摘要：IPv6協(xié)議是取代IPv4的下一代網(wǎng)絡(luò)協(xié)議，它具有許多新的特性與功能。域名系統(tǒng)（DNS）是Internet的基礎(chǔ)架構(gòu)， IPv6的新特性也需要DNS的支持。因此，DNS勢必要升級以滿足IPv6的需求。本文從IPv6 DNS的體系結(jié)構(gòu)、IPv6的地址解析、IPv6地址自動配置和即插即用、IPv4到IPv6的過渡等幾方面對IPv6時代的DNS進(jìn)行了分析和研究。
關(guān)鍵詞：IPv6 域名系統(tǒng)
一． 簡介
域名系統(tǒng)（Domain Name System，簡稱：DNS）的主要功能是通過域名和IP地址之間的相互對應(yīng)關(guān)系，來定位網(wǎng)絡(luò)資源，即：根據(jù)域名查詢IP地址，反之亦然。DNS是當(dāng)今Internet的基礎(chǔ)架構(gòu)，眾多的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)（如Http，F(xiàn)tp，Email等等）都是建立在DNS體系基礎(chǔ)之上的。權(quán)威人士指出："一旦你理解了 DNS，你才真正懂得了Internet"。因此，DNS的重要性是不言而喻的。
IPv6協(xié)議是用來取代IPv4的互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議。IPv6具有很多優(yōu)點。首先，它提供了巨大的地址空間，這實際上是推廣IPv6的動力。其次，IPv6 的地址結(jié)構(gòu)和地址分配采用嚴(yán)格的層次結(jié)構(gòu)，以便于進(jìn)行地址聚合，從而大大減小了路由器中路由表的規(guī)模。再次，IPv6協(xié)議支持網(wǎng)絡(luò)節(jié)點的地址自動配置，可以實現(xiàn)即插即用功能。而且，IPv6協(xié)議對主機(jī)移動性有較好的支持，適合于越來越多的互聯(lián)網(wǎng)移動應(yīng)用。另外，IPv6協(xié)議在性、對多媒體流的支持性等方面都具有超過IPv4的優(yōu)勢。 admin5.com
IPv6網(wǎng)絡(luò)中的DNS非常重要，一些IPv6的新特性和DNS的支持密不可分。本文從IPv6 DNS的體系結(jié)構(gòu)、IPv6的地址解析、IPv6地址自動配置和即插即用、IPv4到IPv6的過渡等幾方面對IPv6時代的DNS進(jìn)行了分析和研究。
二． IPv6域名系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)
IPv6網(wǎng)絡(luò)中的DNS與IPv4的DNS在體系結(jié)構(gòu)上是一致的，都是采用樹型結(jié)構(gòu)的域名空間。（如圖1所示）IPv4協(xié)議與IPv6協(xié)議的不同并不意味著需要單獨(dú)兩套IPv4 DNS體系和IPv6 DNS體系，相反的是，DNS的體系和域名空間必須是一致的，即，IPv4和IPv6共同擁有統(tǒng)一的域名空間。在IPv4到IPv6的過渡階段，域名可以同時對應(yīng)于多個IPv4和IPv6的地址。以后隨著IPv6網(wǎng)絡(luò)的普及，IPv6地址將逐漸取代IPv4地址。
圖1的最上方是DNS樹形結(jié)構(gòu)中的一個根（Root），用點號"."表示。根的下一級稱為域（Top Level Domain，簡稱：TLD），也稱一級域。域的下級是二級域（Second Level Domain, 簡稱：SLD），二級域的下級是三級域，依次類推。每個域都是其上級域的子域（Sub Domain），比如 ".net.cn"是".cn"的子域，而"cnnic.net.cn"既是"net.cn"的子域，同時也是".cn"的子域。
DNS樹上的每一個節(jié)點都有一個標(biāo)識（Label），根節(jié)點的標(biāo)識是"空"（即長度為0），其它節(jié)點的標(biāo)識的長度在1到63字節(jié)之間。一個節(jié)點的域名是由從這個節(jié)點到根節(jié)點的路徑上的所有標(biāo)識從左到右順序排列組成的，標(biāo)識之間用"."分隔。例如www.cnnic.net.cn。
DNS的整個域名空間劃分成許多的區(qū)（Zone），見圖1中的橢圓標(biāo)記，數(shù)據(jù)采用分布式存儲。每個區(qū)都有域名服務(wù)器（包括主服務(wù)器和輔服務(wù)器），以資源記錄（Resource Record）的形式來存儲域名信息。資源記錄包括了主機(jī)名（域名）和IP地址的對應(yīng)，以及子域服務(wù)器的授權(quán)等多種類型。
用戶在使用DNS服務(wù)時，可以對不必細(xì)致地了解DNS域名空間的樹型結(jié)構(gòu)體系，只須在設(shè)置網(wǎng)絡(luò)時指定一個DNS服務(wù)器或使用動態(tài)主機(jī)配置（DHCP）等相關(guān)技術(shù)。從而用戶的應(yīng)用程序可以通過操作系統(tǒng)內(nèi)嵌的解析器（Resolver）訪問DNS系統(tǒng)，查詢域名相關(guān)的網(wǎng)絡(luò)資源信息。關(guān)于DNS詳細(xì)的描述可以參考[1][2]。
三． IPv6地址及其表示方法
IPv6地址長度為128比特，地址按照其傳輸類型分為3種[3]：
單播地址（Unicast Address）：用來標(biāo)識單一網(wǎng)絡(luò)接口。目標(biāo)地址是單播地址的數(shù)據(jù)包將發(fā)送給以這個地址標(biāo)識的網(wǎng)絡(luò)接口。 本文來自www.admin5.com
任播地址（Anycast Address）：用來標(biāo)識一組網(wǎng)絡(luò)接口（通常屬于不同的節(jié)點）。目標(biāo)地址是任播地址的數(shù)據(jù)包將發(fā)送給其中路由意義上最近的一個網(wǎng)絡(luò)接口。
