MSR系列路由器IPv6过渡技术.ppt

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1、2引入引入l IPv6有很多优势l如何在实际中推广？l过渡技术隧道l将逐渐替代IPv43学习目标学习目标l了解了解IPv6过渡的过程过渡的过程l了解几种主要隧道技术的实现原理了解几种主要隧道技术的实现原理l了解几种主要隧道技术的报文转发流程了解几种主要隧道技术的报文转发流程l了解几种主要隧道技术的配置了解几种主要隧道技术的配置学习完本课程，您应该能够：学习完本课程，您应该能够：4课程内容课程内容第一章第一章 IPv6过渡概述过渡概述第二章第二章 隧道技术概述隧道技术概述第三章第三章 几种主要隧道技术几种主要隧道技术第四章第四章 IPv6网络与网络与IPv4网络的互通网络的互通5第一章第一章 I

2、Pv6 过渡技术过渡技术IPv6IPv6孤岛孤岛IPv6IPv6孤岛孤岛IPv6IPv6孤岛孤岛IPv4 IPv4 InternetInternet协议转换协议转换IPv6IPv6孤岛孤岛IPv6IPv6孤岛孤岛IPv6 IPv6 InternetInternetIPv6 IPv6 InternetInternetIPv4IPv4孤岛孤岛IPv4IPv4孤岛孤岛IPv4 IPv4 InternetInternetIPv4IPv4到到IPv6IPv6过渡从网络边缘向核心演进过渡从网络边缘向核心演进6几种过渡技术几种过渡技术l基本过渡机制：基本过渡机制： 双栈双栈:设备升级到设备升级到IPv6的同

3、时保留的同时保留IPv4支持支持;应用程序可以应用程序可以 选择使用选择使用IPv6或或IPv4;协议允许应用逐渐从协议允许应用逐渐从IPv4过渡过渡到到IPv6 隧道隧道:IPv6报文作为报文作为IPv4的载荷的载荷 以上两者可归纳为共存技术以上两者可归纳为共存技术l IPv6与与IPv4互通互通: 如如NAT-PT等提供等提供IPv6与与IPv4互相访问的技术，适互相访问的技术，适用于用于IPv6 Inernet与与IPv4 Internet共存，而两者又需要互相通讯的要共存，而两者又需要互相通讯的要求求l 解决两类过渡问题：解决两类过渡问题： 多个多个IPv6孤岛互连孤岛互连 IPv6和

4、和IPv4互通互通7IPv6与与IPv4的互通的互通l静态静态NAT-PTNAT-PT服务器提供一对一的服务器提供一对一的IPv6地址和地址和IPv4地址的映射地址的映射配置复杂，使用大量的配置复杂，使用大量的IPv4地址地址l动态动态NAT-PTNAT-PT服务器提供多对一的服务器提供多对一的IPv6地址和地址和IPv4地址的映射地址的映射采用上层协议复用的方法采用上层协议复用的方法8双栈：其实是双层双栈：其实是双层ApplicationLayerTCP/UDPIPv6Network Interface LayerTCP/UDPIPv49课程内容课程内容第一章第一章 IPv6过渡概述过渡概述

5、第二章第二章 隧道技术概述隧道技术概述第三章第三章 几种主要隧道技术几种主要隧道技术第四章第四章 IPv6网络与网络与IPv4网络的互通网络的互通10第二章第二章 隧道技术概述隧道技术概述l手动隧道技术手动隧道技术l IPv6IPv6 GREGRE隧道隧道l 手动隧道手动隧道l自动隧道技术自动隧道技术l IPv4IPv4兼容兼容IPv6IPv6自动隧道自动隧道l 6to46to4隧道隧道l ISATAPISATAP隧道隧道l6PE6PE隧道技术隧道技术11其它隧道技术其它隧道技术l6over4使用使用IPv4组播来模拟一个虚拟的物理链路，组播来模拟一个虚拟的物理链路，IPv6的组播地址映射的组

