基于packet tracer的IPV4/IPV6双协议栈的网络设计与仿真

摘要：文章讨论了IPV6协议的概念，如寻址和地址分配，RIPng路由协议以及IPV4与IPV6网络连接的双协议栈技术。利用Packet Tracer 仿真软件对网络拓扑进行了设计，通过在网络设备中部署双协议，实现了IPv4与IPV6网络的互通。

关键词：IPV6 IPV4 双协议栈 模拟器 RIPng

中图分类号：TP393.04 文献标识码：A 文章编号：1007-9416（2013）03-0188-02

1 引言

随着网络应用在全球迅猛发展，网络技术人才需求量在不断增加。高等学校在开展网络技术人才培养和开展网络技术研究方面普遍存在购买实验设备经费紧缺等方面的困难，另外计算机网络设备成本高、更新快，使得在网络技术的教学和科研工作方面容易存在理论和实践脱节的现象。Packet Tracer[1]是一款常用的路由器、交换机仿真软件，为网络技术的教学和科研工作提供了手段和帮助。文章探讨了利用软件Packet Tracer来仿真基于双协议栈互连的双网络环境。

2 建模设计与仿真

双协议栈互连机制在网络的每个节点上实现了IPV4和IPV6两种协议，每个实现双协议栈的节点都有两个地址，IPv4地址和IPv6地址[2]。该机制容易实现并且在许多的网络设备中获得了支持，当然，双协议栈也导致网络设备需要分别应用于IPV4和IPV6的两个路由表以及运行相应的路由算法。

2.1 网络的拓扑结构建模

该网络的拓扑分为三个部分，右边是IPV4网络，左边是IPV6网络，中间是IPV4/IPV6双协议栈网络，具体的拓扑结构如图1所示。

2.2 网络环境配置

2.2.1 地址的配置

在右边的IPV4网络中设备的配置（如图1中的PC2、路由器R2的Fa0/0接口）同一般的IPV4中的配置一样；在IPV6网络中的设备（如图1中的PC0、路由器R0的Fa0/0接口）要配置相应的IPV6地址，在PC0中要配置IPV6网关；在IPV4/IPV6双协议栈网络要配置IPV4和IPV6两个地址，在PC1上要分别配置针对IPV4和IPV6的网关。

2.2.2 IPV4路由配置

针对IPV4和IPV6要分别配置相应的路由，文章对IPV4采用RIPV2路由协议，RIPv2属于无类路由协议，支持VLSM；对IPV6采用RIPng路由协议。以路由器R0为例，R1和R2可做类似配置。下面为IPV4路由配置。

R0（config）#router rip 启动RIP路由进程

R0（config-router）#version 2 采用RIPV2

R0（config-router）#no auto-summary 关闭RIP路由自动汇总功能

R0（config-router）#network 200.168.18.0 连接的IPV4网络

完成上述配置以后，IPV4网络与IPV4/IPV6双协议栈网络可以互通。

2.2.3 IPV6路由配置

要完成IPV6网络之间的通信，还要部署IPV6路由。以R0的RIPng路由协议配置为例。

R0（config）#ipv6 unicast-routing 启用IPV6流量转发

R0（config）#ipv6 router rip simulation 启用IPV6 RIP路由进程并标识设为simulation

R0（config-if）#ipv6 enable

R0（config-if）#ipv6 rip simulation enable

R0（config-if）#ipv6 address3210：2222：bbbb：2：：2/64 Se0/2/0端口地址

注意在配置中要对所有设置了IPV6地址的接口全部启用ipv6 rip simulation enable。完成上述配置后，IPV6与IPV4/IPV6网络可以互通。

3 测试

3.1 ipv4测试

显示R1的IPV4路由表R1#show ip route

pc2与pc1能相互ping通。pc1>ping 192.168.2.1。

3.2 ipv6测试

显示R1的IPV6路由表R1#show ipv6 route

pc0与pc1能相互ping通。pc0>ping 3210：2222：bbbb：1：：2 ；

对于双协议栈主机在和IPV6主机通信时采用IPV6地址，在和IPV4主机通信时采用IPV4地址，在双协议主机浏览网页时，通常采用DNS来查询地址，若DNS返回的是IPV4地址，双协议栈源主机就使用IPV4地址，若是IPV6地址即采用IPV6地址。

4 结语

双栈机制容易实现，但设备必须支持两种寻址协议（IPv4和IPv6），使得路由表大幅增加，增加了建立路由表的时间。在相当长的时间内，IPv4与IPv6网络共存，通过仿真工具和动手配置使其能相互兼容，学习者和研究者可以加深对IPV4和IPV6网络双协议栈的的理解，也为将来的大批量部署IPv6提供了知识储备。

参考文献

[1]Packet Tracer Help [EB/OL]. .

[2]王浩.IPv4与IPv6相互转换技术研究[J].计算机与数字工程，2010，（01）：114-117.