基于IPv6的校园网解决方案研究

基于IPv6的校园网建设规划研究一、设计原则高校的IPv6网络建设是一个开放的，满足学校的发展需要的同时还能够为我国的下一代互联网提供实验，积累经验和教训。

设计原则应该考虑到学校原有的网络建设基础，避免重复建设而造成浪费，同时还要考虑下一代互联网必须保证具有较强的设备处理能力和可扩展能力。

出于对学校资源的保护和网络正常运行的保证，新建网络还要有一定的设备备份和冗余。

IPv6 校园网的安全性体现在网络设备的安全性以及网络层次的安全性两方面。

建立的IPv6校园网必须能够运用相应的网络管理软件和监控软件进行监控和管理。

二、网络设计1 网络层次划分基于IPv6的校园网络采用三层结构，在IPv6校园网络三层体系结构中，核心层对数据留进行限速转发并完成数据流量的路由控制，从而分担数据传输的负载。

汇聚层在接入层和核心层之间，数据处理的压力比较大，其主要的功能在于完成对用户网络流量的汇聚，并在此基础上进行控制和限制。

而接入层是IPv6校园网络三层体系结构中与用户直接相连的那一层，其主要功能就是完成用户流量的发送。

2 地址规划在IPv6校园网络的规划过程中，合理分配ip地址有效利用网络资源是地址规划的目的，通常在IP地址规划分两步进行，第一步iP地址分配，这里有包括普通的包含前缀的地址和仅用前缀表示的地址；第二步是进行子网划分，这两项内容的比例没有明确划分，都是在128位IPv6地址空间内，根据具体的实际情况来进行详细的划分，一般IPv6校园网络地址规划需要按照这样5个原则进行：统一分配、灵活协调分配、节约性、层次性、就近性。

3 路由策略IPv6 校园网络中路由策略是指通过确定路由器之间进行连接的策略来保证IPv6校园网络数据传输的有效性和简单性，只有合理的路由策略才能保证校园网络能够畅通的进行数据传递，一般情况下在IPv6校园网络规划中，路由策略分为内部路由策略和外部路由策略。

内部路由协议：在新建的IPv6校园网络内部路由协议要妥善的进行选取，目前很多协议基本班组开放性和标准化需求，诸如：静态路由协议、RIPng 路由协议、OSPFv3 路由协议以及IS-ISv6，但相对于校园网络的地址规模比较大，那么在设计初期就必然考虑校园网络要具有一定的可靠和可扩展性，那么选择的OSPF 路由协议和IS-IS 路由协议是可以参考的。

基于IPv6的校园网升级改造目录一、项目背景与目标．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．21.项目背景．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．22.项目目标．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．3二、升级改造方案．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．41.IPv6技术介绍．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．52.校园网现状分析．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．63.升级改造步骤．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．7 3.1 准备工作．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．9 3.2 实施工作．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．103.3 测试与评估．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．124.技术选型与方案对比．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．13三、网络架构设计．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．141.总体网络架构．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．152.核心层设计．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．163.汇聚层设计．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．184.接入层设计．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．19四、IPv6地址规划与管理．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．211.IPv6地址规划原则．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．222.IPv6地址分配与配置．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．233.IPv6地址管理策略．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．25五、安全保障措施．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．261.网络安全风险分析．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．272.安全防护措施实施．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．283.安全管理与监控．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．30六、项目实施进度安排．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．311.项目启动阶段．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．312.项目准备阶段．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．323.项目实施阶段．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．334.项目测试与验收阶段．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．35七、项目预算与成本分析．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．361.项目预算概述．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．372.成本分析．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．373.投资回报预测．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．39八、培训与技术支持．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．40一、项目背景与目标随着信息技术的飞速发展，校园网络已经成为教学、科研、管理和对外交流的重要基础设施。

• 9•我国随着社会经济的高速发展，在计算机信息技术领域，得到了较大的发展和提升，人们在日常的生活以及生产的过程中，也受到可计算机技术的影响，发生了较为明显的变化。

