ipv6 主干環(huán)境下的校園網(wǎng)接入--東南大學(xué)

1、1,IPv6 主干環(huán)境下的 校園網(wǎng)接入,東南大學(xué) 周漁,2,,,Contents,背景及相關(guān)技術(shù)介紹 校園網(wǎng)接入IPv6主干的策略 IPv4流量分流方案 DNS相關(guān)問題 路由相關(guān)問題,3,CERNET2 以純IPv6作為其主干網(wǎng)絡(luò)的IP層協(xié)議特點： - 大規(guī)模：20個核心節(jié)點，數(shù)百個接入學(xué)校 - 高帶寬：主干網(wǎng)帶寬為2.5G – 10G校園網(wǎng)的新需求: - 由于IPv4地址資源有限，新建網(wǎng)絡(luò)

2、可采用純IPv6 - 校內(nèi)IPv6/IPv4互連，接入IPv6主干，進(jìn)行IPv6科研， 開展IPv6新應(yīng)用 - 特定IPv4流量分流至相對空閑的IPv6主干，充分利用 其高帶寬。,背景,4,- 雙協(xié)議棧：IPv4/IPv6最簡單的共存方式，也是隧道技術(shù) 的基礎(chǔ) - 手動隧道： IPv6 over IPv4、IPv4 over IPv6 - 半自動隧道： 各種Tunnel

3、 Broker模型 - 自動隧道： 6to4、ISATAP、DSTM、Teredo - 協(xié)議轉(zhuǎn)換： NAT-PT、TCP-UDP Relay、BIS/BIA,遷移技術(shù),5,,,Contents,背景及相關(guān)技術(shù)介紹 校園網(wǎng)接入IPv6主干的策略 IPv4流量分流方案 DNS相關(guān)問題路由相關(guān)問題,6,接入IPv6主干,- 兩類校園網(wǎng),- 可直接接入IPv6主干的校園網(wǎng) 南京IPv6

4、城域?qū)嶒灳W(wǎng)的用戶，其校園網(wǎng)邊界設(shè)備為雙棧，能同時接入IPv6主干和IPv4主干 - 不能直接接入IPv6主干網(wǎng)的校園網(wǎng) 江蘇省網(wǎng)的其他學(xué)校，其校園網(wǎng)邊界設(shè)備距離地區(qū)網(wǎng)絡(luò)中心的IPv6接入路由器較遠(yuǎn)，且不一定升級為雙棧,中間路由器暫時均為IPv4-only,7,接入IPv6主干,- 用戶接入需求,用戶接入需求分析： - IPv4用戶獲得附加的IPv6地址，升級為雙棧主機(jī)，可訪問IPv6網(wǎng)絡(luò)資源，而不考慮純IPv4主機(jī)訪問IPv

5、6資源的情形 - 為鼓勵用戶向IPv6遷移，純IPv6主機(jī)必須能夠訪問IPv4網(wǎng)絡(luò)資源實現(xiàn)方式： - IPv6訪問IPv6：必要時采用隧道 - IPv6訪問IPv4：NAT-PT 校園網(wǎng)邊界設(shè)備需要具備此功能，其參數(shù)需滿足校園網(wǎng)需求，如最大并發(fā)會話數(shù)量，IPv4地址池大小，協(xié)議翻譯性能等,8,接入IPv6主干,- 南京城域網(wǎng)拓?fù)?9,接入IPv6主干,- 三層交換架構(gòu)校園網(wǎng),校園網(wǎng)內(nèi)部為三層交換結(jié)構(gòu)，所有三層交換機(jī)

6、以及二層交換機(jī)之間啟用VTP，末端純IPv6主機(jī)單獨劃為一個VLAN，在邊界三層交換機(jī)上指向NE40。對于原來的IPv4主機(jī)，如果升級為雙棧，在邊界三層交換機(jī)上只要為相應(yīng)端口增加一個IPv6地址即可VLAN結(jié)構(gòu)不用變化。,10,接入IPv6主干,- 非三層交換架構(gòu)校園網(wǎng),校園網(wǎng)內(nèi)路由器為純IPv4，邊界路由器為雙棧純IPv6主機(jī): 手工配置隧道，NAT-PT雙棧主機(jī)：ISATAPISATAP路由器向校園網(wǎng)內(nèi)通告網(wǎng)絡(luò)前綴，主機(jī)上需

7、要配該ISATAP路由器的IPv4地址,,11,接入IPv6主干,- 江蘇省網(wǎng)拓?fù)?在地區(qū)網(wǎng)絡(luò)中心提供Tunnel Broker服務(wù)，NE80作為隧道服務(wù)器。校園網(wǎng)邊界路由器如果不是雙棧，可在邊界與接入路由器間并接一隧道設(shè)備。校園網(wǎng)內(nèi)策略部署和南京城域網(wǎng)用戶相同。,12,,,Contents,背景及相關(guān)技術(shù)介紹 校園網(wǎng)接入IPv6主干的策略 IPv4流量分流方案 DNS相關(guān)問題路由相關(guān)問題,13,IPv4 over IPv6

