阅读以下关于某大学校园网的叙述，回答下列问题。【说明】某大学校园网经过多年的建设已初具规模，由于校内相关的科研单位有接入到以IPv6为核心的下一代互联网中进行相关研究的需求，同时为了积极探索解决学校公网IPv4地址的短缺、现有网络安全等

admin2013-01-20 55

问题阅读以下关于某大学校园网的叙述，回答下列问题。
【说明】
某大学校园网经过多年的建设已初具规模，由于校内相关的科研单位有接入到以IPv6为核心的下一代互联网中进行相关研究的需求，同时为了积极探索解决学校公网IPv4地址的短缺、现有网络安全等方面的问题，学校网络中心计划对现有校园网进行IPv6技术升级。学校现有的网络拓扑如图1-1所示。
(1)接入层：完成IPv4用户接入，设备是二层接入交换机／三层接入交换机。
(2)汇聚层：完成接入用户的汇聚，汇聚交换机是盒式或机架式三层交换机，目前不支持IPv6业务。
(3)核心层：是整个网络的核心(机架式三层交换机，目前不支持IPv6业务)，同时连接外部网络的出口，是整个园区网业务流量通往IPv4主干网或者IPv6主干网的必经之路。

为了实现IPv4网络向IPv6网络的过渡和转换，IETF制订的解决过渡问题的基本技术方案有三种。在进行IPv6升级的初期，由于教学科研区访问IPv6网络的需求比较迫切，学校希望花费较少的资金就能使教学科研区访问IPv6网络上的相关资源，简述三种技术方案的要点，并依据需求进行过渡技术方案选择。

选项

答案三种技术要点：隧道技术，以现有IPv4网络传递IPv6数据，无须大量IPv6路由和专用链路，是过渡阶段最容易采用的技术，一般用来进行纯IPv4网络上的IPv6孤岛之间通信。双栈技术，同时运行IPv4和IPv6两套协议栈，完全兼容IPv4和IPv6。翻译技术，在通信中间设备完成IPv4和IPv6网络之间地址转换和协议翻译，分组路由对端节点透明。IPv4节点访问IPv6节点的方法复杂，网络设备开销大，一般在其他互通方式实现不了的情况下使用。要求在实现教学科研区访问IPv6网络上的相关资源功能的基础上费用花费最小，网络结构不变且部署方便，可在核心设备上采用隧道接入技术实现其功能。

解析为了适应大众的需要，网络业务逐步呈现出宽带化、综合化、多样化和个性化的特点，IPv4向IPv6网络过渡已是大势所趋。基于IPv6的下一代互联网技术的迅速发展，为网络发展提供了更为有利的扩展空间，然而受到诸多条件的限制，想要很快完成从IPv4到IPv6网络的转换是不切实际的。
目前已有多种策略和技术方案及其实现可以完成从IPv4向IPv6的转换，但都仍有局限性。按工作原理划分有以下三种：隧道技术、双协议栈技术和协议翻译技术。
1．隧道技术
隧道技术：隧道技术的工作原理是在IPv6网络与IPy4网络间的隧道入口处，路由器将IPv6的数据分组封装入IPv4中。IPv4分组的源地址和目的地址分别是隧道入口和出口的IPv4地址，在隧道的出口处再将IPv6分组取出转发给日的节点。换句话说，就是通过IPv4网络实现“IPv6孤岛”之间的互通。
这种技术能充分利用现有的网络资源，但是没有解决IPv4和IPv6网络之间的互通，因此只能是是过渡初期较为方便的选择。
2．双协议栈技术
双栈协议技术指在完全过渡到IPv6之前，使一部分主机或路由器吲时支持IPv4和IPv6两种协议，这样双协议栈设备既能识别IPv4报文也能识别IPv6报文，从而实现与IPv4和IPv6网络的数据通信。主机具体使用IPv4协议还是IPv6协议来发送和接收数据包是由目的地址来决定的。
这种机制主要用来解决纯IPv6网络中的双栈主机与其他IPv4节点通信的问题，但没有解决IPv4地址的问题。
3．协议翻译技术
翻译技术实际是一种协议转换技术，即为了使IPv4和IPv6网络中的主机能相互识别对方而进行的协议头之间的转换。其中NAT-PT是实现翻译策略的一种主要技术。翻译转换技术的优点是不需要进行IPv4、IPv6节点的改造就能有效解决．IPv4节点与IPv6节点相互通信的问题，根据NAT-PT原理，过渡初期“IPv6孤岛”中的主机通过转换设备，将其IPv6地址转换成合法的IPv4地址进而访问IPv4的网络。
以上是目前存在的一些由IPv4网络过渡到IPv6的机制。无论采取哪一种机制，对DNS的扩展都是必须的。这些过渡机制仍不是普遍适用的，常常需要和其他技术组合使用。在实际应用时需要综合考虑各种实际情况来制定合适的过渡策略。表l给出三种不同技术的过渡方案对比。

校园网络过渡的实质是将目前的IPv4网络全面向IPv6网络过渡。为了更充分地利用。校园网现有的网络设备，降低升级成本，从而实现平滑稳定地向IPv6过渡的目标，过渡的具体实施可分为四个阶段进行：
第一阶段，可根据个别用户或者部门的需求，建立起若干IPv6网络．这些IPv6网络即所谓的“IPv6孤岛”。这些“IPv6孤岛”通过隧道技术与学校的实验网进行联通，并经此连接到IPv6网络中。显然这时IPv4网络是占主导地位的。通过路由器访问外部IPv6接入主机必须是双栈主机，并通过配置隧道先连接到网络中心的IPv6路由器，从而访问外部IPv6。
第二阶段，越来越多的“IPv6孤岛”逐渐变大、变多，数量与IPv4网络相当，与IPv4网络通讯增加，IPv6网络规划越来越规范，此时可综合采用双协议栈技术和动态NAT-PT技术，这就需要对核心层和汇聚层的设备进行升级。为保证核心层设备性能，同时尽量减少对原网络线路的改动，建议直接将核心层设备升级为支持双协议栈技术的设备。
这个阶段IPv4和IPv6网同时存在且数量相当，因此需要解决各种网络中各种丰机的通信问题。内部IPv4主机之间、IPv6主机之间的数据通信没有问题，IPv6网络和IPv4网络通过NAT-PT。技术实现相互通信。IPv4网络仍然通过原核心交换与外部IPv4网络联通，IPv6网络则通过网络中心的核心设备与外部IPv6网络通信。
第三阶段，IPv6将占主导地位，IPv4网络逐渐变为“孤岛”。这个阶段与IPv6发展的第一个阶段非常相似，所以此时也可采用隧道技术进行部署，与第一阶段不同的是此时互联的是IPv4网络。
第四阶段，经过设备的更新换代，网络中所有设备都已支持IPv6，IPv4网络逐渐被IPv6所替代，直至IPv4网络节点完全被淘汰，此时校园网完全升级为纯IPv6网络，各网络节点间也都采用基于IPv6的通信方式。

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