但是由于现阶段采用的IPv4协议下，出现了IP 地址不足的问题，为此就需要在进行例如校园网的构建过程中，能够基于IPv6的协议进行建设。

1 IPv6协议1.1 特征对于IPv6协议而言，是一种有着较高报文结构，同时也具备充足地质空间，并在运用的过程中，能够自动化的进行地质的配置，为此形成一种较高安全策略的协议类型，可以充分的在应用的过程中，具有较高的统一性、邻居发现机制以及高效性的特征。

在采用的IPv6协议后，是对现阶段采用的报文，在结构上的变革和创新。

其形成的报文结构当中，主要分成了固定以及扩展，这两个不同的部分，成为重要的组成部分。

为了在使用的过程中，能够进行有高效率的存储，进一步的在进行协议处理的环节上，不断的进行着集中化的处理方式。

而对于IPv6网络而言，其地址空间为128位。

因此，这样巨大的地址空间上，可以有效的对传统的IPv4协议，所出现的各种网络方面的拥堵问题，进行有效的处理和解决。

在基于IPv6协议下的网络，处于无状态的情况下，能够高效率的进行自动地址的配置。

因此，这样的网络协议技术方法，可以有效的实现网络的任务目标。

1.2 数据包的结构类型在互联网的时候，在基于IPv6协议下，进行数据传输中，其产生的数据包，是在这整个信息传输过程中，最基本的传输单元。

为此，可以有效的在应用的过程中，可以让路由器对传输当中的IP 包头，进行精准的识别。

同时在传输过程中，由于可以形成一定的有效荷载。

同时又是基于IPv6协议下，所形成的数据传输，相比较传统的数据传输方式，其本质上的不同在于，形成的有效荷载的结构存在着差异性。

1.3 IPv6路由协议相较于传统的IPv4网络协议而言，在使用的过程中，其IPv6在进行网络地址的分配过程中，可以有效的对现阶段网络地址分配不足的问题，进行解决。

高校IPv6校园网组网方案和网络安全规划及运营方案目前，各高校的校园网主要以IPv4网络为主，但是，在很多学校的校园网中IPv4网络存在IP地址资源短缺、QoS、安全等问题。

同时，高校作为学术研究的基地，建立起IPv6校园网以推动高校师生对IPv6技术的研究和实践，抢占IPv6技术制高点同样有迫切的需求。

锐捷推出的高校IPv6校园网解决方案，遵循保证现有IPv4应用的正常应用，网络具有扩展性，最大限度地保护既有投资，网络方案要能够满足发挥IPv6的技术优势，支持IPv4业务与IPv6业务的互通、设计良好的网络安全规划、考虑IPv6网络对用户认证和计费方式的支持等网络建设原则。

IPv6校园网组网方案建立IPv6校园网主要应当考虑校园网升级支持IPv6业务和采用同时支持IPv6/IPv4网络设备进行新建校园网建设两种情况，这里提供四种方案供参考。

方案一：隧道模式，升级核心快速实现IPv6接入适用对象：校园网中存在大量IPv4设备没有IPv6功能，或者不能升级到IPv6，快速将网络均升级为IPv6需要较长的时间。

为了保护IPv4投资，同时又需要让新增用户使用IPv6业务，可以采用此方案。

组网模式：升级的重点在于核心层。

原有IPv4网络不进行改造，在核心增加一台支持IPv6 业务的核心交换机（锐捷RG-S8600）或者更换原有的核心交换机为锐捷RG-S8600。

核心交换机开启双栈功能，向上连接IPv6网络，向下开启ISATAP隧道功能，开启IPv6/IPv4主机可采用ISATAP 隧道方式直接接入核心交换机。

网络中其余设备均无任何变化，原有IPv4业务正常运行。

方案优势：只需增加一台支持IPv6业务的核心设备，其余设备保持不变，保护原有投资。

只需简单开启ISATAP隧道功能即可，快速实现校园网IPv6主机接入。

新增的IPv6用户可以正常访问IPv6网络及IPv6业务。

原有IPv4业务不产生任何变化，正常运行。

基于IPv6的校园网络模型的研究的开题报告1. 研究背景随着互联网的快速发展，IPv4地址不足的问题日益凸显，IPv6作为新一代互联网协议被广泛应用，在解决IPv4地址瓶颈的同时，IPv6还具有更好的安全性、可靠性和新的扩展性。

