IPv6双栈技术在智慧校园的应用

时间:2022-05-16 17:06:20

IPv6双栈技术在智慧校园的应用

近些年,各个院校对“智慧校园”的建设越来越重视。只要其物质及技术允许,都会开展智慧校园建设,同时把它当作学校硬件实力提升的重点工作。基于互联网的发展,使得网络规模越来越大,这也造成IPv4协议能够运用的网络地址逐渐减少,很难达到人们的实际需要,同时也对其协议服务水平造成了严重的影响。基于IPv6技术的发展,对网络地址容量进行了拓展,同时其协议服务质量也比较高。同时它还是我国教育信息化的要求,有利于促进学校教学及学生管理等方面的发展。

1IPv6定义及主要特征

IPv6是互联网协议第六个版本,也是目前最新的协议版本。同IPv4协议版本进行对比,其地址内容进行了较大的补充。对于IPv6协议来说,它对IPv4协议进行了优化,但是因为IPv6地址空间进一步提高了,这也使得地址配置形式得到了更新,所以它的安全性也相对较高,并且其路由表条数也相对提高了。IPv6协议的主要特征如下所示:(1)地址空间非常大。相较于IPv4的地址数量,IPv6得到了全面的提升。与此同时,它还具备网络前缀,能够对子网开展标定,这也在一定程度上拓展了它的子网地址,可以进一步弥补IPv4网络地址较少的不足。(2)报文结构的优化。对于IPv6包头来看,它包含三两点内容,第一是固定内容,第二是扩展内容,针对各种各样的协议,IPv6能够很好地完成分区,同时还能开展独立存储,这样就可以尽快对它的协议头开展处理。第三是二者协议头存在不兼容现象,所以就IPv4往IPv6方向过渡的过程中,需对它的协议头加以修改,转变成IPv6的128字节地址。(3)安全性非常高。就IPv6来看,在各个端口之间可以有效确保其安全性,同时对于数据加密及认证过程来说,能够在网络层实现,也进一步增强了内部的安全性。

2IPv6双栈技术分析

因为IPv4协议运用了很长一段时间,且还构建了一定的用户体系,虽然IPv6技术有着很大的优势,也无法在较短的时间里实现IPv4协议的过渡,对此,在日后很长时间里,IPv4同IPv6都是共存的关系,一点点实现过渡。在这之中,过渡一般是通过下述两点来完成。第一,孤岛互通,也就是各个网络能够互联互通,达到网络有效连通;第二,IPv6同IPv4互通,也就是这两个协议网络能够互联互通,而能够达到这一要求的技术有两个,一个是双栈技术,一个是隧道技术。根据双栈技术来看,它可以实现两个协议的一起配置,也就是IPv6协议及IPv4协议,让双协议栈可以一起运行,有利于很好地解决现阶段IPv6及IPv4过渡的问题。除此之外,双栈技术还可以对IPv6及IPv4协议版本提供支持,但也有一定的问题,在配套网络设备及终端的更新方面,可以对两种协议一起支持,但这就要通过技术人员完成,在很大程度上增加了工作量,使得改造成本提高,不但耗时耗力,在改造过程中,还极易对原网络运行造成影响。因此,在对校园智慧网络进行构建时,应对其技术缺点加以重视。双栈技术是在IPv6地址之上形成的,它包含两种技术类型,一种是公网双栈,另一种是私网双栈。针对公网双栈而言,在开展网络配置的过程中,应将IPv6及IPv4协议一起配置,并且网络连接终端和设备还应对IPv4地址开展配置,但实际情况是IPv4网络地址相对较少,所以其公网双栈技术的运用往往同网络发展有一定差异。就私网双栈技术来看,用户能够应用私有IPv4地址,将其变成公用IPv4地址,从而能够让多个用户一起运用,有利于解决IPv4地址不够的情况。

3网络建设需求探讨

3.1校园网络中有关的问题

现阶段,条件较好的学校,都已经构建了“智慧校园”的战略,在智慧校园建设过程中,校园网络是非常重要的环节。虽然学校对计算机设备及网络等加大了投入,但不管是软硬件水平有多高,也无法利用IPv4协议来取代IPv6协议的价值,对此,在对“智慧校园”进行构建时,还有着下述几个问题。(1)网络地址不够。针对IPv4网络地址来看,它的字符数是相对较短的,因为公网数量越来越多,造成IPv4地址越来越少,这对校园网络健康运行造成了一定的影响。(2)兼容问题。基于IPv4协议的过渡,部分学校对主干网进行了更新,可以对IPv4及IPv6设备和终端提供支持,但现阶段还没有开展全方位的升级,大多数设备及终端都无法对IPv6协议提供支持,所以其网络作用还有一定的限制。(3)网络运用问题。针对IPv6构建的新网络,大部分学校无法在第一时间运用科学的方式来确保它的安全性,所以在校园网络方面还有一定的安全问题。

