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必須升級(jí)以滿足IPv6的需求。本文將從IPv6 DNS的體系結(jié)構(gòu)、IPv6的地址解析、IPv6地址自動(dòng)配置和即插即用、IPv4到IPv6的過(guò)渡等幾方面對(duì)IPv6時(shí)代的DNS進(jìn)行分析和研究。
一、IPv6優(yōu)勢(shì)簡(jiǎn)介
域名系統(tǒng)（Domain Name System，簡(jiǎn)稱DNS）的主要功能是通過(guò)域名和IP地址之間的相互對(duì)應(yīng)關(guān)系來(lái)精確定位網(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)都是建立在DNS體系基礎(chǔ)之上的。業(yè)界權(quán)威人士說(shuō)：“只有理解了DNS，才真正懂得了Internet?！?IPv6協(xié)議是用來(lái)取代IPv4的互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議。相比IPv4，IPv6具有很多優(yōu)點(diǎn)。首先，它提供了巨大的地址空間；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，從而使路由器中路由表的規(guī)模大幅度“瘦身”；再次，IPv6協(xié)議支持網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)地址的自動(dòng)配置，可以實(shí)現(xiàn)即插即用功能。此外，IPv6協(xié)議對(duì)主機(jī)移動(dòng)性有較好的支持，適合于越來(lái)越多的互聯(lián)網(wǎng)移動(dòng)應(yīng)用；IPv6協(xié)議在安全性、對(duì)多媒體流的支持性等方面都具有超過(guò)IPv4的優(yōu)勢(shì)。
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(dòng)配置和即插即用、IPv4到IPv6的過(guò)渡等幾方面對(duì)IPv6時(shí)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，都采用樹(shù)型結(jié)構(gòu)的域名空間。IPv4協(xié)議與IPv6協(xié)議的不同并不意味著需要單獨(dú)應(yīng)用IPv4 DNS體系和IPv6 DNS體系，相反，它們的DNS體系和域名空間必須保持一致，即IPv4和IPv6共同擁有統(tǒng)一的域名空間。在IPv4到IPv6的過(guò)渡階段，域名可以同時(shí)對(duì)應(yīng)于多個(gè)IPv4和IPv6的地址。隨著IPv6網(wǎng)絡(luò)的普及，IPv6地址將逐漸取代IPv4地址。
的最上方是DNS樹(shù)形結(jié)構(gòu)中惟一的根（Root），用點(diǎn)號(hào)“.”表示。根的下一級(jí)稱為域（Top Level Domain， 簡(jiǎn)稱TLD），也稱一級(jí)域。域的下級(jí)就是二級(jí)域（Second Level Domain, 簡(jiǎn)稱SLD），二級(jí)域的下級(jí)就是三級(jí)域，依此類推。每個(gè)域都是其上級(jí)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，也是“.cn”的子域。
DNS樹(shù)上的每一個(gè)節(jié)點(diǎn)都有一個(gè)標(biāo)識(shí)（Label），根節(jié)點(diǎn)的標(biāo)識(shí)是“空”（即長(zhǎng)度為0），其他節(jié)點(diǎn)的標(biāo)識(shí)長(zhǎng)度在1～63字節(jié)之間。一個(gè)節(jié)點(diǎn)的域名是由從這個(gè)節(jié)點(diǎn)到根節(jié)點(diǎn)的路徑上的所有標(biāo)識(shí)從左到右順序排列組成的，標(biāo)識(shí)之間用“.”分隔。
整個(gè)DNS域名空間劃分成若干個(gè)區(qū)（Zone），見(jiàn)上圖中的橢圓標(biāo)記。每個(gè)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(lái)存儲(chǔ)域名信息。資源記錄包括了主機(jī)名（域名）和IP地址的對(duì)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(shí)，不必細(xì)致地了解DNS域名空間的樹(shù)型結(jié)構(gòu)體系，只須在設(shè)置網(wǎng)絡(luò)時(shí)指定一個(gè)DNS服務(wù)器或使用動(dòng)態(tài)主機(jī)配置（DHCP）等相關(guān)技術(shù)。用戶的應(yīng)用程序可以通過(guò)操作系統(tǒng)內(nèi)嵌的解析器（Resolver）訪問(wèn)DNS系統(tǒng)，查詢域名相關(guān)的網(wǎng)絡(luò)資源信息。
三． IPv6地址及其表示方法
IPv6地址長(zhǎng)度為128比特，地址按照其傳輸類型分為3種：
（1）單播地址（Unicast Address）：用來(lái)標(biāo)識(shí)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(gè)地址為標(biāo)識(shí)的網(wǎng)絡(luò)接口。
（2）任播地址（Anycast Address）：用來(lái)標(biāo)識(shí)一組網(wǎng)絡(luò)接口（通常屬于不同的節(jié)點(diǎn)）。目標(biāo)地址是任播地址的數(shù)據(jù)包發(fā)送給其中路由意義上最近的一個(gè)網(wǎng)絡(luò)接口的地址。
