计算机网络技术专业毕业设计（论文）应用IPv6设计部署校园网.doc

  三门峡职业技术学院 毕 业 设 计（论 文）     题目 应 用 IPv6 设 计 部 署 校 园 网 系别 信 息 工 程 系 专业 计 算 机 网 络 技 术 姓 名 指导教师 目录摘要3关键字4Abstract5第一章 前言61.1 IPv6简介61.1.1 格式和结构61.1.2 地址配置71.1.3 安全71.1.4 操作系统支持71.2 IPv6校园网建设的必要性71.3 课题来源8第二章 下一代互联网部署现状102.1 国外下一代互联网部署现状102.2 国内下一代互联网部署现状11第三章 IPv6校园网设计原理143.1 设计原则143.2 总体框架143.3 网络设计153.3.1 网络层次划分153.3.2 地址规划153.3.3 路由策略163.3.4 DNS域名系统193.3.5 过渡方案213.4 网络与信息系统运行管理体系223.4.1 传统的网络管理的功能划分233.4.2 面向下一代互联网的网络管理233.5 网络与信息安全保障体系26第四章 郑州大学城IPv6网络部署284.1 总体目标284.2 建设内容284.3 通信基础设施284.4 计算机网络294.4.1 层次划分和设备选型294.4.3 路由策略314.4.4 综合接入系统324.4.5 无线网络系统364.5 IPv4/IPv6一体化网络管理系统404.6 实验与测试414.6.1 实验1：综合测试414.6.2 实验2：IPv6-Over-IPv4隧道434.6.3 实验结论45第五章 结束语465.1 主要完成的工作465.2 存在的问题465.3 下一步工作展望46致谢48参考文献49摘要IP地址空间不足等问题已成为互联网发展的瓶颈，现有的互联网协议IPv4无法满足发展的需要。作为下一代的网络协议，IPv6的新特性为下一代互联网的应用和发展提供了广阔的前景和完善的支持。IPv6网络的部署是当前网络建设的热点，上海、重庆、南京等城市已先后部署了IPv6城域网。郑州作为国内信息化程度较高的城市之一，目前尚缺乏覆盖全市的下一代互联网的试验环境，IPv6城域网建设是郑州下一代互联网发展的重点。市政府启动了郑州大城IPv6实验网一期工程的建设项目。项目总体目标是建成CERNET2的郑州主节点，建成郑州IPv6城域网的中心节点，建成由基于下一代互联网技术的开发、研究、应用、测评及认证平台组成的IPv6综合试验平台。本文以该建设项目为实例背景，在网络的部署中大量采用了本文的设计方案。本文简单介绍了IPv6的分级地址模式、高效IP报头、主机地址自动配置等新技术。阐述了国内外下一代互联网的部署现状。在对IPv6组网技术原理、设计原则等加以研究的基础上，分析郑州大学城的网络需求，提出了一个完整的IPv6校园网设计方案。包括网络层次划分、设备选型、路由策略、地址规划、接入系统、无线网络系统、网络管理等。其中，基于WIFI/WIMAX与IPv6等下一代互联网关键技术，采用无线Mesh与无线交换等多种组网技术构建宽带无线网络环境；基于下一代互联网核心信令协议SIP和IPv6的移动漫游多媒体支撑平台和应用；面向下一代互联网的IPv4/IPv6一体化综合网管系统等，在郑州属于创新型的应用。关键字：IPv4 IPv6 CERNET2 校园网 协议 组网AbstractIP address space such problems has become the bottleneck of development of Internet, the existing Internet protocol IPv4 unable to meet the development needs. As the next generation network protocol, IPv6 new features for the next generation of the Internet application and development to provide a broad prospects and perfect support.IPv6 network deployment is the current network construction, hot, Shanghai, chongqing, nanjing and other cities have been deployed IPv6 intracity networks. Zhengzhou as domestic informationization level higher one of city, there is no covering the city of next generation