3.2实施的原则

针对智慧校园进行建设的过程中,有关人员需对IPv4的过渡过程有一个全面的认识,即属于循序渐进的,并非一下就能完成。实际采取行动前,应知道如何借助IPv6双栈技术,进一步不促进网络协议过渡,下述几个原则就能帮助其顺利实现过渡[2]。(1)确保IPv4网络顺利运转。针对IPv6新网络进行构建时,学校应确保现阶段IPv4网络可以健康运行,若是IPv4网络存在一定的限制,同时IPv6双栈技术网络也没有得到更新,那将导致学校网络出现瘫痪问题,将无法有序开展相应的教学活动。(2)构建更为可靠的网络环境。同IPv4进行对比,IPv6网络地址相对较多,同时它的运行方式也产生了变化,所以在对IPv6校园网络进行构建时,需运用有关的技术来增强校园网络安全,进一步提高教职工和学生的安全意识。(3)留出足够的拓展空间。因为智慧校园内容是基于时间的变化而持续完善的,所以利用IPv6双栈技术对校园网络进行构建时,应事先留出适当的拓展空间,以促日后校园网的优化,为其提供足够的空间。(4)节省成本。通过IPv6双栈技术推动网络过渡,这属于长期性工程,应借助一系列的设备和软硬件来实现,与此同时,还要借助人力及技术完成,这也导致其费用支出相对较多。对于学校来说,需最大限度地满足用户需要,并为其留出适当的扩充空间,对成本消耗开展合理控制,从而实现网络升级,进一步节约成本[3]。(5)强调人性化。对于新旧校园网络来说,它们都是以用户服务为基础,对此,借助双栈技术实现过渡,还应强调人性化设计,对相关的操作步骤进行简化,构建直观的显示界面,确保用户更好地开展操作。如果学生及教师无法有序开展操作,那么学校应当加强有关的培训工作。

4依托于IPv6双栈技术智慧校园的建设

(1)总体构建。应结合目前的IPv4协议网络,以此为前提,对网络开展优化,让网络能够对IPv6协议进行支持,这是一种行之有效的方式。构建双栈网络,有利于降低校园全部网络和设备升级带来的工作量,从而能够进一步节约成本。(2)网络地址的规划。第一,规划原则。同IPv4协议进行对比,IPv6的网络地址基数则更大,所以针对其网络地址进行规划时,应适当地降低其操作难度,同时也应降低路由表数量。针对双栈网络地址开展规划的过程中,应遵循下述原则来完成:一方面,应尽可能地达到长时间网络发展的需要;另一方面,应借助高端设备和先进技术,进一步增强路由汇聚功能;除此之外,还应注重网络集成化,以确保校园网络布局科学性。第二,地址规划。针对核心机房来说,应为其配置专门的地址段,有利于促进校园网络的有效管理,为其奠定夯实基础,同时还可以全面确保网络性能安全;针对网络互联设备来说,应设置独立的地址段,进一步开展集中管理。第三,无线网络配置。结合校园教职工和学生数量,来建设双栈网络[4]。可通过802.11n无线网络的控制器来完成,可以全面达到40G网络流量的需要。并且针对网络路由器的安装,应在人员集中区域完成,以确保其覆盖率。为了全面确保网络的稳定,需单独配置VLAN控制器,把内网同无线流量区分开。第四,安全配置。针对双栈网络进行配置的过程中,应注重网络安全性建设,分别从内网及网络边界安全等方面开展,并且还应强调IPv6的IPSec安全,进一步增强校园网络安全。综上所述,基于网络信息进一步发展,使得网络得到持续更新,有利于更好地满足人们的需要,在对智慧校园进行构建时,也应对网络技术进行创新,同时把这项技术应用到校园网络升级中。现阶段,借助IPv6双栈技术能够促使智慧校园建设更好地贴近实际,借助技术及设备,有利于全面实现双栈网络价值。

参考文献:

[1]胡寅,张朝阳.校园网IPv6过渡技术的应用[J].电脑知识与技术,2021,17(19):47-49.

[2]袁伟,刘佳琳,谭振江.IPv6双栈技术在智慧校园中的应用研究[J].数字技术与应用,2020,38(11):47-49.

[3]刘波,魏孔鹏.校园IPv6网络的部署与实践[J].数字技术与应用,2020,38(10):22-24.

[4]常伟鹏,袁泉.校园网由IPv4到IPv6的过渡技术浅析[J].中国管理信息化,2019,22(15):160-163.

作者:夏晨 刘承君 单位:陆军炮兵防空兵学院