论文部分内容阅读
摘要：IPv6协议是取代IPv4的下一代网络协议，它具有许多新的特性与功能。域名系统（DNS）是Internet的基础架构，IPv6的新特性也需要DNS的支持。该文从IPv6 DNS的体系结构、IPv6的地址解析、IPv6地址自动配置等几方面对IPv6时代的DNS进行了分析和研究。
关键词：IPv6；域名系统
中图分类号：TP393.04文献标识码：A文章编号：1009-3044(2008)36-2917-01
Domain Name System Base on IPv6 Protocol
FANG Ya-qun
(Jiangsu Food Science College, Huai’an 223003, China)
Abstract: IPv6 protocol is the next generation network protocol to replace IPv4 protocol. It has many new features and functions. Domain Name System (DNS) is the Internet infrastructure. These new features also need the support of DNS. In this article, I analyze and study about the DNS architecture, address resolution and address auto-configuration based on IPv6 protocol.
Key words: IPv6; domain name system
1 引言
域名系统（Domain Name System，简称：DNS）的主要功能是通过域名和IP地址之间的相互对应关系，来精确定位网络资源。IPv6协议是用来取代IPv4的互联网协议。首先，它提供了巨大的地址空间，这实际上是推广IPv6的最大动力。其次，IPv6的地址结构和地址分配采用严格的层次结构，以便于进行地址聚合，从而大大减小了路由器中路由表的规模。再次，IPv6协议支持网络节点的地址自动配置，可以实现即插即用功能。而且，IPv6协议对主机移动性有较好的支持，适合于越来越多的互联网移动应用。另外，IPv6协议在安全性、对多媒体流的支持性等方面都具有超过IPv4的优势。
2 IPV6域名的结构
IPv6网络中的DNS与IPv4的DNS在体系结构上是一致的，都采用树型结构的域名空间。IPv4协议与IPv6协议的不同并不意味着需要单独两套IPv4 DNS体系和IPv6 DNS体系，相反的是，DNS的体系和域名空间必须是一致的，即，IPv4和IPv6共同拥有统一的域名空间。
DNS树形结构中唯一的一个根（Root），用点号“.”表示。根的下一级称为顶级域（Top Level Domain， 简称：TLD），也称一级域。顶级域的下级就是二级域（Second Level Domain, 简称：SLD），二级域的下级就是三级域，依次类推。每个域都是其上级域的子域（Sub Domain），比如 “.net.cn”是”.cn”的子域，而“cnnic.net.cn”既是”net.cn”的子域，同时也是”.cn”的子域。
DNS树上的每一个节点都有一个标识（Label），根节点的标识是“空”（即长度为0），其它节点的标识的长度在1到63字节之间。一个节点的域名是由从这个节点到根节点的路径上的所有标识从左到右顺序排列组成的，标识之间用“.”分隔。例如www.cnnic.net.cn。
3 IPv6地址及其表示方法
IPv6地址长度为128比特，地址按照其传输类型分为3种：
单播地址（Unicast Address）：用来标识单一网络接口。目标地址是单播地址的数据包将发送给以这个地址标识的网络接口。
任播地址（Anycast Address）：用来标识一组网络接口（通常属于不同的节点）。目标地址是任播地址的数据包将发送给其中路由意义上最近的一个网络接口。
多播地址（Multicast Address）：用来标识一组网络接口的标识（通常属于不同的节点）。发送到多播地址的数据包发送给本组中所有的网络接口。在IPv6中没有广播地址（Broadcast Address），用多播地址取代。
其中，单播地址按照地址的传输范围分为可聚合全局单播地址（Aggregatable GlobalUnicast Addresses）、NSAP地址、IPX层次地址、站点本地地址（Site-Local address）和链路本地地址（link-Local address）等。所有的网络接口至少要有一个链路本地地址，同时还可以拥有多个地址（包括单播地址，任播地址和多播地址）。
IPv6的地址在表示和书写时，用冒号将128比特其分割成8个16比特的部分，每个部分包括4位的16进制数字。例如：
