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免费基于IPv6的下一代校园网设计(一)毕业(3)

2013-06-28 01:00 IPv6/IPv4双栈与地址转换。
 第三阶段，IPv4“海洋”和IPv6“海洋”。采用IPv6/IPv4地址转换技术。
 第四阶段，IPv4“孤岛”和IPv6“海洋”。可能采用的过渡技术有NAT-PT
 第五阶段，可能是纯IPv6“海洋”。不需要过渡技术。
 
 
 IPv4到IPv6的过渡，不仅是技术上的过渡，还需要有一套推广方法，管理策略，业务应用的实现。从网络的过渡成本和可管理性出发，结合对网络的分析和调查，参考很多观点，视角的基础上，提出过渡成本的描述方法，见下图：

图3-2 过渡成本的描述
 在上图中，横轴表示时间(t：time )，纵轴表示过渡代价(c：cost)。五个圆代表网络过渡阶段不同的IPv6网络类型。
 根据上图得出的分析结论，得出过渡代价关系表达式：c=kt/(s*r)们，其中，k是一个常数，r是一个随机量，s代表过渡技术的效率，且s，r>=1
t和c的关系如下：
 一方面，随着向下一代网络过渡需要的设备和科研逐渐投入，过渡成本会逐渐增加，代价也会增加；
 另一方面，随着时间的推移，对IPv4网络的投资和维护将持续增加，网络过渡代价将随之增大。
s和c成反比：
 参数s由各种过渡技术及过渡技术组合方案在实际部署中的效率所决定，效率越高，c越小；反之越大；
随机量r对c的影响：
 随机量r指某种可以刺激IPv6部署的应用，r的值越大，c的值约小。我认为，目前网络过渡的一个关键问题是寻找这个随机量r。随着应用热点的转移，如IPTV，视频会议等与视频相关的应用越来越多，对QOS ，带宽，延迟要求越来越高，这个r可能在某种形式视频类应用中产生。因为视频所具有的特性与IPv6的对QOS更好支持的特性相结合、适宜在IPv6上运行的普及型应用。 （科教作文网http://zw.ΝsΕac.cOM编辑）
 3.2 双协议栈
 双协议栈 (Dual Stack)是在相关节点上安装IPv4/IPv6双协议栈。包括Dual Stack Model和Limited Dual Stack Model两种模式。双协议栈节点(Dual stack nodes)既能与IPv4节点通信，又能与IPv6节点通信。
双协议栈节点如下所示：
表3-1 双协议栈模型
应用层 
传输层 
IPv4 IPv6 
数据链路层 
物理层 
 3.3 隧道
 隧道技术是将IPv6数据包封装在IPv4分组中。隧道技术提供了单个IPv6网络(或节点)穿越IPv4网络的技术。被IPv4网络分隔的IPv6节点(或网络)通过隧道技术产生一个虚拟链路，在这种方式下，IPv4网络充当IPv6的传输载体，共享IPv4网络的带宽。隧道封装如下所示:
 IPv4头/IPv6头/IPv6数据
隧道是目前和将来一段时间向以IPv6为核心的互联网过渡常用技术之一。隧道可以分为手工配置隧道、自动配置隧道、6over4、6to4等类型。

4 建设原则及原有网络分析
 4.1 建设原则
 校园网的建设要为学校的根本利益服务，要使校园网在学校的人才培养、学科建设和科研工作方面发挥最大作用，这是校园网成败的关键。建设校园网的根本目的是为学校的教学、科研和管理提供先进实用的计算机网络环境，为学校的发展和全球信息资源的共享而服务。校园网设计是否合理，对校园网的未来发展和效益起着极为重要的作用。通过分析清华大学、上海交通大学、第二军医大学、北京邮电大学等近15所重点大学建设校园网的成功经验，我们认为DR大学校园网的建设应采用“整体规划、分步实施”的方针，其总体设计方案的确定，不仅要考虑到近期目标，还要为系统的进一步发展和扩充留有余地。整个校园网络的建设不是一朝一夕可以实现的，必须分步实施，设计中需要考虑各阶段的情况，适应长远发展，进行统一规划和设计。

（转载自http://zw.NSEAC.com科教作文网）

 4.2 描述DR大学原有校园网
 DR大学校园网是一个综合高效的教学和科研的校园计算环境。其主干网络采用光纤通讯介质，以千兆光传输技术为基础覆盖了整个校园。在高层网络协议方面以Intranet模型为基本架构，上层应用完全基于TCP/IP协议族实现。
(1)核心层
 DR大学校园网初期采用的为不完全的3层结构，既核心和汇聚/接入混用，中心采用Cisco的7206路由器和Cisco WS-C4503交换机作为中心节点。以放射状，一个核心节点及几组12芯单模光纤、一组4芯单模光纤组成星型网络。连接到各教学楼的Cisco公司和3Com，D-LINK，锐捷网络的低端交换机设备。
 其中Cisco的7206路由器承担VLAN间选路工作以及提供广域网连接服务，Cisco WS-C4503交换机起端口扩展作用及流量汇聚作用。
 (2)汇聚/接入层
 由于DR大学校园网建设的缺乏规范和统一的规划，各建筑网所采用设备均系“杂牌化”，无论是汇聚流量的3层交换机还是提供接入服务的接入层2层设备，共有10多家厂家的设备。
 线路的连接都采用单上连方式，没有冗余连接及备份策略。
 分支网络由核心节点向外辐射到各院系大楼的4芯光缆和上行的节点设备组成。院系大楼的局域网则通过上行节点设备连入校园骨干网。现有主分支网节点5个。DR大学校园网原有分级拓扑如下图所示：

图4-1 原有分级拓扑
 4.3 原有网络问题分析
 DR大学校园网经历了从无到有，从小到大的过程，一部分设计，一分实现，然后连接为一体，并没有一个整体、系统的设计。经过10年的发展成为现在的网络结构。校园新建筑的落成,对网络的需求进一步的扩大,网络覆盖的空白点急需解决,这是建设新的校园网的条件之一
 (1)网络结构问题

 DR大学的IPv4核心网结构是由Cisco 7206路由器与Cisco WS-C4503交换机相连接，整个校园网不具备万兆以太网的升级能力，由Cisco 7206路由器来承担整个校园网VLAN间的路由选择，由Cisco WS-C4503交换机来提供接入端口，并且Cisco 7206路由器也承担了接入路由器的工作。我们知道路由器的路由功能是基于软件的，转发能力相对与三层交换机较弱。DR大学的这种网络结构导致的核心层效率较低，而且一旦Cisco 7206路由器DOWN机，那么全网既陷入瘫痪状态。
 由于设备老化，模块的耗尽，新的业务模块不能被加入，新建设的教学，交流中心部分不能直接接入校园网。
 (2)冗余连接问题
 DR大学的校园网主干设备到分支节点主要有单条光纤链路与分支节点形成星型连接，没有冗余连接。容易发生单点故障而影响整个网络的可用性。由于设备的数量，类型，模块耗尽，不能支持流量的均分，也不能支持基于协议的流量工程。
 (3)核心层问题
 网络中心的主干设备Cisco 7206路由器和Cisco WS-C4503交换机负责全网的流量汇聚和数据高速转发