随着IPv6地址的逐步普及，越来越多的大学和学校开始借助IPv6技术构建校园网络，以应对日益增长的网络需求和数据流量。

2. 研究目的本研究的目的是基于IPv6技术构建适用于校园网络的网络模型，以提高校园网络的安全性、可靠性和可扩展性，实现高效的网络资源共享和信息传输，进一步推动IPv6在校园网络中的应用。

3. 研究内容本研究将重点研究以下内容：（1）IPv6网络架构与原理，包括地址分配、路由选择、数据传输等方面的原理，以及IPv6的协议和特性。

（2）校园网络需求分析，包括校园网络的拓扑结构、网络流量、安全需求等方面的分析，了解校园网络的应用场景和具体需求。

（3）基于IPv6的校园网络模型设计，包括网络架构、网络拓扑结构、地址规划、路由协议选择、安全策略等方面的设计，以满足校园网络的实际需求。

（4）网络模型实现，包括IPv6地址分配、路由配置、数据传输、网络安全等方面的实现，以实现高效的网络资源共享和信息传输。

（5）网络模型测试与分析，包括模型的性能测试、安全测试等方面的分析，以评估模型的可行性和优化空间。

4. 研究方法本研究采用实验研究和案例分析相结合的方法。

首先进行IPv6网络建模，确定校园网络的拓扑结构、地址规划、路由协议等设计要素，并制定相应的实施方案。

其次，搭建实验环境，对模型进行实现和测试，以验证模型的可行性和优化空间。

最后，对模型的性能和安全策略进行分析和评估。

5. 预期成果本研究预期将基于IPv6技术构建适用于校园网络的网络模型，提高校园网络的安全性、可靠性和可扩展性，实现高效的网络资源共享和信息传输。

同时，本研究可为IPv6校园网络的建设和应用提供借鉴和参考。

高校IPV6解决方案全面版2020年6月2日，关于IPv6的解决方案问题，本文将从政策及背景、高教IPv6的演进阶段需求、高校IPv6升级改造面临的问题和挑战以及极简校园网IPv6解决方案设计等几个方面进行分析。

