摘要：随着网络信息技术的快速发展，人民群众对于互联网的需求已然成为了常态，在进行日常的生活工作和学习过程中，互联网已经成为了不可或缺的一部分。互联网如果想要将数据进行日常传输工作，则需要互联网协议来支撑。本文章主要针对在目前形势下，基于IPv6网络协议进行计算机网络的设计和实现，并且将IPv6的优点进行分析探讨，在IPv6的前提下，将计算机网络的设计原理和实现步骤从客户端、交换机与IPv6网络协议进行结合分析探讨。

关键词：IPv4；IPv6；计算机网络设计；操作系统；Linux操作系统；

引言

互联网协议第6版——IPv6（Internet Protocol version 6），互联网进行工作的前提是需要基于互联网协议的，因此互联网协议——IPv6充当了互联网进行工作的规范和准则。我们日常所说的“上网”，实际称为国际互联网（Internet）。并且互联网正常工作的前提为基于TCP/IP协议族的，IP作为整个协议族中最为重要的部分，起到了核心作用。其中P代表的是网络层协议，其主要任务就是将源主机的地址与目的主机的地址进行链接，以此来进行数据之间的传输。IPv6的出现将逐步完全代替IPv4，IPv6是随着互联网时代不断发展而产生的，针对IPv4的缺陷和不足，IPv6完美解决了这些问题并且完全可以顺应科技的发展和互联网的趋势。本文针对IPv6环境下计算机网络的搭建原理、客户端配置进程、交换机IPv6功能等多方面进行探究分析，希望能够产生一定的参考借鉴价值。

一、IPv6网络协议对于计算机网络设计与实现的优势

（一）海量的网络地址资源支撑

IPv6网络协议地址为128位，并且可以提供2^128个网络IP地址，这相对于以往使用的IPv4网络地址增加了2^96倍，大大增加了网络地址资源数量，这种数量的网络地址足以为不断暴涨的互联网用户提供充足的地址资源，并且能够做到取之不尽用之不竭，其数目大到无法形容、无法想象。

（二）网络速度的增快

IPv6的出现能够大大简化报文的头部格式，以此将报文转发速度加快提高网络传输速度，并且IPv6能够契合型号更小的路由表进行工作，在路由表中仅用一条记录便可以将一片子网进行表示，这能够有效减短路由器中路由表的长度，以此来将路由器中数据包转发速度进行提升。实际用户在进行使用时，不需要特殊的人工配制，可实现即插即用，极为方便。IPv6的使用能大大提升日常工作使用过程中的网速，这不仅能有效提升办公效率，还能为一部分网络游戏玩家提供更为优质的游戏体验，并且IPv6的使用还能为新型科技——无人机、物联网设备等提供更为优质的远程操控效果。

（三）数据传输更为安全

网络安全问题一直是互联网用户较为关心的话题，网络安全隐患已经不单单是日常使用中的病毒、恶意插件问题了，并且互联网用户对于网络安全性能的要求也愈发严格。IPv6集成了IPSec安全功能，它可以对用户所传输的数据进行加密工作，并且同时对IP报文进行实时检查校准，这大大增加了数据的保密性和严谨性，于很大程度上提高了网络安全性能，降低了网络安全隐患发生概率。并且IPv6不同于以往的协议，它无需进行NAT地址转换，可以做到两点一线的数据链接。所以这对于攻击源的追溯工作起到了极为方便的前提。初次以外，IPv6采取了NDP协议来将IPv4中ICMP控制和ARP功能进行取代，NDP协议的使用能将数据与SEND间的安全性进行保障，为互联网用户营造了更为安全可靠的网络服务。

（四）更为便捷的管理

IPv6实际上是对于DHCP协议的拓展应用，并且IPv6支持网络自动化配置，从而能够将人员手动配置工作进行省去，完美的将人力、时间和精力进行了节约，并且在日常运维过程中，IPv6的网络管理更为方便快捷。

