基于IPV6校园网的建设浅析--论.doc

第1页共29页摘要：下一代互联网将彻底改变人们的生活方式。由于IPv6所拥有的巨大地址空间、即插即用易于配置、对移动性的内在支持，IPv6非常适合用于终端数量大的超大规模网络环境。随着IPv6终端的普及，人们将进入一个网络无所不在，智能无处不及的新时代。此次我的毕业论文研究主要是针对建设我单位北京城市学院校本部IPv6网络，使其上联到北邮CERNET2IPv6接入路由器，以实现到IPv6的连接，并进行有关IPv6的研究、教学和应用开发，为学校大规模部署IPv6做好准备。关键词：校园网IPv4IPv6第2页共29页Summary：ThenextgenerationInternetwillchangethepeopleslifestylethoroughly.Becausethehugeaddressspace,plug-and-playthatIPv6owniseasytoinstall,totheinsidesupportoftheambulation,theIPv6suitstousedforthegreatlysuperandlarge-scalenetworkenvironmentoftheterminalquantityverymuch.AlongwiththeuniversalityoftheIPv6terminal,thepeoplewillenteranetworkomnipresent,theintelligencehasnothemodernearofacannotcomparewith.ThistimemygraduationthesisresearchismainlycitycollegemaincampusIPv6networkthataimsattoconstuctmyunitPeking,makingitheadinguptolinkthepostandteleuniversityCERNET2IPv6inPekingtoconnectintotherouter,tocarryouttheIPv6conjunction,andcarryontheresearchconcerningIPv6,teachingandapplythedevelopment,pursuingstudieslarge-scaledeploymentIPv6inschooltoworkwellthepreparation.Keyword:CampusnetIPv4IPv6第3页共29页第一章引言目前，互联网可容纳的IP地址是根据互联网协议第4版(IPv4)开发于上个世纪80年代，它采用32位地址长度，约有43亿个IP地址，其中约70%为开发此技术的美国所拥有，我国只有3000万余个。IPv6采用128位地址长度，拥有640亿个IP地址(应为约3.4×1038)，大大提高了互联网的整体吞吐量，同时安全性也有了更好的保证。任何电脑、电话上网，都会得到一个IP地址，从而作为一个点连结在浩瀚的互联网上，有人甚至不无夸张地声称，它可赋予地球上每一粒沙子及每一滴水以相应的地址。随着全球互联网的迅猛发展，43亿个IP地址预计将在2005年出现短缺，其中，短缺主要集中在亚洲，我国更是首当其冲。此次我的研究课题仅仅是基于研究IPv6对于我单位北京城市学院校园网建设的探讨，即：建设北京城市学院校本部IPv6网络，上联到北邮CERNET2IPv6接入路由器，以实现到IPv6的连接，进行有关IPv6的研究、教学和应用开发，为学校大规模部署IPv6做好准备。以达到接入CERNET2后，校园网用户可以通过隧道服务器直接访问IPv6资源，实验WWW，FTP，DNS，MAIL等服务。第二章研究现状及设计目标一、学校概况北京城市学院是经中华人民共和国教育部批准成立的一所本科层次普通高等学校，以本科教育为主，同时举办专科层次的高等职业教育。