[发明专利]一种支持IPv4和IPv6双栈混合的网络系统

说明书

本发明提供了一种支持IPv4和IPv6双栈混合的网络结构，属于计算机网络技术领域。该网络结构至少包括：一台支持IPv6的三层交换机，配置为所有VLAN的IPv6的网关；多台不支持IPv6的二层交换机，一台不支持IPv6的三层核心交换机，配置为所有VLAN的IPv4的网关；将IPv6三层交换机连接到三层核心交换机和可访问任意边界二层交换机相连接，交换机间相连的端口配置为TRUNK端口；还包括进行IPv4和IPv6双栈配置的第一服务器和第一PC终端。本发明利用VLAN间通信技术和TRUNK工作原理，结合路由功能特性，实现了支持IPv4和IPv6双栈混合的网络结构。

本申请是申请日为2020年08月26日的、名称为“支持IPv4和IPv6双栈混合的网络结构和组网方法”的中国申请案CN202010867913.9的分案申请。

技术领域

本发明涉及计算机网络技术领域，尤其涉及一种支持IPv4和IPv6双栈混合的网络系统。

背景技术

众所周知，由于IPv4最大的问题在于网络地址资源有限，严重制约了互联网的应用和发展。IPv6的使用，不仅能解决网络地址资源数量的问题，而且也解决了多种接入设备连入互联网的障碍。但是IPv6不可能立刻替代IPv4，因此在相当一段时间内IPv4和IPv6会共存在一个环境中。要提供平稳的转换过程，使得对现有的使用者影响最小，许多企业由于业务原因需要IPv4和IPv6共存的情况，这就需要有良好的转换机制。这就面临了IPv4和IPv6混合网络的通信技术。

目前解决问题的常见主要方法是采用IPv6提供的常见过渡技术，相对成熟的过渡技术有四大类：隧道技术、MPLS穿越技术、网络地址转换技术以及双栈技术。采用隧道技术无需大量IPv6专用路由器设备和链路，可以有效地控制投资。但在IPv4网络上配置IPv6隧道是一个比较麻烦的过程，尤其是隧道数目会随着IPv6孤岛的建设而指数倍增加。因此，采用隧道方案特别是手工隧道时，管理维护的难度可能大大增加。此外，使用隧道技术时，IPv6的流量和原有的IPv4流量之间存在着对带宽和路由器资源(CPU、缓冲和路由表)的抢占现象。另外，将IPv4设备升级到双栈设备的升级和维护费用大。而MPLS穿越技术如果需要提供IPv4和IPv6共存的服务，则需要双控制平面的支持；同时MPLS技术存在较大的难点使得运维配置不那么容易。网络地址转换技术的应用是不得已而为之的下策，能不用最好不用，因为其对性能有较大影响，也制约了网络的扩展性。

使用双栈技术互通性好、易于理解，对过渡支持IPv6网络的过程平滑；是较为理想的方案。常见实现方法如下：假设一个企业局域网参照附图1，从交换层到路由层更换支持IPv6协议配置的设备，那么PC终端(产品测试人员、研发人员)和网络设备、服务器最终同时配置上IPv4和IPv6的网络信息，那么终端肯定是能通过IPv4和IPv6和服务器通信并开展IPv6业务支持的研发工作，但这种实现方式也就涉及了IPv4设备到支持IPv6设备的升级和维护费用大，对硬件的投资必然也加大，对大部分小企业或不打算对现有拓扑设备进行大调整来说是不理想的行为。

因此，研究一种方法使得硬件投资、网络环境更改最小化，当面对实际更复杂的网络环境时，能轻易在局域网中实现IPv4和IPv6双栈混合组网的需求，从而开展相关需同时支持IPv4和IPv6研发业务工作。

现有技术至少存在以下不足：

1.隧道技术，建立隧道麻烦以及维护难度、存在两种协议流量抢占现象，设备升级费用大。

2.MPLS穿越技术，需要双控制平面的支持，实现难度大。

3.网络地址转换技术，当量足够大的时候，对网络性能有较大影响，能不用则不用。

4.双栈技术，常见的实现方法对现有IPv4的设备改动较大，现有设备很多无法作出这样大的改动；另外，投资太大，没有很好地保护企业的原有硬件投资。

发明内容