：250：C05：ffff：ffff：ffff：ffff：ffff)。IPv6校园网第一期工程规模较小，IPv6网采用扁平(核心层、接人层)结构，如图2所示。
1.IPv6校园网地址分配
IPv6校园网第一期设置16个VLAN子网，每个子网设定256个地址。16个子网地址分配为：2001：250：c05：3000/120，2001：250：c05：：3100/120，2001：250：c05：：32001120，……，2001：250：c05：：3f00/120。VALNl(缺省设置)网关地址=2001：250：e05：：3001/120，VALNl0网关地址=2001：250：c05：：3101/120，VLAN20网关地址=2001：250：c05：：3201/120，……，VLANl50网关地址=2001：250：c05：：3t"01/120。
VALNl子网地址作为纯IPv6网络互联地址与设备管理地址。VALNl0子网地址作为Web资源服务器地址。VALN20~VALNl50子网地址分配给用户电脑使用。
2.路由交换机配置
交换机配置包括六步：第一，建立VLAN数据库。第二，设置VLAN子网网关地址；第三，设置连接接入交换机的千兆光口为trunk模式；第四，设置连接服务器的端口为access模式；第五，设置连接IPv4/IPv6网络端口和路由，即设置与校园网双栈核心交换机$8606的互连路由和接口地址。第六，设置与上层IPv6(CERNET2的省级节点高校)互连路由和接口地址。
3.接入交换机配置
纯IPv6网络接人设备为S2328G/2628G。部署在建筑楼宇。交换机设置包括五步：第一，设置管理IP地址。trunk端口默认是VLANl，设置VLANI的IPv6地址，该地址与对应三层交换机VLANl的IP(子网网关)是同一子网。第二，建立VLAN数据库。第三，设置千兆光口为trunk模式。第四，设置10/100Mbps端口为access模式。该模式的端口连接用户电脑。第五，检测交换机的连通性，用ping命令检测各个VLAN的网关IP，若通则OK，若不通则返回以上各步检查配置参数，直至连通为止。
4.IPv6域名解析DNS设置
为了提高DNS服务的稳定性，采用CentOS Linux5，4建立了DNS服务器。在Linux上配置DNS，先要安装bind，随后配置named，conf文件。每个DNS服务器必须是纯IPv6或双栈配置，每个IPv6域名(如www，sxnu6，e， du，cn)必须至少有一个通过IPv4可访问的DNS服务器。
纯IPv6 DNS服务器，对所有DNS域数据库(包括根)，都应该能够被IPv4和IPv6服务器访问。双栈域名系统(Dual-stack DNS)，同时提供IPv4和IPv6网络用户的查询。纯IPv6的网络，域名解析时的转发查询指向双栈DNS服务器。例如，域名服务器nsl，sxnu，edu,cn(202.207.160.16)，负责IPv4环境下的域名解析；域名服务器ns2.sxnu6.edu.en(2001：250：e05：1：：16)负责纯IPv6环境下域名解析。
目前，校园网中大多数的IPv6客户端为Windows XP系统。WindOW8 XP系统域名解析，必须在UDPBPv4环境下进行。Windows XP系统的浏览器要升级到IE7，0及以上。
五、双栈校园网技术实现
山西师大双栈校园网规模较大，采用三层(核心、汇聚、接入)结构。双栈校园网实现，需在核心交换机$8606配置连接汇聚换机$3760的互连地址及OSPF动态路由；$8606配置与纯IPv6核心交换机$7604互连地址及缺省路由，如图2所示。
1.路由交换机配置
从2001：250：C05：：/48中选取2001：250：e05：：1000/102作为双栈校园网的IPv6地址，即2001：250：c05：：1000/120，2001：250：c05：：1100/120，-一，2001：250：c05：：If00/120，2001：250：c05：：2000/120，…，2001：250：c05：：2700/120。共24个IPv6子网，每个子网256个地址，对应于IPv4的24个C类子网地址。配置包括六步：第一，建立VLAN数据库；第二，设置VLAN子网IPv4/IPv6网关地址；第三，设置连接交换机的千兆光口为trunk模式；第四，设置连接服务器的端口为access模式；第五，设置连接纯IPv6网络端口和路由；第六，设置连接IPv4网络端口和路由。
2.接入交换机配置
IPv4/IPv6双栈校园网接人设备为$2126G和2628G，部署在建筑楼宇。配置包括五步：第一，设置管理IP地址；第二，建立VLAN数据库；第三，设置千兆光口为tmnk模式：第四，设置IO/lOOMbps端口为access模式；第五，检测交换机的连通性，用ping命令检测各个VLAN的网关lP，若通则OK，若不通则返回以上各步检查配置参数，直至连通为止。
六、IPv6应用系统开发
在上述工作的基础上，建立了架构类IPv6应用系统。如纯IPv6域名解析系统(DNS)、IPv4/IPv6双栈域名解析系统，以及纯IPv6的FTP系统。同时，将数字校园基础类应用系统迁移至IPv6环境。如校园IPv6门户网站，IPv6课程教学信息系统，以及lPv6视频点播系统等。在向IPv6应用推进的过程中，现有的IPv4应用系统升级为IPv6应用，采用了两种方案。第一种，纯IPv6资源系统要采用Linux系统，如CentOS Linux 5.4。将原IPv4动态网页中的ASP语句全部修改为JSP(Apache支持JsP)。第二种，IPv4flPv6资源系统采用Windows Server2008(企业版)，原IPv4动态网页可直接迁移至IPv4/IPv6双栈系统。WjndOWS Server 2008仅支持IPv4flPv6应用。不支持纯IPv6应用。
七、结束语
在高校数字化校园建设中，大力推广IPv6技术升级与应用，促进IPv4向IPv6过渡是一项长期的工作。在IPv6校园网部署的进程中，我们通过努力，建立IPv4/IPv6双栈校园网及小规模的纯IPv6校园网，开发一些架构类和基础类应用系统。这仅仅是下一代网络技术的数字化校同建设的开始，建立一个完全的IPv6校园网，还有很长的路要走。