学院前身为海淀走读大学，成立于1984年，是新中国第一所具有颁发国家承认学历资格的民办高校，学院在办学体制上发挥公助与民办相结合的优势，培养人才上以市场需求为导向，不断改革、积极创新，历经20年的奋斗，学院已发展成为全国高等教育先进院校，成为代表中国民办高等教育发展水平的一流民办大学。学院在探索中国高等教育体制改革和培养应用型人才方面取得了有目共睹的巨大成绩与重要经验，受到党和国家领导人、教育部、北京市政府及社会各界的充分肯定，在国际民办教育界产生了一定影响。第4页共29页目前，学院设有一个主校区和京南、城北、中关村3个分校区，校园占地近550亩，建有学生公寓、体育馆和计算中心、70余个实验实训室、校园网络等设施配套齐全先进；图书馆藏书70余万册。学院现设理工、经管、信息、语言、生物、现代服务、应用技术、计算机软件、艺术、成人教育等十一个学部，本、专科专业达106个，在校生达2.8万人。经过近20年的建设与发展，北京城市学院现已形成较为完善的、多层次、多学科、多形式培养应用型人才的专业体系与办学格局，已成为“中国民办大学的航空母舰”。学院拥有近2000人的专兼职教师队伍，800余名专任教师中50%以上具有高级职称或硕士、博士学位；兼任教师队伍相对稳定，多为来自周边高校、科研院所的优秀教师和生产、建设、管理一线卓有成绩的实践专家，其中不少是知名权威人士。二、网络现状北京城市学院校园网是一个包括数据、视频和语音多种业务一体的多元融合性网络，是实现数字化校园的基础。校园网始建于1999年，校本部的校园网采用先进的千兆以太网技术。中心交换机为具有三层路由功能的CajunP550R，其背板交换带宽达45.76Gbps，一级网络使用12芯光纤联结，为千兆带宽。二级网络使用超5类双绞线联结，为百兆带宽。三级网络以百兆或十兆带宽交换到桌面。校园网通过8芯光纤以百兆头带宽联结到教育科研网。2003年5月，为适应校园网规模的扩大，在原有以10M光纤与北邮节点相连接的基础上，增加3M微波出口，近而提高了校园网内结点访问.COM站点的速度。2003年11月,把3M微波出口替换为4M光纤直接与公网连接,更增加了本部校园网通讯的稳定性。北京城市学院校园网总共千余个节点。城南分校区、城北分校区、大学城校区和软件工程学部（魏公村）的校园网通过广域网与校本部连通。每个校区都采用千兆以太网技术，全线部署了华为、cisco、AVAYA等著名公司的高性能园区网络产品和IBM公司的x345系列、HP公司的6500系列服务器、存储设备，形成“干兆到楼，百兆到桌”的园区网络结构；校园网开通的服务有WWW、MAIL、FTP、DNS、PROXY、BBS以及远程教育平台和在校学生管理平台等。PROXY服务器，第5页共29页主要为教三楼6层以上机房及教职人员办公室提供代理服务；主、副DNS服务器互为冗余；1台FTP服务器现仅对校园网内开放.校园网站点域名为：www.bcu.edu.cn，这是学校发布新闻的平台，是学生相互讨论学习的园地，是各个学部自我展示的舞台。其还提供了多种服务的入口，如BBS、MAIL、远程教育平台及在校生管理平台等。以上各服务均占用其独立的服务器以此确保其运行质量。网络中心设备包括：核心交换机CajunP550R，其为带有三层路由功能的交换机，为整个校园网的核心通讯设备；ASENLINK负载均衡器，其具有路由功能并可进行在多条路由间的均衡选择；PARKETSHAPER带宽管理器，可提供带宽预留服务并可监视整个网络的总出入流量。防火墙采用联想网御2000防火墙，此为100M防火墙，可进行策略等自设置。路由器为CISCO2600，具有较高的可靠性。校园网不仅为整个网络提供各种基础应用服务，还建设了基于资源共享、提供各种统一的信息应用系统的数据资源中心，覆盖学校的办公、招生、教学、图书资源等各个方面。