1080:0000:0000:0000:0008:0800:200C:123A
4 DNS对IPv6地址层次性的支持
IPv6可聚合全局单播地址是在全局范围内使用的地址，必须进行层次划分及地址聚合。IPv6全局单播地址的分配方式如下：顶级地址聚合机构TLA（即大的ISP或地址管理机构）获得大块地址，负责给次级地址聚合机构NLA（中小规模ISP）分配地址，NLA给站点级地址聚合机构SLA（子网）和网络用户分配地址。IPv6地址的层次性在DNS中通过地址链技术可以得到很好的支持。下面从DNS正向地址解析和反向地址解析两方面进行分析。
4.1 正向解析
首先，“A6”记录方式根据TLA、NLA和SLA的分配层次把128位的IPv6的地址分解成为若干级的地址前缀和地址后缀，构成了一个地址链。每个地址前缀和地址后缀都是地址链上的一环，一个完整的地址链就组成一个IPv6地址。这种思想符合IPv6地址的层次结构，從而支持地址聚合。
其次，用户在改变ISP时，要随ISP改变而改变其拥有的IPv6地址。如果手工修改用户子网中所有在DNS中注册的地址，是一件非常繁琐的事情。而在用“A6”记录表示的地址链中，只要改变地址前缀对应的ISP名字即可，可以大大减少DNS中资源记录的修改。并且在地址分配层次中越靠近底层，所需要改动的越少。
4.2 反向解析
IPv6反向解析的记录和IPv4一样，是“PTR”，但地址表示形式有两种。一种是用 “.”分隔的半字节16进制数字格式（Nibble Format），低位地址在前，高位地址在后，域后缀是“IP6.INT.”。另一种是二进制串（Bit-string）格式，以“\[”开头，16进制地址（无分隔符，高位在前，低位在后）居中，地址后加“]”，域后缀是“IP6.ARPA.”。
总之，以地址链形式表示的IPv6地址体现了地址的层次性，支持地址聚合和地址更改。但由于一次完整的地址解析分成多个步骤进行，需要按照地址的分配层次关系到不同的DNS服务器进行查询。所有的查询都成功才能得到完整的解析结果。这势必会延长解析时间，出错的机会也增加。因此进一步改进DNS地址链功能，提高域名解析的速度才能为用户提供理想的服务。
随着Internet技术的不断发展， DNS不再是仅仅提供传统意义上的简单资源定位，一方面提供类似IPv4 DNS的基础功能，另一方面结合IPv6的新特性，和其它协议有机的结合在一起，提供新的功能，使网络的配置、维护、使用变的更简单更方便。
参考文献:
[1] 蒋亮,郭健.下一代网络移动IPv6技术[M].北京：机械工业出版社, 2005.8.
[2] 张云勇.基于IPv6的下一代互联网[M].北京：电子工业出版社,2004.7.
关键词：IPv6；域名系统
中图分类号：TP393.04文献标识码：A文章编号：1009-3044(2008)36-2917-01
Domain Name System Base on IPv6 Protocol
FANG Ya-qun
(Jiangsu Food Science College, Huai’an 223003, China)
Abstract: IPv6 protocol is the next generation network protocol to replace IPv4 protocol. It has many new features and functions. Domain Name System (DNS) is the Internet infrastructure. These new features also need the support of DNS. In this article, I analyze and study about the DNS architecture, address resolution and address auto-configuration based on IPv6 protocol.
Key words: IPv6; domain name system
1 引言
域名系统（Domain Name System，简称：DNS）的主要功能是通过域名和IP地址之间的相互对应关系，来精确定位网络资源。IPv6协议是用来取代IPv4的互联网协议。首先，它提供了巨大的地址空间，这实际上是推广IPv6的最大动力。其次，IPv6的地址结构和地址分配采用严格的层次结构，以便于进行地址聚合，从而大大减小了路由器中路由表的规模。再次，IPv6协议支持网络节点的地址自动配置，可以实现即插即用功能。而且，IPv6协议对主机移动性有较好的支持，适合于越来越多的互联网移动应用。另外，IPv6协议在安全性、对多媒体流的支持性等方面都具有超过IPv4的优势。
2 IPV6域名的结构
IPv6网络中的DNS与IPv4的DNS在体系结构上是一致的，都采用树型结构的域名空间。IPv4协议与IPv6协议的不同并不意味着需要单独两套IPv4 DNS体系和IPv6 DNS体系，相反的是，DNS的体系和域名空间必须是一致的，即，IPv4和IPv6共同拥有统一的域名空间。