Internet test environment, zhengzhou IPv6 intracity networks construction is focusing on the development of the next generation of the Internet. Municipal government launched zhengzhou university town IPv6 experimental nets phase of the project construction project. The project master target is built CERNET2 zhengzhou master node, built the center of zhengzhou IPv6 intracity networks nodes, built by based on the next generation of the Internet technology research, development, and application, testing and certification of comprehensive test platform IPv6 platform.Based on the construction project for example background, in network deployment used in great quantities in this design scheme.This article simply introduces IPv6 classification address mode, efficient IP header, host address automatically configured techniques. Elaborated domestic and foreign next generation Internet deployment of the status quo. IPv6 network technology on the principle, principle of design, so as to study on the basis of the analysis of shenzhen university city, the demand in the network, this paper puts forward a complete IPv6 campus network design scheme. Including the network level division, equipment selection, routing strategies, address planning, access system, wireless network system, network management, etc. Among them, based on WIMAX with such snazzy WIFI/IPv6 next generation Internet key technology, using wireless Mesh with the wireless network technology exchange and so on many kinds of constructing broadband wireless network environment; Based on the next generation of the Internet core signaling protocol IPv6 SIP and mobile roaming multimedia supporting platform and applications. Facing the next generation Internet IPv4 / IPv6 integrated network management system, etc, in zhengzhou belong to innovative application.KEYWORDS:IPv4 IPv6 protocol transition technology tunnel第一章 前言1.1 IPv6简介IPv6是“Internet Protocol Version 6”的缩写，它是IETF（Internet Engineering Task Force，Internet工程任务组）设计的用于替代现行版本IP协议（IPv4）的下一代IP协议。