基于Cisco Packet Tracer模擬器IPv6—over—IPv4隧道實驗設計與實現(xiàn)

張波　劉菲

摘 要：通過介紹IPv6-over-IPv4解決多點tunnel通訊方法理論，借助計算機網(wǎng)絡實驗教學仿真軟件Cisco Packet Tracer 6.1來講解ipv6中的隧道的配置技術(shù)、實驗過程和配置指令。經(jīng)歷了IPv4網(wǎng)絡互通、隧道創(chuàng)建和終端路由協(xié)議三個過程，實現(xiàn)了整合和共存機制對IPv4協(xié)議網(wǎng)絡保持完全的兼容性。實現(xiàn)了多臺設備互聯(lián)互通，并通過實測，豐富了計算機工程組網(wǎng)中路由配置實驗教學內(nèi)容。

關(guān)鍵詞：Cisco Packet Tracer；6to4；隧道傳輸

中圖分類號：TP393.4 文獻標識碼：A

Abstract：The article describes the IPv6 method based on the theory of tunnel communication method，IPv6-over-IPv4 tunnel experimental design，achievement and configuration directives based on Cisco Packet Tracer 6.1 simulator.Through the interworking of IPv4 network，routing protocol and terminal tunnel.To achieve the integration and coexistence mechanism maintains full compatibility on IPv4 network protocol.Several devices can interconnection after the real test experiment.Enrich the routing configuration networking Computer Engineering Experimental Teaching Content.

Keywords：Cisco Packet Tracer；IPv6-over-IPv4；tunnel

1 引言（Introduction）

隨著智能硬件產(chǎn)品不斷涌入日常生活，基于IPv4的互聯(lián)網(wǎng)不得不面臨地址緊缺的問題。IPv6技術(shù)不斷融入硬件產(chǎn)品，課程實踐教學中，模擬IPv6地址通過隧道機制混入IPv4地址的互聯(lián)網(wǎng)中成為重要教學知識點。在教學過程中，關(guān)于Cisco模擬器6to4的隧道實驗參考偏少或無法完全實現(xiàn)，本文拋磚引玉擬采用隧道機制的一種基本方法來完善ipv6的教學實驗。IPv6主機或者由IPv6主機、服務器和路由器組成的島嶼使用IPv4路由域作為傳輸層，以到達其他的IPv6孤島和IPv6網(wǎng)絡。當網(wǎng)絡、連接和基礎設施中不可能獲得純IPv6連接性時，IPv4基礎設施上的IPv6隧道傳輸才被認為是一種可供選擇的方法。

2 隧道（Tunnel）

2.1 隧道傳輸工作原理

IPv4中IPv6的數(shù)據(jù)包進行數(shù)據(jù)傳輸時，原始端到端IPV6會話的源和目的IPV6地址包頭信息和有效載荷是不被修改的。解決的方法是在原始IPV6數(shù)據(jù)包前面加上了一個包含著隧道端點的源和目的IPv4地址信息的包頭。在隧道的每個端點上，執(zhí)行IPv6數(shù)據(jù)包的IPv4封裝和解封裝IPv6數(shù)據(jù)包。隧道兩端的路由設備必須同時支持IPv4協(xié)議和IPv6協(xié)議（雙棧）。

2.2 6to4 隧道傳輸參數(shù)

首先啟用配置隧道的接口編號，然后需要確定用作隧道接口源地址的本地IPv4地址端口。Tunnel destination命令確定隧道終點的目的IPv4地址，目的IPv4地址是隧道的遠端，然后給隧道接口靜態(tài)分配一個IPv6地址和前綴長度，最后定義隧道接口的類型是配置隧道。

3 實驗設計與實現(xiàn)（Experimental design andachievement）

3.1 配置要求

Cisco Packet Tracer Instructor 6.1模擬器（IOS固件升級到15.1）可進行IPv6等相關(guān)配置。因無法執(zhí)行tunnel mode ipv6ip命令所以未采用5.3版本的模擬器。如圖1所示，采用了模擬器中經(jīng)典1841路由器三臺，交換機2950-24交換機兩臺，終端PC機兩臺。此拓撲圖中，自適應交換機是為擴展終端而做的假設，通過改變終端設備IPv6地址即可不斷擴展。注意各路由器端口及連接。表1為圖1拓撲圖中各路由器端口IPv6地址。

3.2 6to4 隧道傳輸

（1）IPv4網(wǎng)絡互通

如表1所示，R1的F0/0和F0/1端口都采用了IPv4地址，R2及R3的F0/1端口也同樣采用了IPv4地址。為實現(xiàn)IPv6的隧道傳輸實驗，首先應保證R1、R2和R3的IPv4網(wǎng)絡是通的，可采用的路由協(xié)議很多，如路由選擇信息協(xié)議路由協(xié)議配置指令。

如圖2所示，對于R2路由器，啟用IPv6后，先配置隧道的接口編號tunnel 0；然后需要確定用作隧道接口源地址的f0/1端口；tunnel destination命令確定隧道終點的目的IPv4地址R3的F0/1地址；給隧道tunnel0接口靜態(tài)分配一個IPv6地址2001：10：：2和前綴長度64，最后定義隧道接口的類型是配置隧道類型。對于R3路由器，采用類似的配置指令，注意tunnel destination命令確定隧道終點的目的IPv4地址R2的F0/1地址。

（3）終端路由協(xié)議

PC1的IPV6和PC2的IPv6網(wǎng)絡之前目前還是不能直接通信，因為他們彼此之間還無路由信息，啟用R2和R3的F0/0端口以及tunn0通道還需使用路由協(xié)議。如靜態(tài)路由協(xié)議、路由選擇信息協(xié)議（RIPng）或開放最短路徑優(yōu)先協(xié)議（OSPF）等。若采用路由選擇信息協(xié)議（RIPng），R2路由器應配置以下指令。對于R3路由器，應采用類似的配置指令。經(jīng)測試，PC1和PC2可以互通，實現(xiàn)網(wǎng)絡路由互聯(lián)通信。

4 結(jié)論（Conclusion）

本文采用Cisco Packet Tracer 6.1仿真軟件對6to4隧道實驗進行了設計和實現(xiàn)，經(jīng)歷了IPv4網(wǎng)絡互通、隧道創(chuàng)建和終端路由協(xié)議三個過程，實現(xiàn)了整合和共存機制對IPv4協(xié)議網(wǎng)絡保持完全的兼容性。以仿真軟件中的三臺路由器、兩臺交換機和兩臺終端設備來模擬IPv6地址終端融合到傳統(tǒng)IPv4網(wǎng)絡，采用了一種6to4隧道解決方案實現(xiàn)了融入IPv4網(wǎng)絡，豐富了計算機網(wǎng)絡教學中IPv6實驗案例不足。

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