8、,- 應(yīng)用背景,現(xiàn)狀： - 已接入IPv6主干的校園網(wǎng)用戶部署IPv4應(yīng)用 - 實時、海量數(shù)據(jù)的跨主干傳輸，要求高帶寬，高性能，較好服務(wù)質(zhì)量 - 現(xiàn)有IPv4主干相對擁擠，而IPv6應(yīng)用較少，IPv6主干相對空閑前景： - 充分利用IPv6主干的高帶寬，實現(xiàn)IPv4端到端的高性能連接 - 將來IPv6網(wǎng)絡(luò)成為主流之后，IPv4孤島之間通信問題的解決方法之一,14,IPv4 over IPv6,- 需要解決的問題,-

9、 IPv4 over IPv6隧道在什么設(shè)備上建立？ - 對于IPv4端到端連接，端系統(tǒng)的區(qū)域限制（教育網(wǎng)內(nèi)？其他網(wǎng)絡(luò)？） - 隧道參數(shù)如何確定？ - 對IPv4應(yīng)用有無性能影響? - 設(shè)備可擴(kuò)展性以及性能問題的考慮,15,IPv4 over IPv6,- 總體架構(gòu),16,IPv4 over IPv6,- 隧道構(gòu)建 之報文格式,,17,IPv4 over IPv6,- 隧道構(gòu)建過程,,靜態(tài)配置動態(tài)配置 - 隧道設(shè)備

10、收到應(yīng)用會話的第一個IPv4報文后，由原始IPv4報文的目的地址得到IPv6封裝包頭的目的IPv6地址,自動創(chuàng)建隧道端口，添加相應(yīng)路由表項，并將IPv4報文封裝后通過IPv6主干發(fā)送 - 對端隧道設(shè)備檢查到達(dá)的報文，若是IPv4 over IPv6報文，且隧道尚未創(chuàng)建，則提取相關(guān)信息，自動創(chuàng)建隧道端口，并去除IPv6封裝頭，將原始IPv4報文送至目的主機(jī),18,IPv4 over IPv6,- 隧道構(gòu)建過程,,如何由IPv4目的地

11、址得到對端IPv6目的地址？IPv4地址范圍注冊機(jī)制假定隧道設(shè)備的IPv6地址為Addr6，由隧道設(shè)備向Broker注冊地址前綴表項 {地址前綴:Addr6} 即校園網(wǎng)IPv4地址前綴與Addr6之間對應(yīng)關(guān)系各個區(qū)域的Broker之間交換地址表項，得到全局的注冊信息以IPv4目的地址為參數(shù)向Broker查詢，得到對端隧道設(shè)備的IPv6地址，,19,IPv4 over IPv6,- 可擴(kuò)展性和性能,,- 隧道設(shè)備上

12、隧道總數(shù)限制，并發(fā)會話數(shù)量限制（路由策略） - 隧道設(shè)備的轉(zhuǎn)發(fā)能力 - Broker之間通告的表項數(shù)目（數(shù)百個校園網(wǎng)，每個校園網(wǎng)的地址前綴數(shù)目） - 地址表項變化后的快速同步 - 隧道的動態(tài)管理,20,,,Contents,背景及相關(guān)技術(shù)介紹 校園網(wǎng)接入IPv6主干的策略 IPv4流量分流方案 DNS相關(guān)問題路由協(xié)議選擇,21,DNS,,- BIND9使用IPv4和IPv6作為傳輸協(xié)議，BIND8只支持使用IPv4作為

13、傳輸協(xié)議- Windows系統(tǒng)發(fā)出的DNS請求均以IPv4為傳輸協(xié)議，Linux系統(tǒng)使用IPv4/IPv6為傳輸協(xié)議，依賴于所配置的域名服務(wù)器地址類型（若是IPv6地址，則無論解析哪種地址均使用IPv6傳輸，若是IPv4地址，則無論解析哪種地址均使用IPv6傳輸）,22,DNS,,- 地址類型：AAAA和A6 - 各校園網(wǎng)須設(shè)置自己的IPv6權(quán)威DNS服務(wù)器，滿足本域IPv6域名解析的需要 若已注冊IPv6的域名，如seu6

14、.edu.cn，在域名服務(wù)器上增加該區(qū)即可RFC3901建議: - 遞歸域名服務(wù)器要么是IPv4-only要么是雙棧 - 每個區(qū)至少有一臺IPv4可達(dá)的權(quán)威域名服務(wù)器,23,路由協(xié)議,1. 外部網(wǎng)關(guān)協(xié)議： BGP4+2. 內(nèi)部網(wǎng)關(guān)協(xié)議： RIPng – 適用于較小網(wǎng)絡(luò) OSPFv3 – 只能交換IPv6地址信息 IS-IS – 可以同時交換IPv4和IPv6信息，單拓?fù)浜投嗤負(fù)湓陔p棧網(wǎng)絡(luò)中，