目前Internet中广泛使用的IPv4协议已经有近20年的历史了。随着Internet技术的迅猛发展和规模的不断扩大，IPv4已经暴露出了许多问题，而其中最重要的一个问题就是IP地址资源的短缺。尽管目前已经采取了一些措施来保护IPv4地址资源的合理利用，如非传统网络区域路由和网络地址翻译，但是都不能从根本上解决问题。为了彻底解决IPv4存在的问题，IETF从1995年开始就着手研究开发下一代IP协议，即IPv6。IPv6具有长达128位的地址空间，可以彻底解决IPv4地址不足的问题，除此之外，IPv6还采用了分级地址模式、高效IP报头、服务质量、主机地址自动配置、认证和加密等许多新技术1。1.1.1 格式和结构IPv6采用了长度为128位的IP地址，而IPv4的IP地址仅有32位，因此IPv6的地址资源要比IPv4丰富得多。IPv6的地址格式与IPv4不同。一个IPv6的IP地址由8个地址节组成，每节包含16个地址位，以4个十六进制数书写，节与节之间用冒号分隔，其书写格式x:x:x:x:x:x:x:x，其中每一个x代表四位十六进制数。IPv6还设计了一种具有分级结构的地址，这种地址被称为可聚合全局单点广播地址（aggregatable global unicast address），这使得路由器能在路由表中用一条记录（Entry）表示一片子网，大大减小了路由器中路由表的长度，提高了路由器转发数据包的速度。IPv6同时改进提高了IP包的基本报头格式。这种简化的包结构是对IPv4的一个主要改进之处，它有助于弥补IPv6长地址占用的带宽。IPv6的16字节地址长度是IPv4的4字节地址长度的4倍，但IPv6报头的总长度只有IPv4报头总长度的2倍。IPv6报头所含字段少，而且报头长度固定。这些特点使路由器的硬件实现更加简单。这些改进使IPv6能够在一个合理的开销范围内，适应互联网流量的指数级增长速度。1.1.2 地址配置当主机IP地址需要经常改动的时候，手工配置和管理静态IP地址是一件非常烦琐和困难的工作。在IPv4中，DHCP协议可以实现主机IP地址的自动设置。IPv6继承了IPv4的这种自动配置服务，并将其称为全状态自动配置（statefulautoconfiguration）。除了全状态自动配置，IPv6还采用了一种被称为无状态自动配的自动配置服务。在无状态自动配置过程中，主机首先通过将它的网卡MAC地址附加在链接本地地址前缀之后，产生一个链接本地单点广播地址（IEEE已经将网卡MAC地址由48位改为了64位。如果主机采用的网卡的MAC地址依然是48位，那么IPv6网卡驱动程序会根据IEEE的一个公式将48位MAC地址转换为64位MAC地址）。使用无状态自动配置，无需手动干预就能够改变网络中所有主机的IP地址。1.1.3 安全安全问题是Internet应用中的一个重要问题。由于在IP协议设计之初没有考虑安全性，因而在早期的Internet上时常发生诸如企业或机构网络遭到攻击、机密数据被窃取等事情。为了加强Internet的安全性，从1995年开始，IETF着手研究制定了一套用于保护IP通信的IP安全（IP Security，IPSec）协议。IPSec是IPv6的一个组成部分，也是IPv4的一个可选扩展协议。IPSec提供了两种安全机制：认证和加密。认证机制是指IP通信的数据接收方能够确认数据发送方的真实身份以及数据在传输过程中是否遭到改动。加密机制通过对数据进行编码来保证数据的机密性，以防数据因在传输过程中被他人窃取而失密。做为IPv6的一个组成部分，IPSec是一个网络层协议。1.1.4 操作系统支持目前流行的如Window-X，Linux，FreeBSD，Sloaris，Macintosh Mac等操作系统已经引入了IPv6，大多采用IPV6/IPV4双协议栈的形式，其他一些操作系统的IPv6版本也正在逐步开发。部分操作系统通过增加补丁文件或编译新内核实现。另外，已经有厂商尝试应用IPv6开发新型应用软件。1.2 IPv6校园网建设的必要性中国下一代互联网示范工程（CNGI）的核心网CERNET2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。它以2.5Gbps10Gbps速率连接全国20个主要城市的25个CERNET2主干核心节点，为全国200余所高校和科研单位提供1Gbps10Gbps的高速IPv6接入服务，开展科研应用和大规模IPv6网络部署实施的探索4。虽然CERNET2主干网采用纯IPv6协议，但是各大高校的校园网建设基本上还是使用IPv4协议，随着校园网络的迅猛发展，由IPv4为主要协议的校园网络也慢慢暴露诸多问题。其中，主要是IPv4有限的地址空间和结构，已经不能满足日益增长的用户需求，所以采用IPv6才能从根本上解决校园网IP地址短缺的问题。