多播地址（Multicast Address）：用來標(biāo)識一組網(wǎng)絡(luò)接口的標(biāo)識（通常屬于不同的節(jié)點）。發(fā)送到多播地址的數(shù)據(jù)包發(fā)送給本組中所有的網(wǎng)絡(luò)接口。在IPv6中沒有廣播地址（Broadcast Address），用多播地址取代。
其中，單播地址按照地址的傳輸范圍分為可聚合全局單播地址（Aggregatable Global Unicast Addresses）、NSAP地址、IPX層次地址、站點本地地址（Site-Local address）和鏈路本地地址（link-Local address）等。所有的網(wǎng)絡(luò)接口至少要有一個鏈路本地地址，同時還可以擁有多個地址（包括單播地址，任播地址和多播地址）。
IPv6的地址在表示和書寫時，用冒號將128比特分割成8個16比特的部分，每個部分包括4位的16進(jìn)制數(shù)字，例如
1080:0000:0000:0000:0008:0800:0C:123A
在每個4位一組的十六進(jìn)制數(shù)中，如其高位為0，則可省略。例如將0800寫成800，0008寫成8，0000寫成0。于是 1080:0000:0000:0000:0008:0800:0C:123A可縮寫成1080:0:0:0:8:800:0C:123A。為了進(jìn)一步簡化，規(guī)范中導(dǎo)入了重疊冒號的規(guī)則，即用重疊冒號置換地址中的連續(xù)16比特的0。例如，將上例中的連續(xù)3個0置換后，可以表示成如下的縮寫形式。 1080::8:800:0C:123A。重疊冒號的規(guī)則在一個地址中只能使用一次。例如，地址0:0:0:BA98:7654:0:0:0可縮寫成::BA98:7654:0:0:0或0:0:0:BA98:7654::，但不能記成::BA98:7654::。 本文來自www.admin5.com
另外，可以用"IPv6地址/前綴長度"來表示地址前綴。這個表示方法類似于CIDR中IPv4的地址前綴表示法。這里IPv6地址是上述任一種表示法所表示的IPv6地址，前綴長度是一個十進(jìn)制值，指定該地址中最左邊的用于組成前綴的比特數(shù)。例如，對32比特的前綴10800000（十六進(jìn)制），可以如下表示:
1080::8:800:0C:123A/32
1080::/32
四． DNS對IPv6地址層次性的支持
IPv6可聚合全局單播地址是在全局范圍內(nèi)使用的地址，必須進(jìn)行層次劃分及地址聚合。它的層次結(jié)構(gòu)如下表所示：
其中：
FP（001）：用于可聚合全局單播地址的格式前綴（FP:Format Prefix）（3比特）；
TLA ID：聚合標(biāo)識符（Top-Level Aggregation Identifier）；
RES：為將來使用而保留；
NLA ID：次級聚合標(biāo)識符（Next-Level Aggregation Identifier）；
SLA ID：站點級聚合標(biāo)識符（Site-Level Aggregation Identifier）；
INTERFACE ID： 接口標(biāo)識符；
IPv6全局單播地址的分配方式如下：地址聚合機(jī)構(gòu)TLA（即大的ISP或地址管理機(jī)構(gòu)）獲得大塊地址，負(fù)責(zé)給次級地址聚合機(jī)構(gòu)NLA（中小規(guī)模 ISP）分配地址，NLA給站點級地址聚合機(jī)構(gòu)SLA（子網(wǎng)）和網(wǎng)絡(luò)用戶分配地址。IPv6地址的層次性在DNS中通過地址鏈技術(shù)可以得到很好的支持。下面從DNS正向地址解析和反向地址解析兩方面進(jìn)行分析。 站長網(wǎng),站長資訊
4.1 正向解析
IPv4的地址正向解析的資源記錄是"A"記錄。IPv6地址的正向解析目前有兩種資源記錄，即，"AAAA"和"A6"記錄。其中，"AAAA"較早提出[4]，它是對"A"記錄的簡單擴(kuò)展，由于IP地址由32位擴(kuò)展到128位，擴(kuò)大了4倍，所以資源記錄由"A"擴(kuò)大成4個"A"。"AAAA"用來表示域名和IPv6地址的對應(yīng)關(guān)系，并不支持地址的層次性。
"A6"在RFC2874[5]中提出，它是把一個IPv6地址與多個"A6"記錄建立聯(lián)系，每個"A6"記錄都只包含了IPv6地址的一部分，結(jié)合后拼裝成一個完整的IPv6地址。"A6"記錄支持一些"AAAA"所不具備的新特性，如地址聚合，地址更改（Renumber）等。
首先，"A6"記錄方式根據(jù)TLA、NLA和SLA的分配層次把128位的IPv6的地址分解成為若干級的地址前綴和地址后綴，構(gòu)成了一個地址鏈。每個地址前綴和地址后綴都是地址鏈上的一環(huán)，一個完整的地址鏈組成一個IPv6地址。這種思想符合IPv6地址的層次結(jié)構(gòu)，從而支持地址聚合。
其次，用戶在改變ISP時，要隨ISP改變而改變其擁有的IPv6地址。如果手工修改用戶子網(wǎng)中所有在DNS中注冊的地址，是一件非常繁瑣的事情。而在用 "A6"記錄表示的地址鏈中，只要改變地址前綴對應(yīng)的ISP名字即可，可以大大減少DNS中資源記錄的修改。并且在地址分配層次中越靠近底層，所需要改動的越少。 admin5.com站長資訊
在下例中，節(jié)點host.example.com地址由example.com（SLA）分配， example.com的地址由example1.net（NLA）分配，而example1.net的地址則是由ISP－A.net（TLA）分配。下面的多條記錄組成了一個完整的IPv6 DNS地址鏈。如果example1.net改變ISP，需要改變其DNS中的ISP地址前綴，而它的網(wǎng)絡(luò)用戶example.com則無需改變DNS設(shè)置。
例1：IPv6DNS地址鏈：
$ORIGIN example.com.