6、播地址映射成成IPv4的组播地址，进而可实现邻居发现。要求主机间的的组播地址，进而可实现邻居发现。要求主机间的IPv4必必须支持组播。用来互连须支持组播。用来互连IPv4网络内隔离的网络内隔离的IPv6主机主机lTeredo使得使得IPv4 NAT设备后的节点可以通过设备后的节点可以通过UDP上的隧道获得上的隧道获得IPv6连连接接l隧道代理（隧道代理（Tunnel Broker）虚拟的虚拟的IPv6 ISP。简化隧道配置，适于。简化隧道配置，适于ISP提供初期的提供初期的IPv6接入接入服务，服务于那些较小的孤立的服务，服务于那些较小的孤立的IPv6站点站点12课程内容课程内容第一章第一章

7、IPv6过渡概述过渡概述第二章第二章 隧道技术概述隧道技术概述第三章第三章 几种主要隧道技术几种主要隧道技术第四章第四章 IPv6网络与网络与IPv4网络的互通网络的互通13第三章第三章 几种主要隧道技术几种主要隧道技术l第一节第一节 IPv6 GRE 隧道隧道l第三节第三节 兼容自动隧道兼容自动隧道l第四节第四节 6to4隧道隧道l第五节第五节 ISATAPISATAP隧道隧道 14IPv6 GRE隧道隧道R12.1.1.1/241.1.1.1/24E1/0E2/0E2/0E1/0R22001:1/642000:1/64interface Ethernet1/0 ip address 1.1

8、.1.1 255.255.255.0interface Ethernet2/0 ipv6 address 2000:0002/64interface Tunnel50 ipv6 address 1000:0001/64 source Ethernet1/0 destination 2.1.1.1 tunnel-protocol greip route-static 2.1.1.0 24 1.1.1.100ipv6 route-static 2001: 64 Tunnel50PC1PC2interface Ethernet1/0 ip address 2.1.1.1 255.255.255.0i

9、nterface Ethernet2/0 ipv6 address 2001:0002/64interface Tunnel50 ipv6 address 1000:0002/64 source Ethernet1/0 destination 1.1.1.1 tunnel-protocol greip route-static 1.1.1.0 24 2.1.1.100ipv6 route-static 2000: 64 Tunnel5015IPv6 GRE隧道隧道R12.1.1.1/241.1.1.1/24R32001:1/64sip 2000:1 dip 2001:1IPv4报头GRE报头I

10、Pv6报头R4IPv4报头GRE报头IPv6报头R2dip 2001:1 sip 2000:1PC1PC2Routing Table : Destinations : 7 Routes : 7 Destination : :1 PrefixLength : 128 Destination : 1000: PrefixLength : 64 NextHop : :1 Preference : 0 NextHop : 1000:1 Preference : 0 Interface : InLoopBack0 Protocol : Direct Interface : Tunnel50 Protoc

11、ol : Direct State : Active NoAdv Cost : 0 State : Active Adv Cost : 0 Tunnel ID : 0 x0 Label : NULL Tunnel ID : 0 x0 Label : NULL Destination : 1000:1 PrefixLength : 128 Destination : 2000: PrefixLength : 64 NextHop : :1 Preference : 0 NextHop : 2000:2 Preference : 0 Interface : InLoopBack0 Protocol

12、 : Direct Interface : Ethernet2/0/1 Protocol : Direct State : Active NoAdv Cost : 0 State : Active Adv Cost : 0 Tunnel ID : 0 x0 Label : NULL Tunnel ID : 0 x0 Label : NULL Destination : 2000:2 PrefixLength : 128 Destination : 2001: PrefixLength : 64 NextHop : :1 Preference : 0 NextHop : 1000:1 Prefe

13、rence : 60 Interface : InLoopBack0 Protocol : Direct Interface : Tunnel50 Protocol : Static State : Active NoAdv Cost : 0 State : Active Adv Cost : 0 Tunnel ID : 0 x0 Label : NULL Tunnel ID : 0 x0 Label : NULL Destination : FE80: PrefixLength : 10 NextHop : : Preference : 0 Interface : NULL0 Protoco

14、l : Direct State : Active NoAdv Cost : 0 Tunnel ID : 0 x0 Label : NULL 16IPv6 GRE隧道隧道lGREGRE隧道是两点之间的链路，每条链路都是一条单独的隧道隧道是两点之间的链路，每条链路都是一条单独的隧道l隧道把隧道把IPv6IPv6作为乘客协议，把作为乘客协议，把GREGRE作为承载协议作为承载协议l必须配置隧道的起点和终点必须配置隧道的起点和终点GREGRE隧道报文封装格式隧道报文封装格式: :IPv4headerGRE HeaderIPv6 HeaderIPv6 PayloadIPv4 Payload17IPv6