高校如何部署IPv6将成为大家始终非常关注的一个课题。IPv4的淘汰是信息时代发展的必然结果，本着与时俱进、开拓创新的原则，IPv6的研究和部署上都已有了可喜的成绩和发展。综合来看，目前高校部署IPv6校园网络应用具有如下几个特点：l IPv6技术本身还不成熟，还在发展、还涉及很多实际部署和应用的问题，这方面高校有着自己的优势；l CERNET2将成为真正意义上的“中国教育与科研计算机网”，作为下一代网络的研究示范平台，供各高校接入，以便有效开展IPv6的技术和应用研究；目前很多高校已经或开始建设校园内的IPv6网络（局部）或者IPv6的城域网（覆盖城域范围内的若干高校），这些IPv6网络都将接入CERNET2；l 211高校或者有重点学科的大专院校，都已接入CERNET2，目前已掀起建设IPv6校园网的热潮。1.3 课题来源郑州作为国内信息化程度较高的城市之一，在IPv6城域网建设方面已经落后，目前没有一个覆盖全市的下一代互联网环境。IPv6城域网建设是郑州下一代互联网发展战略的重点。作为郑州IPv6城域网的中心节点，市政府投资了启动了郑州大学城IPv6实验网一期工程建设。郑州大学城已经引入多所省内优秀的院校办学，东大学城主要有河南农业大学、河南财经学院、河南职业技术学院、郑州广播电视大学、河南教育学院、河南中医学院、郑州航空工业管理学院、河南省政法干部管理学院、华北水利水电学院等。拥有大量高素质科研技术人才，力量雄厚，对基于IPv6的各种组网方式、网络信息安全、网络构建等领域做了许多试探性的研究。郑州大学城已实现2.5Gbps高速接入CERNET2主干网，建立了一个从郑州大学城各大学之间交换机房全程2.5G的DWDM传输链路，链路的开通使郑州大学城以纯IPv6方式直接接入CERNET2主干网的干线。CERNET2网络中心分配给郑州大学城的IPv6地址为20 01:250:3C02:/48，可自由支配280个IPv6地址设置，不存在IP地址的局限。郑州大学城IPv6实验网的建设是本文的实例背景，在网络的部署中大量采用了本文的设计方案。第二章 下一代互联网部署现状2.1 国外下一代互联网部署现状l 美国美国不仅在第一代互联网全球化的进程中获得了巨大的经济利益和政治利益，而且在下一代互联网的发展进程中也扮演着领跑人的角色。在1996年，美国政府发起下一代互联网NGI行动计划，建立了主干网vBNS。1998年，美国启动Internet2计划。继NGI计划结束之后，美国政府立即启动了旨在推动下一代互联网产业化进程的大规模网络LSN计划。2003年10月，美国国防部宣布2008年美国军方的计算机网络系统必须支持IPv6。这标志美国在IPv6方面不仅仅是以世界IPv6研究、协调中心的身份出现，而且将视IPv6商业化作为其基本战略。l 欧洲2001年，欧共体已经启动下一代互联网研究计划，建立了连接30多个国家学术网的主干网GéANT，并以此为基础全面进行下一代互联网各项核心技术的研究和开发。欧洲发展IPv6的基本战略是“先移动，后固网”，无线应用是其强项也是其特色。欧洲目前已经建立了Euro6IX和6NET等IPv6试验网络，进行有关IPv6的推广和部署准备。欧洲政府和各大厂商态度积极，如诺基亚、爱立信、英国电信等，他们加快了IPv6开发和产品化进程，各种试验项目正逐步成熟2。l 日本日本、韩国和新加坡三国在1998年发起建立了“亚太地区先进网络APAN”，加入下一代互联网的国际性研究。日本目前在国际IPv6的科学研究乃至产业化方面占据国际领先地位。日本是全球IPv6最引人注目的地方之一。1999年到2000年，日本开始分配IPv6地址，1999年12月开始提供IPv6试验服务，2001年4月开始提供IPv6商用服务。2001年3月，在日本政府制定的IT基本战略和e-Japan计划中，明确设定在2005年完成从当前的互联网到IPv6的过渡，成为信息化最先进的国家之一。目前日本已形成涵盖IPv6运营商、IPv6设备提供商、IPv6终端提供商、IPv6用户的完整产业链，NTT communications、Japan Telecom和KDDI等日本主要运营商和ISP几乎都已提供IPv6商业化接入服务3。l 韩国2003年9月，支持IPv6标准的下一代互联网IMT-2000已经投入商用。韩国IPv6的演进进程分为四个阶段：第一阶段(2001年以前)，建立IPv6试验网，开展验证、运行和宣传工作；第二阶段(20022005年)，建立IPv6岛，与现有IPv4大网互通，在IMT-2000上提供IPv6服务；第三阶段(20062010年)，建立IPv6大网，原IPv4大网退化为IPv4岛，与IPv6大网互通，提供有线和无线的IPv6商用服务；第四阶段(2011年以后)，演变成一个单一的IPv6网。