DNS树形结构中唯一的一个根（Root），用点号“.”表示。根的下一级称为顶级域（Top Level Domain， 简称：TLD），也称一级域。顶级域的下级就是二级域（Second Level Domain, 简称：SLD），二级域的下级就是三级域，依次类推。每个域都是其上级域的子域（Sub Domain），比如 “.net.cn”是”.cn”的子域，而“cnnic.net.cn”既是”net.cn”的子域，同时也是”.cn”的子域。
DNS树上的每一个节点都有一个标识（Label），根节点的标识是“空”（即长度为0），其它节点的标识的长度在1到63字节之间。一个节点的域名是由从这个节点到根节点的路径上的所有标识从左到右顺序排列组成的，标识之间用“.”分隔。例如www.cnnic.net.cn。
3 IPv6地址及其表示方法
IPv6地址长度为128比特，地址按照其传输类型分为3种：
单播地址（Unicast Address）：用来标识单一网络接口。目标地址是单播地址的数据包将发送给以这个地址标识的网络接口。
任播地址（Anycast Address）：用来标识一组网络接口（通常属于不同的节点）。目标地址是任播地址的数据包将发送给其中路由意义上最近的一个网络接口。
多播地址（Multicast Address）：用来标识一组网络接口的标识（通常属于不同的节点）。发送到多播地址的数据包发送给本组中所有的网络接口。在IPv6中没有广播地址（Broadcast Address），用多播地址取代。
其中，单播地址按照地址的传输范围分为可聚合全局单播地址（Aggregatable GlobalUnicast Addresses）、NSAP地址、IPX层次地址、站点本地地址（Site-Local address）和链路本地地址（link-Local address）等。所有的网络接口至少要有一个链路本地地址，同时还可以拥有多个地址（包括单播地址，任播地址和多播地址）。
IPv6的地址在表示和书写时，用冒号将128比特其分割成8个16比特的部分，每个部分包括4位的16进制数字。例如：
1080:0000:0000:0000:0008:0800:200C:123A
4 DNS对IPv6地址层次性的支持
IPv6可聚合全局单播地址是在全局范围内使用的地址，必须进行层次划分及地址聚合。IPv6全局单播地址的分配方式如下：顶级地址聚合机构TLA（即大的ISP或地址管理机构）获得大块地址，负责给次级地址聚合机构NLA（中小规模ISP）分配地址，NLA给站点级地址聚合机构SLA（子网）和网络用户分配地址。IPv6地址的层次性在DNS中通过地址链技术可以得到很好的支持。下面从DNS正向地址解析和反向地址解析两方面进行分析。
4.1 正向解析
首先，“A6”记录方式根据TLA、NLA和SLA的分配层次把128位的IPv6的地址分解成为若干级的地址前缀和地址后缀，构成了一个地址链。每个地址前缀和地址后缀都是地址链上的一环，一个完整的地址链就组成一个IPv6地址。这种思想符合IPv6地址的层次结构，從而支持地址聚合。
其次，用户在改变ISP时，要随ISP改变而改变其拥有的IPv6地址。如果手工修改用户子网中所有在DNS中注册的地址，是一件非常繁琐的事情。而在用“A6”记录表示的地址链中，只要改变地址前缀对应的ISP名字即可，可以大大减少DNS中资源记录的修改。并且在地址分配层次中越靠近底层，所需要改动的越少。
4.2 反向解析
IPv6反向解析的记录和IPv4一样，是“PTR”，但地址表示形式有两种。一种是用 “.”分隔的半字节16进制数字格式（Nibble Format），低位地址在前，高位地址在后，域后缀是“IP6.INT.”。另一种是二进制串（Bit-string）格式，以“\[”开头，16进制地址（无分隔符，高位在前，低位在后）居中，地址后加“]”，域后缀是“IP6.ARPA.”。
总之，以地址链形式表示的IPv6地址体现了地址的层次性，支持地址聚合和地址更改。但由于一次完整的地址解析分成多个步骤进行，需要按照地址的分配层次关系到不同的DNS服务器进行查询。所有的查询都成功才能得到完整的解析结果。这势必会延长解析时间，出错的机会也增加。因此进一步改进DNS地址链功能，提高域名解析的速度才能为用户提供理想的服务。
随着Internet技术的不断发展， DNS不再是仅仅提供传统意义上的简单资源定位，一方面提供类似IPv4 DNS的基础功能，另一方面结合IPv6的新特性，和其它协议有机的结合在一起，提供新的功能，使网络的配置、维护、使用变的更简单更方便。
参考文献:
[1] 蒋亮,郭健.下一代网络移动IPv6技术[M].北京：机械工业出版社, 2005.8.
[2] 张云勇.基于IPv6的下一代互联网[M].北京：电子工业出版社,2004.7.