15、 GRE隧道隧道18第三章第三章 几种主要隧道技术几种主要隧道技术l第一节第一节 GRE 隧道隧道l第三节第三节 兼容自动隧道兼容自动隧道l第四节第四节 6to4隧道隧道 l第五节第五节 ISATAPISATAP隧道隧道 19Manual 隧道隧道R12.1.1.1/241.1.1.1/24E1/0E2/0E2/0E1/0R22001:1/642000:1/64interface Ethernet1/0 ip address 1.1.1.1 255.255.255.0interface Ethernet2/0 ipv6 address 2000:0002/64interface Tunnel5

16、0 ipv6 address 1000:0001/64 source Ethernet1/0 destination 2.1.1.1 tunnel-protocol ipv6-ipv4ip route-static 2.1.1.0 24 1.1.1.100ipv6 route-static 2001: 64 Tunnel50PC1PC2interface Ethernet1/0 ip address 2.1.1.1 255.255.255.0interface Ethernet2/0 ipv6 address 2001:0002/64interface Tunnel50 ipv6 addres

17、s 1000:0002/64 source Ethernet1/0 destination 1.1.1.1 tunnel-protocol ipv6-ipv4ip route-static 1.1.1.0 24 2.1.1.100ipv6 route-static 2000: 64 Tunnel5020Manual 隧道隧道l手动隧道直接封装手动隧道直接封装IPv6IPv6报文报文lProtocolProtocol：4141IPv4headerIPv6 HeaderIPv6 PayloadIPv4 Payload21Manual 隧道隧道22第三章第三章 几种主要隧道技术几种主要隧道技术l第一

18、节第一节 GRE 隧道隧道l第二节第二节 manual隧道隧道l第三节第三节 l第四节第四节 6to4隧道隧道 l第五节第五节 ISATAPISATAP隧道隧道 23兼容自动隧道兼容自动隧道R12.1.1.1/241.1.1.1/24E1/0E1/0R2interface Ethernet1/0 ip address 1.1.1.1 255.255.255.0interface Tunnel50 ipv6 address :1.1.1.1/64 source Ethernet1/0 tunnel-protocol ipv6-ipv4 auto-tunnelip route-static 2.1

19、.1.0 24 1.1.1.100interface Ethernet1/0 ip address 2.1.1.1 255.255.255.0interface Tunnel60 ipv6 address :2.1.1.1/64 source Ethernet1/0 tunnel-protocol ipv6-ipv4 auto-tunnelip route-static 1.1.1.0 24 2.1.1.10024兼容自动隧道兼容自动隧道l自动获得隧道终端自动获得隧道终端IPv4IPv4地址地址l使用特殊地址：使用特殊地址： IPv4IPv4兼容兼容IPv6IPv6地址地址l内嵌内嵌IPv4I

20、Pv4地址的地址的IPv6IPv6地址地址IPv4IPv4兼容兼容IPv6IPv6地址：用于地址：用于IPv4IPv4兼容兼容IPv6IPv6自动隧道自动隧道IPv4IPv4映射映射IPv6IPv6地址：用于地址：用于IPv6IPv6表示表示IPv4IPv4地址地址00000IPv480位位16位位32位位25兼容自动隧道兼容自动隧道26第三章第三章 几种主要隧道技术几种主要隧道技术l第一节第一节 GRE 隧道隧道l第二节第二节 manual隧道隧道l第三节第三节 兼容自动隧道兼容自动隧道 l第五节第五节 ISATAPISATAP隧道隧道 276to4 隧道隧道l使用一种特殊的地址格式，使用一

21、种特殊的地址格式，称为称为6to4地址地址l具有具有互联互联IPv6网络的能力网络的能力l具备网络扩充的能力具备网络扩充的能力 286to4 隧道隧道R111.0.0.100/2411.0.0.2/24E1/0E2/0E2/0E1/0R22002:B00:64:2:2/642002:B00:2:33:2/64PC1PC2interface Ethernet1/0 ip address 11.0.0.2 255.255.255.0interface Ethernet2/0 IPv6 address 2002:B00:2:33:1/64 interface Tunnel50 IPv6 addres