2.2 国内下一代互联网部署现状l CNGI和CERNET2在国外以美国为代表的西方发达国家相继启动各自的下一代互联网研究计划的同时，我国起动了一系列和下一代互联网研究相关的项目，1998年，教育部建设了CERNET-IPv6试验网、国家自然科学基金委员会资助建设了“中国高速互联研究试验网络（NSFCNET）”、“863”计划在“九五”期间资助研制了CAINONET、“863”计划在“十五”期间还重点支持了IPv6核心技术开发、IPv6综合试验环境和3Tnet高性能宽带信息示范网重大专项、中科院开展了“IPv6关键技术及城域示范网”的建设和示范工作。2002年1月，在原国家计委的组织下启动了“下一代互联网中日IPv6合作项目”。2003年8月经国务院批准，我国下一代互联网示范项目（CNGI）正式启动。此项目由国家发展改革委等八个部委共同组织，六大全国性网络运营商（CERNET、中国电信、中国移动、中国联通、中国网通和中国铁通）、清华大学、北京大学、中国科学院等一百多所高校和研究单位以及华为公司、中兴通讯、清华比威、Cisco等几十个网络设备制造商通力合作和参与，是我国信息网络科研开发和工程试验的重大探索，成为我国下一代互联网发展进程的一个里程碑。CNGI由CNGI示范网络、CNGI技术试验和重大应用示范以及CNGI技术开发与推广应用三大部分组成。2004年12月25日，由国家发改委等八大部委联合组织联合宣布我国第一个下一代互联网示范网（CNGI）CERNET2主干网正式开通。该网络是全球最大的纯IPv6为核心的下一代互联网。以此作为标志，我国以IPv6为核心的下一代互联网正式进入了实质性发展阶段，IPv6网络的建设在中国开始变得炙手可热4。（如图2.1所示）l 重庆在重庆，“IPv6网络关键技术研究和城域示范系统”于2004年6月22日通过专家组验收。该项目由中国科学院声学所、计算所专家与重庆网通、重庆大学紧密合作，历时3年，建成IPv6城域示范系统。目前，已有龙湖花园、重庆大学等单位接入。图2.1 CERNET2网络结构图l 上海在下一代互联网基础建设方面，上海市走在全国的前列。在2005年1月15日，上海成功开通了地区性的IPv6互联网下一代上海教育与科研计算机网。国家下一代互联网示范工程（CNGI）也在上海设置国内交换中心（6IX），CERNET2、中国电信、中国移动、中国联通和中国网通等运营商的核心主干网都在上海设立了核心接点。2010年的世博会，也在推进IPv6在上海的应用，根据上海世博局提供的信息，世博会将引进将建设下一代的IPv6数据网，充分借助信息化的手段，为游客服务。l 南京在南京，早在2004年10月，南京10余高校就联合建立了南京高校IPv6实验网。实验网采用环型加星型的网络结构，在整个南京市设立了4个城市核心节点，主干带宽为1G，各高校通过千兆线路连接到核心节点，从而形成了一个纯IPv6的实验网5。l 上海交通大学上海交通大学是最早加入CERNET IPv6实验网的节点之一，同时作为下一代上海教育和科研计算机网SHNET2的网络中心。1999年11月，CERNET-Nokia联合开展IPv6方面的合作研究，利用NokiaIP650路由器实现试验床到国家网络中心的互连，上海交大以6over4隧道的方式连接IPv6 TestBed backbone，并承担其中ipv6 mail/dns的研究子项目。2003年3月从CERNET申请地址段2001:250:6000:/48。2003年4以BGP4+(AS65010)将上述地址联入CERNET网络中心。2004年4月启动下一代互联网中日IPv6合作项目，上海交大作为全国三个地区主干节点之一，承担了CJ上海IPv6城域网建设和相关应用项目的开发工作。2004年底启动的CERNET2 25个主节点的互连，上海交大IPv6校园网正式接入CERNET2。现已开通多种网络应用服务，如：BBS、FTP、WWW、Video、Tunnel Broker等。l 北京大学北京大学作为CERNET华北地区主节点之一，长期以来一直承担着华北地区几十所高校到CERNET的接入工作。2004年12月，北京大学成为CERNET2核心节点之一，部署了支持IPv6的核心路由器和边界路由器，为希望接入CERNET2的院校提供服务。同时，为了给本校师生提供支持IPv6的实验环境，为校内部分单位完成了IPv6环境的直接接入，并建立了6to4隧道，供全校师生了解IPv6。l 复旦大学复旦大学目前有三条IPv6接入线路：CERNET2、N-SHERNET以及CJ-IPv6示范网，均为核心节点之一。复旦大学在2003年和2004年分别申请IPv6地址2001:250:6001:/48和2001:251:7805:/48，并分别于2004年5月接入CJ-IPv6试验网、12月接入CERNER2、2005年1月接入N-SHERNET。