【摘 要】为解决互联网协议版本4（Internet Protocol version 4，IPv4）定义下有限地址空间即将耗尽的难题，并为用户提供更优质的网络服务，文章以高校校园网升级改造为切入点，探索了基于互联网协议版本6（Internet Protocol version 6，IPv6）构建高校校园网的路径，制定了具体的校园网构建方案。通过研究，文章得出基于IPv6构建高校校园网，能推动校园网络全面升级，为智慧校园建设奠定坚实基础的结论。建议高校在校园网升级改造的过程中，进一步认识到IPv6相较于IPv4的优势，主动探索提升校园网综合性能的方法和路径。

【关键词】IPv6；校园网；升级改造

引言

2017年11月，《推进互联网协议第六版（IPv6）规模部署行动计划》明确了IPv6的应用价值，及其在下一代互联网商业应用中的具体定位[1]。在这一背景下，传统以IPv4为基础的高校校园网迎来转型升级，开始将IPv6作为构建高校校园网的基础。从短期实践来看，基于IPv6的高校校园网构建，面临着IPv4向IPv6网络过渡的难题，如何顺利推动校园网升级改造，已成为各大高校和学术界关注的重点。

一、案例简介

某高校校区占地面积32万平方米，该校区现有校园网为千兆核心和千兆主干的网络，采用大规模IPv4网络。在引进IPv6初期可能无法覆盖所有用户，所以在基于IPv6构建校园网时，不能对现有IPv4的网络架构正常运行产生影响，需要在现有IPv4网络中通过安装IPv4/IPv6双栈主机，实现与IPv6骨干网之间的相互联通。

二、基于IPv6的高校校园网设计思路

根据案例项目，基于IPv6的高校校园网在建设过程中应满足下列要求：（1）不能使现有校园网运行终端，不能对当前开展业务的正常运行造成影响，尽量做到用户无感知改造，需要在获取IPv6地址的同时保留原有的IPv4地址；（2）不能随意改变校园网的网络拓扑结构，可以在原有IPv4网络架构的基础上进行升级，在保护现有网络的同时降低校园网的升级改造成本[2]；（3）数据中心的各类应用系统、校内域名系统等，可实现纯IPv6的访问与解析。根据校园网升级改造思路，考虑以原有校园网以核心层与汇聚层为重点，是实现IPv4与IPv6通信的关键，所以在校园网升级改造中需要重点对核心层与汇聚层进行升级。在基于IPv6的校园网构建方案中，规划重点为布置在核心层与汇聚层的设备设施以及配置IPv6路由。改造后的高校校园网络拓扑结构见图1。

三、基于IPv6高校校园网构建方案

（一）IPv6校园网过渡设计

1.核心校园网

升级改造后的高校校园网中，核心层布置两种分别支持双栈协议与路由交换的交换机设备，通过同时开启IPv6实现双栈通信的升级改造目标。

在核心层，任意设备在运行时发生异常，其他正常运行的设备可以立即接管故障设备负责的各项功能。在保证校园网正常运行的基础上，更好地降低校园网升级可能对IPv4网络造成的影响，实现校园网内网络流量的负载均衡，确保各类用户使用网络的安全性和稳定性。核心层是校园网的数据交换中心，通过在核心层配置具有较高吞吐量的交换机，形成万兆转发骨干网络，支持电源冗余、引擎冗余与虚拟交换技术，确保核心校园网运行的稳定性，便于多项业务扩展操作，支持操作系统免费升级，为IPv6接入校园网奠定坚实的基础。

汇聚层的改造通过在其中设置交换机来实现。考虑到IPv6现有节点较少，可能面临访问量不足的情况，这一部分可以暂不考虑升级改造，由改造后位于核心层的双栈交换机负责替代IPv6执行通信任务。