二、基于IPv6的计算机网络设计与实现分析

为了分析IPv6在计算机网络设计和实现的过程，我们使用可以搭载IPv6网络协议的设备进行探讨和研究，以WINDOWS 10系统为客户端操作系统和产自新华三集团的H3C S5130S-28P-EI型号交换机作为搭载设备进行探究分析，IPv6在H3C S5130S-28P-EI_boot.rom与H3C S5130S-28P-EI_nos.img下可以进行所有功能的实现，在进行整套设备的组装时关键点在于IPv4能够将IPv6的功能同效果发挥，包括分配地址、客户端的测试、链接测试、ICMPv6报文、IPv6ND等功能。如果想要实现IPv6的全部功能实现，则需要两台或者两台以上的H3C S5130S-28P-EI交换机设备进行不同网线与console将总体客户端与WINDOWS 10系统进行连接。IPv6协议在计算机网络中需要由客户端和交换机双方共同使用实现。

（一）客户端

在进行IPv6协议安装时，需要注意是由DOS进行对客户端的提示，以此将IPv6in-stall指令进行展开进行的。并且这项指令是通过WINDOWS 10客户端系统下的IPv6协议所决定的，当IPv6协议生效过后就会自动弹出安装成功的指令。在进行IPv6地址分配时，需要通过DOS提示在netsh指令下配置为2007：2与2007：1的IPv6地址。

（二）交换机

在进行对IPv6全部功能的启动过后，可以将H3C S5130S-28P-EI交换机中所有数据包进行快速有效的传输，在H3C S5130S-28P-EI交换机的分配特殊权方式下，遵照全局分配的方式借助IPv6 enable指令对IPv6全部功能进行启动，对于交换机配套端口层面还需要注意要对虚拟接口进行相对应的IPv6地址分配，如此一来便可以将智能交换机的网络连接状况进行测试和管理。

通过特权法进入到全局分配模式后，进入VLANI模式，便可以进行IPv6协议地址的分配。在进行交换机报文过程中，使用交换机上的debug IPv6icmp功能可以进行对报文的查看，其关键点时对于错误信息的汇报状态可以实时有效的追踪和定位，报文可以将IPv6主机与路由器产生错误信息进行反馈。

并且对于ICMP在IPv4到IPv6的更新换代过程中也存在着一定的变化，因此大多数情况下将ICMPv6环境进行定义工作是在RFC1885的环境中开展的。具体的操作步骤为：于交换机中开启ICMPv6开关，然后在相配的PC端进行ping62007：11的指令，如此便可以在交换机中显示ICMPv6数据包的发送情况与接收情况。

三、结论

IPv6可以将IPv4的市场占有率进行占据的主要原因就在于：IPv6抗干扰能力强、稳定性强、便于运维、可移动、耐使用等特点。当下时代使用居多的互联网网络协议为IPv4，它是互联网的核心。但是伴随着时代的发展和科技的进步以及互联网用户的暴增，IPv4显露除了很多的缺陷和问题，例如IPv4地址缺少、安全问题等等。所以新一代的互联网网络协议——IPv6出现了，并且IPv6的出现将完全取代IPv4协议，彻底将IPv4地址不足、网络安全问题等弊端悉数解决，在IPv4进化到IPv6的过程中耗费了相当长的时间，并且还没有完全将技术进行过渡普及，当前仍然需要混合使用过渡技术进行操作，但就目前而言，IPv6网络协议足够全面可行，随着互联网技术的不断发展和通信技术的融会贯通，其网络规模和运用有着极为广泛的发展空间，这可以从根本上将IPv4存在的缺陷和不足进行解决。

参考文献：

[1]赵悦，董宇，程子傲.IPv6校园网构建方案的研究与设计[J].电子世界，2021（02）：9-10.

[2]童建林.可扩展的计算机网络设计软件的设计与实现[J].电脑与信息技术，2019，27（06）：42-44.

[3]葛敬国，弭伟，吴玉磊.IPv6过渡机制：研究综述、评价指标与部署考虑[J].软件学报，2014，25（04）：896-912.

[4]李飞.高校校园计算机网络设计与实现的研究[J].电子制作，2013（07）：141+135.