在下一代网络的研究和部署中，采用与IPv4网络共存及平滑迁移的策略，包括对移动IP、QoS及安全性的支持等，并充分拓展了IPv6的网络应用领域，目前已在开展基于CNGI的应用研究。目前已建设了12个纯v6或者v4/v6双栈应用演示系统。第三章 IPv6校园网设计原理3.1 设计原则（1）开放性满足教学、科研和测试的需求，建成开放的公共试验平台。（2）高起点坚持高起点，研究、开发采用下一代互联网的体系结构和相应协议，一代互联网应用。（3）充分利用已有资源避免重复建设，充分利用已有资源，结合日益进步的科技新技术，制经济效益的解决方案，在满足需求的基础上，充分保障投资效益。（4）高性能性和先进性网络设备必须具备高速处理能力，保证网络的高吞吐能力，系统应有性的，能够根据实际要求升级。（5）高可靠性网络要求具有高可靠性、高稳定性和足够的冗余，提供拓扑结构及设余和备份。为防止局部故障引起整个网络系统瘫痪，在网络骨干上要提供路和冗余。（6）安全性保证网络系统和各层应用系统安全运行。安全包括4个层面：网络安系统安全、数据库安全、应用系统安全。设备须支持防火墙、VLAN、数据技术，具有防止和控制病毒传播的功能。（7）可扩展性考虑到信息点数目相对稳定，可扩展性主要体现在网络设备的性能升（8）可管理性支持网络管理和监测软件，可以实时远程管理网络设备，分析和排除减少网络运营时的管理和维护负担。3.2 总体框架校园网网络和信息系统项目的总体结构如图3.1所示。其中，通信基础设施为计算机网提供了承载平台，为计算机网络提供了物理层的保证，计算机网络为教育应用提供信息传输与交换平台，安全保障体系和运行管理体系是支撑网络与应用的重要支柱。（如图3.1所示）图3.1校园网网络和信息系统的总体结构3.3 网络设计3.3.1 网络层次划分在网络设计中，通常采用TCP/IP网络体系结构，网络层次会划分为三层：核心层、汇聚层和接入层，下面简单描述这三层的功能：l 核心层核心设备由于其位置和性能要求决定了其具有全线速转发设计，高带宽链路，多种冗余特性和丰富路由功能等特点。核心设备通常实现流量的线速转发，负载分担、路由控制等功能。l 汇聚层位于核心和接入层之间，汇聚层通常是主干网络的边缘，承担汇聚用户流量，实现流量控制，负载均衡，ACL限制，路由策略等功能，汇聚层作为用户IP子网的缺省网关，有较重的负载；汇聚层同时作为动态路由协议的边缘。l 接入层接入层处于网络的最末端，直接连接用户的PC机，实现用户流量的稳定转发。3.3.2 地址规划IP地址是组建网络基本资源，需要根据网络需求进行IP地址分配和子网划分，确定地址分配的原则，进行统一的地址规划、分配和管理。IP地址规划主要涉及到网络资源的利用的方便有效的管理网络的问题，IPv6地址有128位。按照最新的IPv6 RFC3513，IPv6地址分为全球可路由前缀和子网ID两部分，协议并没有明确的规定全球可路由前缀和子网ID各自占的位数，目前从APNIC(亚太网络信息中心，Asia-Pacific Network Information Center)能够申请到的IPv6地址空间为/32前缀的地址。IPv6的地址使用方式有两类，一类是普通网络申请使用的IP地址，这类地址完全遵从前缀+接口标识符的IP地址表示方法；另外一类就是取消接口标识符的方法，只使用前缀来表示IP地址。IP地址规划应该是网络整体规划的一部分，即IP地址规划要和网络层次规划、路由协议规划、流量规划等结合起来考虑。IP地址的规划应尽可能和网络层次相对应，应该是自顶向下的一种规划。IP地址的分配和网络组织、路由策略以及网络管理等都有密切的关系，IPv6地址规划目前尚没有主流的规则，具体的IP地址分配通常在工程实施时统一规划实施，可以遵循一些分配原则：l 网络地址的可管理性，地址资源应全网统一分配；l 结合网络拓扑层次结构、路由策略的特点，在有效地利用地址的同时，保证网络的可扩展性、灵活性和层次性；l 注意IP地址的节省，以及未来的可扩充性；l 地址划分应有层次性，便于网络互联，便于路由聚合，简化路由表，缩短路由表长度；l IP地址分配要尽量给每个区域分配连续的IP地址空间；相同的业务和功能尽量分配连续的IP地址空间，有利于路由聚合以及安全控制；l IP地址的规划与划分应该考虑到网络的发展要求，为每个下级网络分配一个具有可扩充性的IP地址段。地址使用兼顾到近期的需求与远期的发展以及网络的扩展，预留相应的地址段。IP地址的分配需要有足够的灵活性，应考虑到现有业务、新型业务以及各种特殊的业务要求、满足各种用户接入的需要；l 充分合理利用已申请的地址空间，提高地址的利用效率。3.3.3 路由策略路由策略的选择是网络连通性的重要保障，路由策略需要保证网络具有相对独立、易于管理等特点，需要考虑内部路由和外部路由两方面内容。