网络中心提供的视频会议系统，采用先进的美国PolycomViewstation128系统，加上中心多点控制单元，可以完美实现全院多校区之间的网络会议和教学科研等，为实现教育现代化和网络化打下了基础。第6页共29页北京城市学院校园网拓扑结构如下：三、CERNET2简介第二代中国教育和科研计算机网CERNET2是中国下一代互联网示范工程CNGI最大的核心网和唯一的全国性学术网，是目前所知世界上规模最大的采用纯IPv6技术的下一代互联网主干网。第7页共29页CERNET2主干网将充分使用CERNET的全国高速传输网,以2.5Gbps-10Gbps传输速率连接全国20个主要城市的CERNET2核心节点，实现全国200余所高校下一代互联网IPv6的高速接入，同时为全国其他科研院所和研发机构提供下一代互联网IPv6高速接入服务，并通过中国下一代互联网交换中心CNGI-6IX,高速连接国内外下一代互联网。CERNET2主干网采用纯IPV6协议，为基于IPv6的下一代互联网技术提供了广阔的试验环境。CERNET2还将部分采用我国自主研制具有自主知识产权的世界上先进的IPv6核心路由器,将成为我国研究下一代互联网技术、开发基于下一代互联网的重大应用、推动下一代互联网产业发展的关键性基础设施。CERNET骨干网拓扑示意图如下：第8页共29页四、IPv6应用前景由于IPv6是相对于IPv4的改进和完善，将进一步推动现有业务和教学的应用发展。1、网络计算建设拥有高性能计算资源的计算网络、拥有海量数据的数据网络，实现网格之间大容量、高可靠性的数据传输，实现分布式高速安全交易和全网计费审计，体现下一代互联网端对端高性能传输的技术特征，为具有大规模、多站点分布式计算和数据挖掘技术特性的重大应用提供服务。2、大规模点到点的视频通信提供端到端高性能传输和无线/移动接入服务，实现大规模点到点的视频通信，充分体现下一代互联网的高带宽技术特征，具有重大应用前景。3、无线/移动应用：智能交通建成下一代互联网的高速无线/移动接入网络，利用多种信息终端设备（包括：手机，可视手机，PDA等）灵活方便地接入下一代互联网络，实现全网漫游，保证移动过程中网络应用的连续性和服务质量，并安全、可靠地远程控制各种信息家电。结合全球卫星定位系统GPS，实现城市智能交通管理，体现IPv6大的地址空间和可移动的特性。4、环境监测、地震监测体现IPv6大地址空间特性，采用IPv6地址接入各类传感装置，实时采集大气、水文等各种环境监测数据以及地震监测数据，体现下一代互联网“更大、更方便”的技术特征。5、远程仪器控制、虚拟实验室建立具有实时远程控制功能的虚拟现实环境，实现远程仪器控制和虚拟实验室，以及远程控制信息传输的高可靠性、安全性和实时性，具有共享虚拟现实技第9页共29页术特性。大型贵重仪器联网，实现对仪器的远程操作与控制建立有关CAVE的试验、示范环境，实现虚拟实验虚拟现实的研究试验与应用先进制造：综合利用远程仪器控制和交互协同等下一代互联网技术，实现协同设计、先进制造交互式协同设计远程仪器控制6、远程教育、数字图书馆基于交互协同视频会议技术进行远程授课和辅导：基于高清晰度视频广播技术进行授课内容回放：基于按内容流媒体检索和点播技术实现随时随地的按需学习；实现海量信息存储与检索等等。7、远程医疗基于交互协同视频会议技术进行实现远程医疗，包括安全、可靠地传输医学图象和视频，实现远程协同诊断，基于IPv6的各种人体传感器联网，实现人体健康监测。8、宽带接入业务（FTTH、LAN、DSL等）帮助用户实现“永远在线”，实现IPv6地址和用户的绑定，在地址合理规划的情况下，实现IPv6地址电话号码化，极大提高用户管理的效率，同时可以实现用户的业务定制，通过对TCP/UDP端口的管理，将不同的应用包装成增值业务。9、大规模视频会议、高清晰度电视建设纯组播环境，提供服务质量控制，实现基于组播、具有网络性能保障的大规模视频会议和高清晰度电视广播应用，这是只有高带宽、高性能的下一代互联网才能支持的典型应用，具有交互协同技术特性。