22、s 2002:B00:2:1:1/64 tunnel-protocol IPv6-IPv4 6to4 source Ethernet1/0IPv6 route-static 2002:B00:64: 48 Tunnel50 interface Ethernet1/0 ip address 11.0.0.100 255.255.255.0interface Ethernet2/0 IPv6 address 2002:B00:64:2:1/64 interface Tunnel60 IPv6 address 2002:B00:64:1:1/64 tunnel-protocol IPv6-IPv4

23、6to4 source Ethernet1/0IPv6 route-static 2002:B00:2: 48 Tunnel60 296to4 隧道隧道IPv4报头sip 11.0.0.2 dip 11.0.0.100 IPv6报头sip 2002:B00:2:33:2 dip 2002:B00:64:2:2 R1R2PC1PC22002:B00:2:33:2/642002:B00:64:2:2/64sip 2002:B00:2:33:2 dip 2002:B00:64:2:2dip 2002:B00:64:2:2 sip 2002:B00:2:33:2306to4 隧道隧道6to4地址的格式

24、如下：地址的格式如下： 也就是也就是2002:a.b.c.d:xxxx:xxxx:xxxx:xxxx:xxxx。其中。其中a.b.c.d是是IPv4地址。这地址。这个内嵌在个内嵌在IPv6地址中的地址中的IPv4地址可用来查找地址可用来查找6to4隧道的其他终点。隧道的其他终点。6to4地址地址的网络前缀有的网络前缀有64位长，其中前位长，其中前48位（位（2002:a.b.c.d）被分配给路由器上的）被分配给路由器上的IPv4地址决定了，用户不能改变，而后地址决定了，用户不能改变，而后16位是由用户自己定义的。这样的位是由用户自己定义的。这样的话，这个边缘路由器后面就可以连接有一组网络前缀不

25、同的网络。话，这个边缘路由器后面就可以连接有一组网络前缀不同的网络。 316to4 隧道隧道6to4中继中继 刚才所说的刚才所说的IPv6网络之间互联要求网络前缀必须是网络之间互联要求网络前缀必须是2002开头的。开头的。但是，但是，6to4网络是作为整个网络的一部分，还需要和其它的纯网络是作为整个网络的一部分，还需要和其它的纯IPv6网络互连。为了解决这个问题，提出了网络互连。为了解决这个问题，提出了6to4中继的概念。中继的概念。其实，这并不是什么新的技术，其实，这并不是什么新的技术，只是利用配置路由的方法实现只是利用配置路由的方法实现了了6to4网络与纯网络与纯IPv6网络的互连。网络的

26、互连。 326to4 隧道隧道6to4中继中继336to4 隧道隧道6to4中继中继34第三章第三章 几种主要隧道技术几种主要隧道技术l第一节第一节 GRE 隧道隧道l第二节第二节 manual隧道隧道l第三节第三节 兼容自动隧道兼容自动隧道l第四节第四节 6to4隧道隧道 35ISATAP 隧道隧道ISATAP RouterISATAP RouterISATAP HostISATAP HostIPv4IPv4ISATAP TunnelIPv6IPv6Prefix:3000:/64Prefix:3000:/64Ipv4 source: 2.2.2.2 路由器请路由器请求求Ipv4 destin

27、ation: 1.1.1.1Ipv6 source: fe80:5efe:0202:0202Ipv6 destination: ff02:2Ipv4 source: 1.1.1.1 路由器通告路由器通告Ipv4 destination: 2.2.2.2Ipv6 source: fe80:5efe:0101:0101Ipv6 destination: fe80:5efe:0202:0202ISATAP prefix:3000:/6436ISATAP隧道隧道R12.1.1.1/241.1.1.1/24E1/0E1/0R2interface Ethernet1/0 ip address 1.1.1.

