【摘 要】 本文簡要介紹了新一代IP技術的網絡特點,通過分析現有制作、播出局域網的不足,結合IPv6網絡的優勢提出了解決方案。
一. IP協議的應用背景
目前普遍使用的IP協議(Internet Protocol—網際協議)是version 4版本,就是常說的IPv4,發展至今已經有30多年的歷史。IP協議是一個網絡層協議,處于ISO七層協議的第三層,它包含尋址信息和一些控制信息,可以實現數據包在網絡中路由。隨著Internet技術的迅猛發展和規模的不斷擴大,IPv4已經暴露出了許多問題,而其中最重要的一個問題就是IP地址資源的短缺。據有關機構預測,以目前Internet發展的速度來計算,在未來的5到10年間,所有的IPv4地址將分配完畢。雖然,目前已經采取了一些措施來合理利用IPv4地址資源,如CIDR(無類域間選路)和NAT(網絡地址翻譯)技術,但這些都不能從根本上解決問題。
二. IPv6在電臺播出、錄制局域網中的應用
1.IPv6簡介
IPv6是基于IPv4的最新版本,IPv6也被稱為下一代IP或Ipng,是由IETF提出的,用于替代當前IPv4的IP協議。IPv4和IPv6都是關于介質層的去復用技術。例如:在IPv4中,IP地址為32位長,以4個兩位十六進制數字表示,也常常以4個0至255間的數字表示,數字間以小數點間隔,IPv4地址的基本表達方式是X.X.X.X,而在IPv6中,地址長度為128位,IPv6地址的基本表達方式是X:X:X:X:X:X:X:X,其中X是一個4位十六進制整數(16位);在IPv6中,在以太網上傳送數據包的type標識是86DD(十六進制),而IPv4中在IPv6中是0800。
目前在電臺的播出、錄制局域網內使用的網絡設備和IP地址也都是基于IPv4的。
2.IPv4與IPv6的比較
IPv6彌補了IPv4中存在的很多不足之處,其中包括有限的可利用的IPv4地。IPv6主要優點在于:
(1)為全球網絡設備提供3.40*10^38個地址;
(2)即插即用配置,DHCP可有可無;
(3)不需要廣播,通過組播和任意播提供更好的網絡帶寬效用;
(4)為所有類型的應用提供更好的QOS支持;
(5)為數據和控制數據包提供本地信息安全框架,可以改進虛擬專用網(VPN)的互操作性,包括數據的加密與對于所傳輸的加密數據和未加密數據進行的身份驗證,網絡中用戶可以對網絡層的數據進行加密并對IP報文進行校驗;
(6)功能強大并具有良好的擴展性的IP頭部;
(7)通過快速移交,增強靈活性,提供更好的路由優化和分層移動,即維護更小的路由表。
下面的表格著重就IPv6和IPv4的特征作了比較:
通過以上的對比我們發現,雖然IPv6的產生是為了解決IP地址不足的問題,但是IETF制定IPv6標準的時候已經考慮到現有IPv4標準的缺陷,為將來的NGN和3G的應用做好了充分的準備,特別是在安全性、QoS保證方面和流媒體能力。這些特性,對于提高電臺的制作、播出系統的網絡可靠性和安全性是有很大幫助的。
3.現有IPv4內部網的結構及缺點
現有的播出制作網與電臺辦公網是物理隔離的,這就導致所有的音頻資料都必須在每套節目特定的錄音工作站上,將其拷貝到服務器上后,才能在播出工作站上播出。而如果采編人員在外地制作的節目,也必須通過存儲設備將音頻資料帶回后,再將音頻資料通過錄音工作站導入到服務器上,這些過程都會導致采訪資料無法及時播出。
以上的操作過程都是基于安全性的考慮,而這種安全性的問題正是由于IPv4協議自身的缺陷產生的,另一方面從外地將音頻資料通過網絡進行傳送,也涉及到如何保證拷貝速率的問題—即QoS問題。如前所述,這些問題都可以通過使用IPv6的新特性來解決。
