校园网ipv6技术升级建设方案 第2页
第一章 绪论
1.1 论文研究背景和意义
1.1.1 研究背景
随着Internet的飞快发展，越来越多的用户加入到互联网的使用中去。目前全球上网的人数已经超过了10亿，到2010年将达到30亿。现有的互联网主要是基于IPv4协议，这一协议的成功应用促成了互联网的迅猛发展。但是，随着互联网用户数量不断增长以及对互联网应用要求的不断提高，以及如此惊人的发展速度，使得网络本身的发展遇到了障碍，IPv4协议的不足逐渐体现出来了。最主要的几个问题是：第一，IP地址即将用尽。随着接入Internet的设备数目的不断增加，根椐IETF专家的研究和预测，在2005年到2010年，基于IPv4的全球IP地址资源将全部分配完毕。第二，路由表的快速增长。由于IPv4地址方案不能很好的支持地址汇聚，现有的互联网正面临路由表不断膨胀的压力。这使得大量的网络设备由于处理速度跟不上而被淘汰，浪费是很惊人的。第三，对于如何简便配置以及对服务质量、移动性和安全性等方面的需求都迫切要求开发新一代IP协议。
为了彻底解决上述问题，互联网工程任务组织（IETF）开发出了一套新的互联网协议IPv6。
从1995年IPv6的主要规格被确定以后，IPv6便成为事实上的下一代IP协议的规范。1996年2月美国新罕布什尔的IOL实验室首先将IPv6用于通信并进行了相互连接实验。1997年，以验证IPv6为主要目的实验网络6Bone发展为连接29个国家的大规模网络。为了彻底解决互联网的地址危机，IETF在IPv6互联网协议中提出了128位地址，并于1998年进行了进一步的标准化工作。除了对地址空间的扩展以外，还对IPv6地址的结构也重新做了定义，采用了IPv4中使用的CIDR类似的方法分配地址。IPv6相对于IPv4的主要优势是扩大了地址空间、提高了网络的整体吞吐量、改善了服务质量、更好地保证了安全性、支持即插即用和移动性、更好地实现了多播功能。通过转换装置IPv4和IPv6可以在网络上共存。许多国家的网络接入量是惊人的，IPv4所能提供的地址已经不能满足需求了。
因此，在IPv4协议上的一些修修补补并不是长久之计，为此IPv6应运而生。IPv6所具有的众多优点使得IPv6成为下一代互联网的核心，国际上无论是在标准化、产品化方面，还是在网络部署及其应用方面，IPv6都逐渐成熟。
1.1.2 研究意义
由于历史原因，我国在互联网领域处于后进状态，与亚洲许多国家一样都面临IP地址供需严重失衡的危机。截止2004年初，拥有13亿人口的中国，只有大约5900万个IP地址。众所周知，IPv4地址总量约43亿，70%的地址资源已被使用，其中，仅美国的IPv4地址占有量为38%。地址资源严重不足制约了互联网在我国的普及和发展，也使我国在国际竞争中处于不利地位。
发展IPv6将对我国经济增长可带来直接贡献。据美国《福布斯》杂志预测，到2010年，下一代互联网技术及其应用和发展将使目前几万亿美元的互联网市场成长为20万亿美元的大市场。启动IPv6的研究、开发和建设，从而推动国家信息基础设施建设，带动社会信息化投资，给网络设备制造业、软件业和信息服务业带来巨大的发展空间。预计到下一个五年计划中期，我国互联网服务、软件和设备的市场规模将达到数千亿元，同时带动电子商务等的快速发毕业论文
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http://www.751com.cn/网研究开发方面，我国与发达国家的差距并不大，这是难得的机遇。以新技术的出现为契机，实现跨越式发展，形成具有自主知识产权的核心技术，并力求在国际标准上占有一席之地，在产业上掌握先机，在安全上占据主动，这是实现我国IT产业新的跨越式发展的必由之路。
在当今信息产业蓬勃发展的今天，信息已经成为一种关键性的战略资源，计算机技术在人们的生活中已经起到了越来越重要的作用。校园作为知识基地和人才基地，它理应成为代表信息产业应用最成功的典范。
综合上述分析，可以看出IPv6发展将是全方位的网络技术升级，而且结合校园网向IPv6过渡策略的理论进行研究与探讨，组建下一代校园网，对今后大规模IPv6商业网络部署实施具有积极的参考价值。
1.2 IPv6在国内外的发展
在IPv6已确定为下一代互联网IP层技术的情况下，世界各国对IPv6技术的研究十分重视。目前，对IPv6的研究范围主要涉及用于主机的单独IPv6协议栈软件、用于主机的支持IPv6的操作系统、独立的路由协议软件、用于路由器的支持IPv6的操作系统、应用程序以及硬件支持IPv6的路由器产品。
国际上众多机构的研究内容重点不同，各具优势。世界上在IPv6的研究和应用方面比较领先的主要是美国、日本和欧洲等发达国家和地区。法国INRIA、日本KAME等研究机构以及IBM、Sun等公司分别开发出不同平台的IPv6软件。Cisco、Bay等路由器厂商也已开发出面向IPv6网络的路由器产品。1996年国际IPv6示范网6Bone建立，包括中国在内的许多国家和组织都已加入6Bone，使之成为世界最大的IPv6网络。之后，IETF、欧盟等组织及欧洲各国也相继启动多个IPv6项目，如6REN、6NET和INSC等。美国国防部2003年制定规划，预计到2008年在美国军队中全面部署IPv6，而IPv4将退出舞台。2003年，3G标准化组织3GPP决定基于IPv6协议构筑下一代移动通信网络。
我国在传统因特网领域落后，而在下一代网络争取主动权就成为具有战略意义的目标。在IPv6方面，中国与其它国家站在同一起跑线上。同时由于中国本身具有巨大的市场潜力，对IPv6的需求和发展都是其它国家无法比拟的，因此当前中国IPv6的研究与应用以成为一股热潮。国家836计划在“十五”期间进一步加大对IPv6技术的研发力度。2003年下半年中国国家战略项目——下一代因特网示范工程（CNGI）由国家八部委发起并正式启动。按照项目规划，在政府指导下，我国五大电信运营商和中国教育和科研计算机（CERNET）到2005年将构筑6个全国性的IPv6骨干网，并实现互通。这标志中国的IPv6进入实质性发展阶段，预计到2006年，中国将建成世界上最大的IPv6网络。
1.3 课题研究的主要内容
本文在目前国内外IPv6技术发展的基础上，对现有的IPv4网络向IPv6网络的主流过渡技术方案，包括双栈技术、采用IP数据包封装的隧道技术和NAT-PT技术，进行分析，提出相应校园网过渡的实现方案，最后分析了校园网过渡到IPv6的方案以及IPv6的前景和展望。
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