host IN A6 64 0:0:0:0:42::1 company.example1.net.
$ORIGIN example1.net.
company IN A6 32 0:0:1:1860:: SUBSCRIBER－X.ISP－A.net
$ORIGIN ISP－A.net.
SUBSCRIBER－X IN A6 0 3ffe:8050::
例2：把例1中的地址翻譯成"AAAA"記錄表示的形式：
$ORIGIN example.com.
host IN AAAA 3ffe:8050:1:1860:0:0:0:0:42::1
4.2 反向解析
IPv6反向解析的記錄和IPv4一樣，是"PTR"，但地址表示形式有兩種。一種是用 "."分隔的半字節(jié)16進(jìn)制數(shù)字格式（Nibble Format），低位地址在前，高位地址在后，域后綴是"IP6.INT."。另一種是二進(jìn)制串（Bit-string）格式，以"["開頭，16進(jìn)制地址（無分隔符，高位在前，低位在后）居中，地址后加"]"，域后綴是"IP6.ARPA."。半字節(jié)16進(jìn)制數(shù)字格式與"AAAA"對應(yīng)，是對IPv4 的簡單擴(kuò)展。二進(jìn)制串格式與"A6"記錄對應(yīng)，地址也象"A6"一樣，可以分成多級地址鏈表示，每一級的授權(quán)用"DNAME"記錄。和"A6"一樣，二進(jìn)制串格式也支持地址層次特性。
總之，以地址鏈形式表示的IPv6地址體現(xiàn)了地址的層次性，支持地址聚合和地址更改。但是，由于一次完整的地址解析分成多個步驟進(jìn)行，需要按照地址的分配層次關(guān)系到不同的DNS服務(wù)器進(jìn)行查詢。所有的查詢都成功才能得到完整的解析結(jié)果。這勢必會延長解析時間，出錯的機(jī)會也增加。因此，需要進(jìn)一步改進(jìn)DNS 地址鏈功能，提高域名解析的速度才能為用戶提供理想的服務(wù)。
五． IPv6中的即插即用與DNS
IPv6協(xié)議支持地址自動配置[6][7]，這是一種即插即用的機(jī)制，在沒有任何人工干預(yù)的情況下，IPv6網(wǎng)絡(luò)接口可以獲得鏈路局部地址、站點局部地址和全局地址等，并且可以防止地址重復(fù)。IPv6支持無狀態(tài)地址自動配置和有狀態(tài)地址自動配置兩種方式。
在無狀態(tài)地址自動配置方式下，需要配置地址的網(wǎng)絡(luò)接口先使用鄰居發(fā)現(xiàn)機(jī)制獲得一個鏈路本地地址。網(wǎng)絡(luò)接口得到這個鏈路本地地址之后，再接受路由器宣告的地址前綴，結(jié)合接口標(biāo)識得到一個全局地址。而有狀態(tài)地址自動配置的方式，如DHCP(動態(tài)主機(jī)配置協(xié)議)，需要一個DHCP服務(wù)器，通過客戶機(jī)/服務(wù)器模式從DHCP服務(wù)器處得到地址配置的信息。
IPv6節(jié)點通過地址自動配置得到IPv6地址和網(wǎng)關(guān)地址。但是，地址自動配置中不包括DNS服務(wù)器的自動配置。如何自動發(fā)現(xiàn)提供解析服務(wù)的DNS服務(wù)器也是一個需要解決的問題[8]。正在研究的DNS服務(wù)器的自動發(fā)現(xiàn)的解決方法可以分為無狀態(tài)和有狀態(tài)兩類。 admin5.com
在無狀態(tài)的方式下，需要為子網(wǎng)內(nèi)部的DNS服務(wù)器配置站點范圍內(nèi)的任播地址。要進(jìn)行自動配置的節(jié)點以該任播地址為目的地址發(fā)送服務(wù)器發(fā)現(xiàn)請求，詢問DNS 服務(wù)器地址、域名和搜索路徑等DNS信息。這個請求到達(dá)距離最近的DNS服務(wù)器，服務(wù)器根據(jù)請求，回答DNS服務(wù)器單播地址、域名和搜索路徑等DNS信息。節(jié)點根據(jù)服務(wù)器的應(yīng)答配置本機(jī)DNS信息，以后的DNS請求直接用單播地址發(fā)送給DNS服務(wù)器。
另外，也可以不用站點范圍內(nèi)的任播地址，而采用站點范圍內(nèi)的多播地址或鏈路多播地址等。還可以一直用站點范圍內(nèi)的任播地址作為DNS服務(wù)器的地址，所有的 DNS解析請求都發(fā)送給這個任播地址。距離最近的DNS服務(wù)器負(fù)責(zé)解析這個請求，得到解析結(jié)果后把結(jié)果返回請求節(jié)點，而不像上述做法是把DNS服務(wù)器單播地址、域名和搜索路徑等DNS信息告訴節(jié)點。從網(wǎng)絡(luò)擴(kuò)展性，性，實用性等多方面綜合考慮，種采用站點范圍內(nèi)的任播地址作為DNS服務(wù)器地址的方式相對較好。
在有狀態(tài)的DNS服務(wù)器發(fā)現(xiàn)方式下，是通過類似DHCP這樣的服務(wù)器把DNS服務(wù)器地址、域名和搜索路徑等DNS信息告訴節(jié)點。當(dāng)然，這樣做需要額外的服務(wù)器。
六． IPv6過渡階段與DNS