當網絡升級到IPv6后,在外地制作音頻資料后,編輯人員可以通過VPN在外地撥入到電臺的內部內部網,將音頻資料通過錄音工作站導入到服務器。
4.從現有網絡升級到IPv6的過程
目前,從IPv4過渡到IPv6的方法有3種:兼容IPv4的IPv6地址、雙IP協議棧和基于IPv4隧道的IPv6。兼容IPv4的IPv6地址就是將IPv6地址的高96位填為0,低32位填為IPv4的地址,一個IPv6節點與一個IPv4節點可以使用這種地址在IPv4網絡中通信,這種方式主要應用于使IPv6節點運行于IPv4網絡。雙IP協議棧是在一個系統(如一個主機或一個路由器)中同時使用IPv4和IPv6兩個協議棧。這類系統既擁有IPv4地址,也擁有IPv6地址,因而可以收發IPv4和IPv6兩種IP數據包。基于IPv4隧道的IPv6是一種更為復雜的技術,它是將整個IPv6數據包封裝在IPv4數據包中,由此實現在當前IPv4網絡中的IPv6節點與IPv4節點之間的IP通信。
IPv6網絡要求連接到網絡的所有設備都必須支持IPv6。簡單說,這些設備分為兩大類:網絡主機和網絡設備。網絡主機就是個人計算機或大型計算機系統。不論是哪類設備,IP協議棧都要升級到IPv6。路由器必須升級到IPv6,尤其是將IPv4網絡連接到IPv6網絡的路由器必須實支持IPv6。
因此,在內部網的改造過程中我們可以采用先將內部網都改造為IPv6,在外部出口使用IPv6到IPv4的轉換與公網相連。當公網全部升級為IPv6后,內網與公網就可以統一使用IPv6連接。這樣既可以保證網絡的平滑升級,又降低升級的風險。
對圖1分析發現,現有的內部網中主要包括播出工作站、錄制工作站、服務器和交換機等網絡單元(簡稱網元),因此如果要將內部網升級到IPv6,必須針對每個網元分別考慮。同時為了將內部網與員工的辦公網相連,還需要將交換機與路由器相連以達到制作、播出內部網與員工辦公網的互聯互通。
基于以上考慮可以得到如下的升級后的網絡結構圖:
對網絡單元升級的實際操作:
(1)操作網元的升級:現有的播出工作站、錄制工作站、服務器使用的都是win2000操作系統,而win2000還不支持IPv6協議棧。因此需要從微軟的網站下載IPv6協議軟件包,它是一個自解壓文件,雙擊軟件包文件將其解壓到本地目錄,運行解壓目錄中的setup.exe -x,使用文本編輯器打開目錄中的hotfix.ini文件,將[VERSION]段中NTServicePacketVersion=256改為1024并保存,運行目錄中的hotfix.exe,然后重啟計算機。在“網上鄰居”—>“屬性”雙擊“本地連接”,在“屬性”—>“Microsoft網絡客戶端”—>“安裝”—>“協議”—>“添加”—>“Microsoft IPv6”中安裝IPv6協議即可,最后在工作和服務器進行相應設置即可。對IPv6協議棧的安裝、設置與原來windows TCP/IP協議棧是基本相同的。此外對于不同win2000的SP版本,IPv6協議棧的安裝過程稍有不同,但都可以在微軟的網站上獲得相應的幫助信息。安裝后可以使用ping::1命令來驗證IPv6是否正確安裝。
(2)交換網元的升級:交換網元工作在ISO七層協議的第二層(數據鏈路層),對IP協議是不敏感的,因此不需要更換。但如果交換網元是可網管的交換機,就不許升級其相應的軟件,使其協議棧也可以支持IPv6,以便實現網管功能。
(3)路由網元的升級:對于與外網相連的路由器,由于現有的公網仍然使用IPv4,因此路由器需要支持IPv4/IPv6雙棧。
三. 總結及展望
本文對現有制作、播出局域網的升級和改造,均是結合當前網絡結構的特點,將現有的網絡平滑升級到IPv6。IPv6替代IPv4是In