政策及背景方面，近年来，我国政府一直在大力推进IPv6的应用和推广工作，以满足中国互联网的快速发展需求。

同时，高校IPv6的建设也成为了当前政策的重要方向之一。

在高教IPv6的演进阶段需求方面，高校网络的IPv6升级改造是必然趋势。

随着IPv4地址的枯竭，IPv6地址的应用将逐渐成为网络建设的主流。

因此，高校网络的IPv6升级改造已经成为当前亟待解决的问题之一。

高校IPv6升级改造面临的问题和挑战包括：网络规模大、设备众多、网络拓扑复杂、升级改造难度大等。

如何有效地解决这些问题，是高校IPv6升级改造工作中的重中之重。

针对高校IPv6升级改造面临的问题和挑战，本文提出了一种极简校园网IPv6解决方案设计。

具体来说，方案设计包括高校IPv6使用现状、方案设计概览以及扁平化IPv6设计等几个方面。

通过这些设计，可以有效地解决高校IPv6升级改造所面临的问题和挑战，提高网络的稳定性和可靠性。

3.4 IPv6地址设计在IPv6地址设计中，需要考虑到地址的可扩展性和灵活性。

IPv6地址长度为128位，相对于IPv4的32位地址长度增加，因此可以为网络中的每个设备分配唯一的地址。

此外，IPv6地址还支持多种地址类型，包括单播、多播和任播地址。

在设计IPv6地址时，需要考虑到地址分配和路由的效率，以及地址的易于管理性。

3.5 IPv6实名认证设计IPv6实名认证是保障网络安全的重要手段。

在IPv6实名认证设计中，需要考虑到认证的可靠性和安全性。

为了实现IPv6实名认证，可以采用双栈认证代理方案或IPv6无感知认证设计。

双栈认证代理方案通过代理服务器进行认证，可以兼容IPv4和IPv6协议。

而IPv6无感知认证设计则可以在不影响用户体验的情况下进行认证，提高了认证的便捷性和效率。

IPv6环境下校园网安全防护技术研究与应用摘要:随着近年来高校IPv6网络建设快速发展,各高校围绕校园网IPv6部署､IPv6应用资源建设､双栈协议转换､IPv6与物联网5G网络融合等方面开展了一系列工作｡IPv6环境下的网络安全问题也得到日益关注｡本文以IPv6环境下校园网安全防护技术为研究对象,介绍了高校面临的网络安全威胁现状,分析当前IPv6安全防护技术,并结合高校实际环境探索了高校场景下相关技术的应用｡关键词:网络安全;IPv6;校园网;安全防护为了给学生和教师们营造出一个安全可用的网络环境，并将IPv6网络建设的进度加快。

同时校园网络需要制定可靠的安全防护方案,并且在方案实施的基础上进一步加强师生的用网习惯管理,将互联网在教学中的价值最大化体现｡校园网络安全是保证校园网络的软件､硬件以及相关数据的安全,避免校园网络遭受外来攻击､数据丢失或者网络设备的恶意破坏等,从而让校园网络能够稳定可靠的运行｡1 校园网IPv6发展现状教育部于2018年年底印发了《关于贯彻落实《推进互联网协议第六版(IPv6)规模部署行动计划》的通知》,通知就加快教育系统推进IPv6基础网络设施规模部署和应用系统升级,促进下一代互联网与教育的融合创新,推进IPv6规模部署的实施等工作提出了具体要求｡根据教育部2021年3月发布的《高等学校数字校园建设规范(试行)》要求,高校校园主干网应支持IPv4和IPv6双栈部署,数据中心应支持IPv4和IPv6双栈运行｡将IPv6建设纳入规范是国家IPv6发展战略的要求,也是高等学校数字校园建设的实际需要｡当前各高校校园网基本已完成IPv6部署｡校园网核心网络､出口网络､汇聚网络､接入网络､数据中心网络､物联网全面支持IPv4和IPv6双栈运行｡校园部分区域试点部署了纯IPv6网络环境｡校园网全面支持IPv6用户终端接入｡学校门户网站､线上学习资源和重要信息系统均全面支持IPv6访问｡随着IPv6技术的快速普及和大规模的使用,IPv6的网络攻击数目也呈逐步增长的趋势,一些新型的攻击方式也逐渐出现｡基于IPv6安全的研究相对起步较晚,各种安全防护设备应对IPv6网络攻击的经验和能力尚未经过市场的大面积检验｡这些给校园网的安全工作提出了更高要求｡2 IPv6带来的安全挑战2.1IPv6网络设计IPv6网络规划设计的同时需要同步做好安全建设｡主要涉及网络设备的IPv6安全配置､IPv6地址规划和使用分配､IPv6的路由设计､IPv6访问控制､IPv6安全策略､IPv6环境下的DDoS防护等。

基于6LoWPAN的IPv6智慧校园关健技术研究IPv6技术是互联网发展的重要推动力，其作为下一代互联网协议具有更大的地址空间、更好的安全性和更高的可扩展性，已经逐渐成为全球互联网的发展趋势。