28、1 255.255.255.0interface Tunnel50 ipv6 address 3002:5EFE:101:101/64 source Ethernet1/0/0 tunnel-protocol ipv6-ipv4 isatapip route-static 2.1.1.0 24 1.1.1.100interface Ethernet1/0 ip address 2.1.1.1 255.255.255.0interface Tunnel60 ipv6 address 3002:5EFE:201:101/64 source Ethernet1/0/0 tunnel-protocol

29、 ipv6-ipv4 isatapip route-static 1.1.1.0 24 2.1.1.10037ISATAP 隧道隧道ISATAP ISATAP 隧道的地址也有特定的格式，它的接口隧道的地址也有特定的格式，它的接口IDID必须如下：必须如下： :0:5EFE:0:5EFE:w.x.y.zw.x.y.z 在这里，在这里，5EFE5EFE是是IANAIANA分配的。分配的。w.x.y.zw.x.y.z 是单播是单播IPv4IPv4地址，地址，它嵌入到它嵌入到IPv6IPv6地址的最后地址的最后3232位里。位里。ISATAPISATAP地址的前地址的前6464位是通过位是通过向向IS

30、ATAPISATAP路由器发送请求来得到的。路由器发送请求来得到的。 与与6to46to4地址类似，地址类似，ISATAPISATAP地址中也有地址中也有IPv4IPv4地址存在，它的地址存在，它的隧道建立也是根据此内嵌隧道建立也是根据此内嵌IPv4IPv4地址来进行的。地址来进行的。 38ISATAP 隧道隧道396PElMPLS/BGP 隧道隧道通过通过IPv4或或MPLS网络连接多个网络连接多个IPv6 孤岛，使用孤岛，使用BGP交换交换IPv6可可达信息达信息IPv6网络可被看作网络可被看作VPN网，多个网，多个IPv6孤岛属于同一孤岛属于同一VPN，利用，利用VPN机制在机制在PE之

31、间建立隧道连接之间建立隧道连接可以充分利用已有可以充分利用已有MPLS或或VPN网络网络MPLS/IPv4MPLS/IPv4网络网络IPv4 VPN纯纯IPv6IPv6网络网络IPv6IPv6IPv6IPv4 VPN40几种隧道技术的对比和小结几种隧道技术的对比和小结地址配置路由支持I P v 6 GRE全球单播地址指定隧道的源和目的静态和动态路由Manual全球单播地址指定隧道的源和目的静态和动态路由6PE任何IPv6地址BGP连接所确定隧道MP-BGP6to42002:ipaddress:子网号:接口ID/64 只指定隧道的源静态路由和BGP4+ISATAPPrefix:0:5EFE:ip

32、-address 只指定隧道的源静态路由和BGP4+兼容自动0:0:0:0:0:0:ip-address/96 只指定隧道的源静态路由和BGP4+41几种隧道技术的对比和小结几种隧道技术的对比和小结l隧道技术隧道技术l 适用于IPv6部署的初级阶段，网络骨干为IPv4，通过Tunnel技术基于IPv4基础网络互联IPv6孤岛l 建议采用技术有建议采用技术有l manual隧道：需手工配置所有隧道，并设置路由，设计简单，无地址限制，但配置及维护较麻烦l 6to4自动隧道：设置简单，策略灵活，但有地址限制，一般可用于互联的IPv4网络内部l ISATAP：主机跨网段连接路由器场合下，需通过IPv6

33、互访的首选技术，配置简单，功能强大l6PE：需要配置MP-BGP连接，走MPLS，开销小，效率高42IPv6网络和网络和IPv4网络互通网络互通l 双栈技术双栈技术同时支持同时支持IPv6和和IPv4协议协议应用程序根据应用程序根据DNS解析地址类型选择使解析地址类型选择使用用IPv6或或IPv4协议协议l优点优点互通性好，实现简单，允许应用逐渐从互通性好，实现简单，允许应用逐渐从IPv4过渡到过渡到IPv6l缺点缺点只适用双栈节点本身只适用双栈节点本身对每个对每个IPv4节点都要升级，成本较大，节点都要升级，成本较大，没有解决没有解决IPv4地址紧缺问题地址紧缺问题IPv6/IPv4应用层应

34、用层IPv4TCP/UDPIPv6链路层链路层43NAT-PT原理原理lNAT-PT的工作原理通过中间的通过中间的NAT-PT协议转换服务器，实现纯协议转换服务器，实现纯IPv6节点和纯节点和纯IPv4节点节点间的互通间的互通NAT-PT服务器分配动态服务器分配动态IPv4地址来标识地址来标识IPv6主机（与主机（与DNS配合）配合）NAT-PT服务器向相邻服务器向相邻IPv6网络宣告网络宣告96位地址前缀信息，用于标识位地址前缀信息，用于标识IPv4主机主机NAT-PT服务器负责服务器负责IPv4-to-IPv6，或，或IPv6-to-IPv4的报文转换的报文转换l 优点优点只需设置只需设置