在IPv4到IPv6的過渡過程中，作為Internet基礎(chǔ)架構(gòu)的DNS服務(wù)也要支持這種網(wǎng)絡(luò)協(xié)議的升級和轉(zhuǎn)換。IPv4和IPv6的DNS記錄格式等方面有所不同，為了實現(xiàn)IPv4網(wǎng)絡(luò)和IPv6網(wǎng)絡(luò)之間的DNS查詢和響應(yīng)，可以采用應(yīng)用層網(wǎng)關(guān)DNS-ALG結(jié)合NAT－PT的方法[9]，在IPv4 和IPv6網(wǎng)絡(luò)之間起到一個翻譯的作用。例如，IPv4的地址域名映射使用"A"記錄，而IPv6使用"AAAA"或"A6"記錄。那么，IPv4的節(jié)點發(fā)送到IPv6網(wǎng)絡(luò)的DNS查詢請求是"A"記錄，DNS-ALG把"A"改寫成"AAAA"，并發(fā)送給IPv6網(wǎng)絡(luò)中的DNS服務(wù)器。當(dāng)服務(wù)器的回答到達(dá)DNS-ALG時，DNS-ALG修改回答，把"AAAA"改為"A"，把IPv6地址改成DNS-ALG地址池中的IPv4轉(zhuǎn)換地址，把這個 IPv4轉(zhuǎn)換地址和IPv6地址之間的映射關(guān)系通知NAT－PT，并把這個IPv4轉(zhuǎn)換地址作為解析結(jié)果返回IPv4主機(jī)。IPv4主機(jī)以這個IPv4 轉(zhuǎn)換地址作為目的地址與實際的IPv6主機(jī)通過NAT－PT通信。示意如圖2。
對于采用雙協(xié)議棧方式的過渡方法，在DNS服務(wù)器中同時存在"A"記錄和"AAAA"（或"A6"）記錄。由于節(jié)點既可以處理IPv4協(xié)議，也可以處理 IPv6協(xié)議，因此無需類似DNS ALG的轉(zhuǎn)換設(shè)備。無論DNS服務(wù)器回答"A"記錄還是"AAAA"記錄，都可以進(jìn)行通信。
七． 總結(jié)
隨著Internet技術(shù)的不斷發(fā)展，IPv6已經(jīng)離我們越來越近。DNS作為IPv4時代的網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)服務(wù)，對Internet起著重要的作用。在即將到來的IPv6時代，新的協(xié)議和功能要求DNS不再是僅僅提供傳統(tǒng)意義上的簡單資源定位，而是一方面提供類似IPv4 DNS的基礎(chǔ)功能，另一方面結(jié)合IPv6的新特性，和其它協(xié)議有機(jī)的結(jié)合在一起，提供新的功能，使網(wǎng)絡(luò)的配置、維護(hù)、使用變的更加簡單方便，讓用戶感覺到新技術(shù)帶來的新體驗。
參考文獻(xiàn)
[1] P. Mockapetris，RFC1034"DOMAIN NAMES - CONCEPTS AND FACILITIES"，November 1987
[2] P. Mockapetris，RFC1035"DOMAIN NAMES - IMPLEMENTATION AND SPECIFICATION"，November 1987
[3] R. Hinden, RFC2373:"IP Version 6 Addressing Architecture", July 1998
[4] S. Thomson, RFC1886:"DNS Extensions to support IP version 6", December 1995
[5] M. Crawford, RFC2874:"DNS Extensions to Support IPv6 Address Aggregation and Renumbering", July 00
[6] T. Narten, RFC2461:"Neighbor Discovery for IP Version 6 (IPv6)", December 1998
[7] S. Thomson, RFC2462:"IPv6 Stateless Address Autoconfiguration", December 1998
[8] Dave Thaler, draft-ietf-ipngwg-dns-discovery-analysis-00.txt,"Analysis of DNS Server Discovery Mechanisms for
IPv6", July 01
[9] G. Tsirtsis, RFC2766:"Network Address Translation - Protocol Translation (NAT-PT)", February 00
關(guān)鍵詞：IPv6 域名系統(tǒng)
一． 簡介
域名系統(tǒng)（Domain Name System，簡稱：DNS）的主要功能是通過域名和IP地址之間的相互對應(yīng)關(guān)系，來定位網(wǎng)絡(luò)資源，即：根據(jù)域名查詢IP地址，反之亦然。DNS是當(dāng)今Internet的基礎(chǔ)架構(gòu)，眾多的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)（如Http，F(xiàn)tp，Email等等）都是建立在DNS體系基礎(chǔ)之上的。權(quán)威人士指出："一旦你理解了 DNS，你才真正懂得了Internet"。因此，DNS的重要性是不言而喻的。