目前，主要的路由协议都增加了对IPv6的支持功能，最常用的IPv6路由协议包括静态路由（static）、RIPng（小规模网络的内部路由协议）、OSPFv3和IS-ISv6（大规模网络主干网的内部路由协议）、BGP4+（用来在自治域之间，是外部网关协议，自治域号码应向APNIC申请）。在IPv6相关的路由协议中，无论是新开发的OSPFv3，还是基于IPv4协议扩展的RIPng、IS-ISv6、BGP4+等，都是从相关的IPv4路由协议演变而来的，旨在提供对IPv6的支持，其应用场合、路由思路及优缺点并没有发生根本改变。（1）内部路由协议支持IPv6的内部网关协议有：RIPng、OSPFv3、IS-ISv6协议。从路由协议标准化进程看，RIPng和OSPFv3协议已较为成熟，支持IPv6的IS-IS协议标准草案也已经过多次讨论修改，标准正在形成之中，而且IS-ISv6已经在主流厂家的相关设备得到支持。从协议的应用范围的角度，RIPng协议适用于小规模的网络，RIP是一种距离向量协议，简单易用，但是RIP不适合大规模网络的互联。而OSPF和IS-IS协议可用于较大规模的网络。基于开放性和标准化考虑，域内路由协议可以选择三种方案：静态路由、RIPng、OSP Fv3、IS-ISv6协议。对于大规模的IP网络，为了保证网络的可靠性和可扩展性，内部路由协议（IGP）必须使用链路状态路由协议，只能在OSPF与IS-IS之间进行选择，下面对两种路由协议进行简单的对比。l OSPFv3OSPF是专门为互联网设计的一种自治系统内部的路由协议，基于链路状态的最短路优先算法计算路由，可以支持多种链路度量，如跳数、带宽、时延等。OSPF收敛时间短，在数据包控制和环路管理上有卓越的性能，通过分区实现网络的汇聚功能。OSPF代表了路由协议领域多年的研究和实践的最高水平，适合大型内部路由域。总的来说，由于OSPF发展成熟，厂商支持广泛，已经成为世界上使用最广泛的IGP，尤其在企业级网络，也是IETF推荐的唯一的IGP。其他路由协议所能适应的网络和具备的主要优点，OSPF都能适应。目前在IPv4网络中大量使用的OSPF路由协议版本号为OSPFv2，能够支持IPv6路由信息的OSPF版本称为OSPFv3。OSPFv3是OSPF版本3的简称，主要提供对IPv6的支持，遵循的标准为RFC2740（OSPF for IPv6）。与OSPFv2相比，OSPFv3除了提供对IPv6的支持外，还充分考虑了协议的网络无关性以及可扩展性，进一步理顺了拓扑与路由的关系，使得OSPF的协议逻辑更加简单清晰，大大提高了OSPF的可扩展性。虽然在机制和选路算法并没有本质的改变，但新增了一些OSPFv2不具备的功能。OSPFv3和OSPFv2的不同主要有：u 修改了LSA的种类和格式，使其支持发布IPv6路由信息；u 修改部分协议流程，使其独立于网络协议，大大提高了可扩展性；主要的修改包括用Router-ID来标识邻居，使用链路本地（Link-local）地址来发现邻居等，使得拓扑本身独立于网络协议，与便于未来扩展。u 进一步理顺了拓扑与路由的关系；OSPFv3在LSA中将拓扑与路由信息相分离，一、二类LSA中不再携带路由信息，而只是单纯的描述拓扑信息，另外用新增的八、九类LSA结合原有的三、五、七类LSA来发布路由前缀信息。u 提高了协议适应性；通过引入LSA扩散范围的概念，进一步明确了对未知LSA的处理，使得协议可以在不识别LSA的情况下根据需要做出恰当处理，大大提高了协议对未来扩展的适应性。u IS-ISv6IS-IS是由国际标准化组织ISO为其无连接网络协议CLNP发布的动态路由协议。同BGP一样，IS-IS可以同时承载IPv4和IPv6的路由信息。为了使IS-IS支持IPv4，IETF在RFC1195中对IS-IS协议进行了扩展，命名为集成化IS-IS(Integrated IS-IS)或双IS-IS(Dual IS-IS)。这个新的IS-IS协议可同时应用在TCP/IP和OSI环境中。在此基础上，为了有效的支持IPv6，IETF在draftietf - isis-ipv6-05.txt中对IS-IS进一步进行了扩展，主要是新添加了支持IPv6路由信息的两个TLV(Type-Length-Values)和一个新的NLP ID(Network LayerProtocol Identifier)。TLV是在LSP(Link State PDUs)中的一个可变长结构，新增的两个TLV分别是：u IPv6 Reachability(TLV type 236)：类型值为236(0xEC)，通过定义路由信息前缀、度量值等信息来说明网络的可达性；u IPv6 Interface Address(TLV type 232)：类型值为2