35、NAT-PT服务器服务器l缺点缺点资源消耗较大，服务器负载重资源消耗较大，服务器负载重44NAT-PT种类种类l静态NAT-PTNAT-PT服务器提供一对一的服务器提供一对一的IPv6地址和地址和IPv4地址的映射地址的映射配置复杂，使用大量的配置复杂，使用大量的IPv4地址地址l动态NAT-PTNAT-PT服务器提供多对一的服务器提供多对一的IPv6地址和地址和IPv4地址的映射地址的映射采用上层协议复用的方法采用上层协议复用的方法l NATP-PT DNS ALG动态动态NAT-PT与DNS ALG联合使用，转换DNS请求可利用原有的DNS服务器45静态静态NAT-PT转换过程转换过程IP

36、v6IPv6网络网络IPv6IPv6主机主机IPv4IPv4主机主机 IPv4IPv4网络网络映射地址：映射地址：2.2.2.3 =1:12.2.2.3 =1:1 2:2 =2.2.2.2 2:2 =2.2.2.2IPv6报头报头+数据数据IPv4报头报头+数据数据1:1 1:1 2.2.2.2 2.2.2.2 NAT-PTNAT-PT转换服务器转换服务器 源：源： 1:1目的：目的：2:2源：源： 2.2.2.3目的：目的：2.2.2.2源：源： 2.2.2.2目的：目的： 2.2.2.3源源 ： 2:2目的：目的： 1:146动态动态NAT-PT转换过程转换过程IPv6IPv6网络网络IP

37、v6IPv6主机主机IPv4IPv4主机主机 IPv4IPv4网络网络IPv4IPv4地址池地址池2.2.2.3-2.2.2.5 2.2.2.3-2.2.2.5 映射地址：映射地址：1:1 =2.2.2.3 1:1 =2.2.2.3 2.2.2.2 =prefix:2.2.2.22.2.2.2 =prefix:2.2.2.2IPv6报头报头+数据数据IPv4报头报头+数据数据1:1 1:1 2.2.2.2 2.2.2.2 NAT-PTNAT-PT转换服务器转换服务器 源：源： 1:1目的：目的：prefix:2.2.2.2源：源： 2.2.2.3目的：目的：2.2.2.2源：源： 2.2.2.

38、2目的：目的： 2.2.2.3源：源：prefix:2.2.2.2目的：目的： 1:147静态静态NATPT典型配置典型配置# 使能NATPT。Quidway-Serial3/0/0natpt enable# 配置IPv4侧报文的静态映射。Quidwaynatpt v4bound static 2.2.2.2 2:2# 配置IPv6侧报文的静态映射。Quidwaynatpt v6bound static 1:1 2.2.2.3# 配置前缀。Quidwaynatpt prefix 2:IPv6IPv6网络网络IPv6IPv6主机主机IPv4IPv4主机主机 IPv4IPv4网络网络1:1 1:1

39、 2.2.2.2 2.2.2.2 NAT-PTNAT-PT转换服务器转换服务器 48动态动态NATPT典型配置典型配置# 配置地址池。Quidwaynatpt address-group 1 2.2.2.3 2.2.2.5# 配置IPv4侧报文的动态映射。Quidwaynatpt v4bound dynamic acl number 1 prefix 2:# 配置IPv6侧报文的动态映射。Quidwaynatpt v6bound dynamic prefix 2: address-group 1# 配置前缀。Quidwaynatpt prefix 2:IPv6IPv6网络网络IPv6IPv6主机主机IPv4IPv4主机主机 IPv4IPv4网络网络1:1 1:1 2.2.2.2 2.2.2.2 NAT-PTNAT-PT转换服务器转换服务器 IPv4IPv4地址池地址池2.2.2.3-2.2.2.5 2.2.2.3-2.2.2.5 49小结小结第一章第一章 IPv6过渡概述过渡概述第二章第二章 隧道技术概述隧道技术概述第三章第三章 几种主要隧道技术几种主要隧道技术第四章第四章 IPv6网络与网络与IPv4网络的互通网络的互通50华为3Com技术有限公司华为3Com公司网址: www.huawei-华为3Com技术论坛网址: forum.huawei-