IPv6協(xié)議是用來取代IPv4的互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議。IPv6具有很多優(yōu)點。首先，它提供了巨大的地址空間，這實際上是推廣IPv6的動力。其次，IPv6 的地址結(jié)構(gòu)和地址分配采用嚴(yán)格的層次結(jié)構(gòu)，以便于進(jìn)行地址聚合，從而大大減小了路由器中路由表的規(guī)模。再次，IPv6協(xié)議支持網(wǎng)絡(luò)節(jié)點的地址自動配置，可以實現(xiàn)即插即用功能。而且，IPv6協(xié)議對主機(jī)移動性有較好的支持，適合于越來越多的互聯(lián)網(wǎng)移動應(yīng)用。另外，IPv6協(xié)議在性、對多媒體流的支持性等方面都具有超過IPv4的優(yōu)勢。 admin5.com
IPv6網(wǎng)絡(luò)中的DNS非常重要，一些IPv6的新特性和DNS的支持密不可分。本文從IPv6 DNS的體系結(jié)構(gòu)、IPv6的地址解析、IPv6地址自動配置和即插即用、IPv4到IPv6的過渡等幾方面對IPv6時代的DNS進(jìn)行了分析和研究。
二． IPv6域名系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)
IPv6網(wǎng)絡(luò)中的DNS與IPv4的DNS在體系結(jié)構(gòu)上是一致的，都是采用樹型結(jié)構(gòu)的域名空間。（如圖1所示）IPv4協(xié)議與IPv6協(xié)議的不同并不意味著需要單獨(dú)兩套IPv4 DNS體系和IPv6 DNS體系，相反的是，DNS的體系和域名空間必須是一致的，即，IPv4和IPv6共同擁有統(tǒng)一的域名空間。在IPv4到IPv6的過渡階段，域名可以同時對應(yīng)于多個IPv4和IPv6的地址。以后隨著IPv6網(wǎng)絡(luò)的普及，IPv6地址將逐漸取代IPv4地址。
圖1的最上方是DNS樹形結(jié)構(gòu)中的一個根（Root），用點號"."表示。根的下一級稱為域（Top Level Domain，簡稱：TLD），也稱一級域。域的下級是二級域（Second Level Domain, 簡稱：SLD），二級域的下級是三級域，依次類推。每個域都是其上級域的子域（Sub Domain），比如 ".net.cn"是".cn"的子域，而"cnnic.net.cn"既是"net.cn"的子域，同時也是".cn"的子域。
DNS樹上的每一個節(jié)點都有一個標(biāo)識（Label），根節(jié)點的標(biāo)識是"空"（即長度為0），其它節(jié)點的標(biāo)識的長度在1到63字節(jié)之間。一個節(jié)點的域名是由從這個節(jié)點到根節(jié)點的路徑上的所有標(biāo)識從左到右順序排列組成的，標(biāo)識之間用"."分隔。例如www.cnnic.net.cn。
DNS的整個域名空間劃分成許多的區(qū)（Zone），見圖1中的橢圓標(biāo)記，數(shù)據(jù)采用分布式存儲。每個區(qū)都有域名服務(wù)器（包括主服務(wù)器和輔服務(wù)器），以資源記錄（Resource Record）的形式來存儲域名信息。資源記錄包括了主機(jī)名（域名）和IP地址的對應(yīng)，以及子域服務(wù)器的授權(quán)等多種類型。
用戶在使用DNS服務(wù)時，可以對不必細(xì)致地了解DNS域名空間的樹型結(jié)構(gòu)體系，只須在設(shè)置網(wǎng)絡(luò)時指定一個DNS服務(wù)器或使用動態(tài)主機(jī)配置（DHCP）等相關(guān)技術(shù)。從而用戶的應(yīng)用程序可以通過操作系統(tǒng)內(nèi)嵌的解析器（Resolver）訪問DNS系統(tǒng)，查詢域名相關(guān)的網(wǎng)絡(luò)資源信息。關(guān)于DNS詳細(xì)的描述可以參考[1][2]。
三． IPv6地址及其表示方法
IPv6地址長度為128比特，地址按照其傳輸類型分為3種[3]：
單播地址（Unicast Address）：用來標(biāo)識單一網(wǎng)絡(luò)接口。目標(biāo)地址是單播地址的數(shù)據(jù)包將發(fā)送給以這個地址標(biāo)識的網(wǎng)絡(luò)接口。 本文來自www.admin5.com
任播地址（Anycast Address）：用來標(biāo)識一組網(wǎng)絡(luò)接口（通常屬于不同的節(jié)點）。目標(biāo)地址是任播地址的數(shù)據(jù)包將發(fā)送給其中路由意義上最近的一個網(wǎng)絡(luò)接口。
多播地址（Multicast Address）：用來標(biāo)識一組網(wǎng)絡(luò)接口的標(biāo)識（通常屬于不同的節(jié)點）。發(fā)送到多播地址的數(shù)據(jù)包發(fā)送給本組中所有的網(wǎng)絡(luò)接口。在IPv6中沒有廣播地址（Broadcast Address），用多播地址取代。
其中，單播地址按照地址的傳輸范圍分為可聚合全局單播地址（Aggregatable Global Unicast Addresses）、NSAP地址、IPX層次地址、站點本地地址（Site-Local address）和鏈路本地地址（link-Local address）等。所有的網(wǎng)絡(luò)接口至少要有一個鏈路本地地址，同時還可以擁有多個地址（包括單播地址，任播地址和多播地址）。