而6LoWPAN技术作为IPv6在无线传感器网络中的应用标准之一，已经在智慧城市、智慧农业等领域取得了一定的应用成果。

随着智慧校园建设的深入，基于6LoWPAN的IPv6智慧校园技术也成为当前智慧校园发展的一个关键技术之一。

一、智慧校园发展的背景和现状当前，信息化技术已经深入到教育领域的方方面面，智慧校园已经逐渐成为学校信息化建设的重点和目标。

智慧校园通过信息化技术的应用，实现学校资源的整合和共享、管理的智能化，从而提高学校管理效率，丰富教学手段，改善学生学习环境，促进教育的现代化发展。

而为了实现智慧校园的建设目标，物联网技术的应用成为关键。

当前，无线传感器网络已经成为智慧校园建设的重要支撑技术之一，而6LoWPAN作为其在IPv6协议下的应用标准，已经成为当前智慧校园建设的一个关键技术方向。

目前我国智慧校园建设中普遍存在着校园信息孤岛问题、校园安全问题、能耗问题等一系列问题。

而基于6LoWPAN的IPv6智慧校园技术正是可以有效解决这一系列问题的重要技术之一。

其基于IPv6的地址空间大、安全性高、可扩展性强的特点，可以充分满足智慧校园建设中对于大规模设备接入、数据隐私保护、节能减排等方面的需求。

1. 6LoWPAN技术在智慧校园中的应用6LoWPAN是IPv6在无线传感器网络中的应用标准，其特点是能够将IPv6数据报封装成简短的帧头，实现低功耗、低带宽的网络连接。

在智慧校园建设中，可以利用6LoWPAN技术构建起覆盖整个校园的物联网传感器网络，通过连接各种终端设备和传感器，实现对学校的资源、设备、环境等进行智能管理和监控，同时提供各种智能化的应用服务。

如何将6LoWPAN技术在智慧校园中的使用进行有效地规划和部署，是当前关键的研究内容之一。

<<基于IPV6的校园网升级研究>> 研究报告经过对IPV6的校园网升级研究进一步了解并分析对比了IPv4和IPv6技术及IPv4向IPv6过渡的转换机制。

在对大学校园网的网络现状进行详细分析的基础上,给出了校园网IPv6整体升级方案及纯IPv6子网建设方案,其中包括有校园网升级网络拓扑结构设计、大学城校区纯IPv6子网建设、三校区IPv6地址规划、IPv6路由设计、接入主干网设计等,并进行了相关的部署实施,实现了大学校园网从IPv4到IPv6的平滑过渡。

随着科技以及Internet的发展和普及,IPv4协议已逐渐显现出其在地址资源、网络安全、网络结构的划分和管理及服务质量(QoS)方面的局限,IPv6取代IPv4,已经成为互联网技术发展的必经之路。

IPv6以其在IP地址量、安全性、服务质量、移动性等方面的优势,已经成为下一代互联网的核心技术。

2003年,中国下一代互联网示范工程(CNGI项目)正式启动,标志着中国学术互联网的IPv6之路已经开始。

其中,教育部科技司选择100所全国著名的“211工程”高校承担CNGI 高校驻地网项目建设,该项目采用IPv6协议高速接入CNGI-CERNET2主干网,是CNGI示范网络的重要组成部分。

华南师范大学是100所CNGI-CERNET2高校驻地网建设学校之一,文中正是针对大学校园网IPV6技术升级展开研究。

IPv4与IPv6的对比IPv4,是互联网协议(Internet Protocol,IP)的第4版,也是第一个被广泛使用,构成现今互联网技术基石的协议,其核心价值体现在简单、灵活和开放性。

但随着新应用的不断涌现,传统的IPv4协议已经难以支持互联网的进一步扩张和新业务的特性。

其不足主要体现在几方面:地址空间即将耗尽、路由表急剧膨胀、缺乏网络服务质量的支持、缺乏对移动服务的支持等。

IPv6[1～3]是IP协议的第6版,它的出现不仅彻底地解决了IP地址不足的问题,同时在地址管理、移动性、安全及多媒体支持方面都有巨大的灵活性。