IPv6的地址在表示和書寫時，用冒號將128比特分割成8個16比特的部分，每個部分包括4位的16進(jìn)制數(shù)字，例如
1080:0000:0000:0000:0008:0800:0C:123A
在每個4位一組的十六進(jìn)制數(shù)中，如其高位為0，則可省略。例如將0800寫成800，0008寫成8，0000寫成0。于是 1080:0000:0000:0000:0008:0800:0C:123A可縮寫成1080:0:0:0:8:800:0C:123A。為了進(jìn)一步簡化，規(guī)范中導(dǎo)入了重疊冒號的規(guī)則，即用重疊冒號置換地址中的連續(xù)16比特的0。例如，將上例中的連續(xù)3個0置換后，可以表示成如下的縮寫形式。 1080::8:800:0C:123A。重疊冒號的規(guī)則在一個地址中只能使用一次。例如，地址0:0:0:BA98:7654:0:0:0可縮寫成::BA98:7654:0:0:0或0:0:0:BA98:7654::，但不能記成::BA98:7654::。 本文來自www.admin5.com
另外，可以用"IPv6地址/前綴長度"來表示地址前綴。這個表示方法類似于CIDR中IPv4的地址前綴表示法。這里IPv6地址是上述任一種表示法所表示的IPv6地址，前綴長度是一個十進(jìn)制值，指定該地址中最左邊的用于組成前綴的比特數(shù)。例如，對32比特的前綴10800000（十六進(jìn)制），可以如下表示:
1080::8:800:0C:123A/32
1080::/32
四． DNS對IPv6地址層次性的支持
IPv6可聚合全局單播地址是在全局范圍內(nèi)使用的地址，必須進(jìn)行層次劃分及地址聚合。它的層次結(jié)構(gòu)如下表所示：
其中：
FP（001）：用于可聚合全局單播地址的格式前綴（FP:Format Prefix）（3比特）；
TLA ID：聚合標(biāo)識符（Top-Level Aggregation Identifier）；
RES：為將來使用而保留；
NLA ID：次級聚合標(biāo)識符（Next-Level Aggregation Identifier）；
SLA ID：站點級聚合標(biāo)識符（Site-Level Aggregation Identifier）；
INTERFACE ID： 接口標(biāo)識符；
IPv6全局單播地址的分配方式如下：地址聚合機(jī)構(gòu)TLA（即大的ISP或地址管理機(jī)構(gòu)）獲得大塊地址，負(fù)責(zé)給次級地址聚合機(jī)構(gòu)NLA（中小規(guī)模 ISP）分配地址，NLA給站點級地址聚合機(jī)構(gòu)SLA（子網(wǎng)）和網(wǎng)絡(luò)用戶分配地址。IPv6地址的層次性在DNS中通過地址鏈技術(shù)可以得到很好的支持。下面從DNS正向地址解析和反向地址解析兩方面進(jìn)行分析。 站長網(wǎng),站長資訊
4.1 正向解析
IPv4的地址正向解析的資源記錄是"A"記錄。IPv6地址的正向解析目前有兩種資源記錄，即，"AAAA"和"A6"記錄。其中，"AAAA"較早提出[4]，它是對"A"記錄的簡單擴(kuò)展，由于IP地址由32位擴(kuò)展到128位，擴(kuò)大了4倍，所以資源記錄由"A"擴(kuò)大成4個"A"。"AAAA"用來表示域名和IPv6地址的對應(yīng)關(guān)系，并不支持地址的層次性。
"A6"在RFC2874[5]中提出，它是把一個IPv6地址與多個"A6"記錄建立聯(lián)系，每個"A6"記錄都只包含了IPv6地址的一部分，結(jié)合后拼裝成一個完整的IPv6地址。"A6"記錄支持一些"AAAA"所不具備的新特性，如地址聚合，地址更改（Renumber）等。
首先，"A6"記錄方式根據(jù)TLA、NLA和SLA的分配層次把128位的IPv6的地址分解成為若干級的地址前綴和地址后綴，構(gòu)成了一個地址鏈。每個地址前綴和地址后綴都是地址鏈上的一環(huán)，一個完整的地址鏈組成一個IPv6地址。這種思想符合IPv6地址的層次結(jié)構(gòu)，從而支持地址聚合。
其次，用戶在改變ISP時，要隨ISP改變而改變其擁有的IPv6地址。如果手工修改用戶子網(wǎng)中所有在DNS中注冊的地址，是一件非常繁瑣的事情。而在用 "A6"記錄表示的地址鏈中，只要改變地址前綴對應(yīng)的ISP名字即可，可以大大減少DNS中資源記錄的修改。并且在地址分配層次中越靠近底層，所需要改動的越少。 admin5.com站長資訊
在下例中，節(jié)點host.example.com地址由example.com（SLA）分配， example.com的地址由example1.net（NLA）分配，而example1.net的地址則是由ISP－A.net（TLA）分配。下面的多條記錄組成了一個完整的IPv6 DNS地址鏈。如果example1.net改變ISP，需要改變其DNS中的ISP地址前綴，而它的網(wǎng)絡(luò)用戶example.com則無需改變DNS設(shè)置。
例1：IPv6DNS地址鏈：
$ORIGIN example.com.
host IN A6 64 0:0:0:0:42::1 company.example1.net.
$ORIGIN example1.net.
company IN A6 32 0:0:1:1860:: SUBSCRIBER－X.ISP－A.net
$ORIGIN ISP－A.net.
SUBSCRIBER－X IN A6 0 3ffe:8050::
例2：把例1中的地址翻譯成"AAAA"記錄表示的形式：
$ORIGIN example.com.
host IN AAAA 3ffe:8050:1:1860:0:0:0:0:42::1
4.2 反向解析
IPv6反向解析的記錄和IPv4一樣，是"PTR"，但地址表示形式有兩種。一種是用 "."分隔的半字節(jié)16進(jìn)制數(shù)字格式（Nibble Format），低位地址在前，高位地址在后，域后綴是"IP6.INT."。另一種是二進(jìn)制串（Bit-string）格式，以"["開頭，16進(jìn)制地址（無分隔符，高位在前，低位在后）居中，地址后加"]"，域后綴是"IP6.ARPA."。半字節(jié)16進(jìn)制數(shù)字格式與"AAAA"對應(yīng)，是對IPv4 的簡單擴(kuò)展。二進(jìn)制串格式與"A6"記錄對應(yīng)，地址也象"A6"一樣，可以分成多級地址鏈表示，每一級的授權(quán)用"DNAME"記錄。和"A6"一樣，二進(jìn)制串格式也支持地址層次特性。
總之，以地址鏈形式表示的IPv6地址體現(xiàn)了地址的層次性，支持地址聚合和地址更改。但是，由于一次完整的地址解析分成多個步驟進(jìn)行，需要按照地址的分配層次關(guān)系到不同的DNS服務(wù)器進(jìn)行查詢。所有的查詢都成功才能得到完整的解析結(jié)果。這勢必會延長解析時間，出錯的機(jī)會也增加。因此，需要進(jìn)一步改進(jìn)DNS 地址鏈功能，提高域名解析的速度才能為用戶提供理想的服務(wù)。
五． IPv6中的即插即用與DNS
IPv6協(xié)議支持地址自動配置[6][7]，這是一種即插即用的機(jī)制，在沒有任何人工干預(yù)的情況下，IPv6網(wǎng)絡(luò)接口可以獲得鏈路局部地址、站點局部地址和全局地址等，并且可以防止地址重復(fù)。IPv6支持無狀態(tài)地址自動配置和有狀態(tài)地址自動配置兩種方式。
在無狀態(tài)地址自動配置方式下，需要配置地址的網(wǎng)絡(luò)接口先使用鄰居發(fā)現(xiàn)機(jī)制獲得一個鏈路本地地址。網(wǎng)絡(luò)接口得到這個鏈路本地地址之后，再接受路由器宣告的地址前綴，結(jié)合接口標(biāo)識得到一個全局地址。而有狀態(tài)地址自動配置的方式，如DHCP(動態(tài)主機(jī)配置協(xié)議)，需要一個DHCP服務(wù)器，通過客戶機(jī)/服務(wù)器模式從DHCP服務(wù)器處得到地址配置的信息。
IPv6節(jié)點通過地址自動配置得到IPv6地址和網(wǎng)關(guān)地址。但是，地址自動配置中不包括DNS服務(wù)器的自動配置。如何自動發(fā)現(xiàn)提供解析服務(wù)的DNS服務(wù)器也是一個需要解決的問題[8]。正在研究的DNS服務(wù)器的自動發(fā)現(xiàn)的解決方法可以分為無狀態(tài)和有狀態(tài)兩類。 admin5.com
在無狀態(tài)的方式下，需要為子網(wǎng)內(nèi)部的DNS服務(wù)器配置站點范圍內(nèi)的任播地址。要進(jìn)行自動配置的節(jié)點以該任播地址為目的地址發(fā)送服務(wù)器發(fā)現(xiàn)請求，詢問DNS 服務(wù)器地址、域名和搜索路徑等DNS信息。這個請求到達(dá)距離最近的DNS服務(wù)器，服務(wù)器根據(jù)請求，回答DNS服務(wù)器單播地址、域名和搜索路徑等DNS信息。節(jié)點根據(jù)服務(wù)器的應(yīng)答配置本機(jī)DNS信息，以后的DNS請求直接用單播地址發(fā)送給DNS服務(wù)器。
另外，也可以不用站點范圍內(nèi)的任播地址，而采用站點范圍內(nèi)的多播地址或鏈路多播地址等。還可以一直用站點范圍內(nèi)的任播地址作為DNS服務(wù)器的地址，所有的 DNS解析請求都發(fā)送給這個任播地址。距離最近的DNS服務(wù)器負(fù)責(zé)解析這個請求，得到解析結(jié)果后把結(jié)果返回請求節(jié)點，而不像上述做法是把DNS服務(wù)器單播地址、域名和搜索路徑等DNS信息告訴節(jié)點。從網(wǎng)絡(luò)擴(kuò)展性，性，實用性等多方面綜合考慮，種采用站點范圍內(nèi)的任播地址作為DNS服務(wù)器地址的方式相對較好。
在有狀態(tài)的DNS服務(wù)器發(fā)現(xiàn)方式下，是通過類似DHCP這樣的服務(wù)器把DNS服務(wù)器地址、域名和搜索路徑等DNS信息告訴節(jié)點。當(dāng)然，這樣做需要額外的服務(wù)器。
六． IPv6過渡階段與DNS
在IPv4到IPv6的過渡過程中，作為Internet基礎(chǔ)架構(gòu)的DNS服務(wù)也要支持這種網(wǎng)絡(luò)協(xié)議的升級和轉(zhuǎn)換。IPv4和IPv6的DNS記錄格式等方面有所不同，為了實現(xiàn)IPv4網(wǎng)絡(luò)和IPv6網(wǎng)絡(luò)之間的DNS查詢和響應(yīng)，可以采用應(yīng)用層網(wǎng)關(guān)DNS-ALG結(jié)合NAT－PT的方法[9]，在IPv4 和IPv6網(wǎng)絡(luò)之間起到一個翻譯的作用。例如，IPv4的地址域名映射使用"A"記錄，而IPv6使用"AAAA"或"A6"記錄。那么，IPv4的節(jié)點發(fā)送到IPv6網(wǎng)絡(luò)的DNS查詢請求是"A"記錄，DNS-ALG把"A"改寫成"AAAA"，并發(fā)送給IPv6網(wǎng)絡(luò)中的DNS服務(wù)器。當(dāng)服務(wù)器的回答到達(dá)DNS-ALG時，DNS-ALG修改回答，把"AAAA"改為"A"，把IPv6地址改成DNS-ALG地址池中的IPv4轉(zhuǎn)換地址，把這個 IPv4轉(zhuǎn)換地址和IPv6地址之間的映射關(guān)系通知NAT－PT，并把這個IPv4轉(zhuǎn)換地址作為解析結(jié)果返回IPv4主機(jī)。IPv4主機(jī)以這個IPv4 轉(zhuǎn)換地址作為目的地址與實際的IPv6主機(jī)通過NAT－PT通信。示意如圖2。
對于采用雙協(xié)議棧方式的過渡方法，在DNS服務(wù)器中同時存在"A"記錄和"AAAA"（或"A6"）記錄。由于節(jié)點既可以處理IPv4協(xié)議，也可以處理 IPv6協(xié)議，因此無需類似DNS ALG的轉(zhuǎn)換設(shè)備。無論DNS服務(wù)器回答"A"記錄還是"AAAA"記錄，都可以進(jìn)行通信。
七． 總結(jié)
隨著Internet技術(shù)的不斷發(fā)展，IPv6已經(jīng)離我們越來越近。DNS作為IPv4時代的網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)服務(wù)，對Internet起著重要的作用。在即將到來的IPv6時代，新的協(xié)議和功能要求DNS不再是僅僅提供傳統(tǒng)意義上的簡單資源定位，而是一方面提供類似IPv4 DNS的基礎(chǔ)功能，另一方面結(jié)合IPv6的新特性，和其它協(xié)議有機(jī)的結(jié)合在一起，提供新的功能，使網(wǎng)絡(luò)的配置、維護(hù)、使用變的更加簡單方便，讓用戶感覺到新技術(shù)帶來的新體驗。
參考文獻(xiàn)
[1] P. Mockapetris，RFC1034"DOMAIN NAMES - CONCEPTS AND FACILITIES"，November 1987
[2] P. Mockapetris，RFC1035"DOMAIN NAMES - IMPLEMENTATION AND SPECIFICATION"，November 1987
[3] R. Hinden, RFC2373:"IP Version 6 Addressing Architecture", July 1998
[4] S. Thomson, RFC1886:"DNS Extensions to support IP version 6", December 1995
[5] M. Crawford, RFC2874:"DNS Extensions to Support IPv6 Address Aggregation and Renumbering", July 00
[6] T. Narten, RFC2461:"Neighbor Discovery for IP Version 6 (IPv6)", December 1998
[7] S. Thomson, RFC2462:"IPv6 Stateless Address Autoconfiguration", December 1998
[8] Dave Thaler, draft-ietf-ipngwg-dns-discovery-analysis-00.txt,"Analysis of DNS Server Discovery Mechanisms for
IPv6", July 01
[9] G. Tsirtsis, RFC2766:"Network Address Translation - Protocol Translation (NAT-PT)", February 00