（3）多播地址（Multicast Address）：用來(lái)標(biāo)識(shí)一組網(wǎng)絡(luò)接口（通常屬于不同的節(jié)點(diǎn)）。發(fā)送到多播地址的數(shù)據(jù)包將發(fā)送給本組中所有的網(wǎng)絡(luò)接口。在IPv6中沒(méi)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(diǎn)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(gè)鏈路本地地址，同時(shí)還可以擁有多個(gè)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(shū)寫(xiě)時(shí)，用冒號(hào)將128比特分割成8個(gè)16比特的部分，每個(gè)部分包括4位的16進(jìn)制數(shù)字。例如：
1080:0000:0000:0000:0008:0800:200C:123A
在每個(gè)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(xiě)成800，0008寫(xiě)成8，0000寫(xiě)成0。于是1080:0000:0000:0000:0008:0800:200C:123A可縮寫(xiě)成1080:0:0:0:8:800:200C:123A。為了進(jìn)一步簡(jiǎn)化，規(guī)范中導(dǎo)入了重疊冒號(hào)的規(guī)則，即用重疊冒號(hào)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(gè)0置換后，可以表示成如下的縮寫(xiě)形式: 1080::8:800:200C:123A。重疊冒號(hào)的規(guī)則在一個(gè)地址中只能使用一次，例如：地址0:0:0:BA98:7654:0:0:0可縮寫(xiě)成::BA98:7654:0:0:0或0:0:0:BA98:7654::，但不能記成::BA98:7654::。
另外，可以用“IPv6地址/前綴長(zhǎng)度”來(lái)表示地址前綴。這個(gè)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(zhǎng)度是一個(gè)十進(jìn)制值，指定該地址中最左邊的用于組成前綴的比特?cái)?shù)。例如，對(duì)32比特的前綴10800000（十六進(jìn)制），可以如下表示:
1080::8:800:200C:123A/32
1080::/32
一、IPv6優(yōu)勢(shì)簡(jiǎn)介
域名系統(tǒng)（Domain Name System，簡(jiǎn)稱DNS）的主要功能是通過(guò)域名和IP地址之間的相互對(duì)應(yīng)關(guān)系來(lái)精確定位網(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)都是建立在DNS體系基礎(chǔ)之上的。業(yè)界權(quán)威人士說(shuō)：“只有理解了DNS，才真正懂得了Internet?！?IPv6協(xié)議是用來(lái)取代IPv4的互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議。相比IPv4，IPv6具有很多優(yōu)點(diǎn)。首先，它提供了巨大的地址空間；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，從而使路由器中路由表的規(guī)模大幅度“瘦身”；再次，IPv6協(xié)議支持網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)地址的自動(dòng)配置，可以實(shí)現(xiàn)即插即用功能。此外，IPv6協(xié)議對(duì)主機(jī)移動(dòng)性有較好的支持，適合于越來(lái)越多的互聯(lián)網(wǎng)移動(dòng)應(yīng)用；IPv6協(xié)議在安全性、對(duì)多媒體流的支持性等方面都具有超過(guò)IPv4的優(yōu)勢(shì)。
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(dòng)配置和即插即用、IPv4到IPv6的過(guò)渡等幾方面對(duì)IPv6時(shí)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，都采用樹(shù)型結(jié)構(gòu)的域名空間。IPv4協(xié)議與IPv6協(xié)議的不同并不意味著需要單獨(dú)應(yīng)用IPv4 DNS體系和IPv6 DNS體系，相反，它們的DNS體系和域名空間必須保持一致，即IPv4和IPv6共同擁有統(tǒng)一的域名空間。在IPv4到IPv6的過(guò)渡階段，域名可以同時(shí)對(duì)應(yīng)于多個(gè)IPv4和IPv6的地址。隨著IPv6網(wǎng)絡(luò)的普及，IPv6地址將逐漸取代IPv4地址。
的最上方是DNS樹(shù)形結(jié)構(gòu)中惟一的根（Root），用點(diǎn)號(hào)“.”表示。根的下一級(jí)稱為域（Top Level Domain， 簡(jiǎn)稱TLD），也稱一級(jí)域。域的下級(jí)就是二級(jí)域（Second Level Domain, 簡(jiǎn)稱SLD），二級(jí)域的下級(jí)就是三級(jí)域，依此類推。每個(gè)域都是其上級(jí)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，也是“.cn”的子域。
DNS樹(shù)上的每一個(gè)節(jié)點(diǎn)都有一個(gè)標(biāo)識(shí)（Label），根節(jié)點(diǎn)的標(biāo)識(shí)是“空”（即長(zhǎng)度為0），其他節(jié)點(diǎn)的標(biāo)識(shí)長(zhǎng)度在1～63字節(jié)之間。一個(gè)節(jié)點(diǎn)的域名是由從這個(gè)節(jié)點(diǎn)到根節(jié)點(diǎn)的路徑上的所有標(biāo)識(shí)從左到右順序排列組成的，標(biāo)識(shí)之間用“.”分隔。
整個(gè)DNS域名空間劃分成若干個(gè)區(qū)（Zone），見(jiàn)上圖中的橢圓標(biāo)記。每個(gè)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(lái)存儲(chǔ)域名信息。資源記錄包括了主機(jī)名（域名）和IP地址的對(duì)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(shí)，不必細(xì)致地了解DNS域名空間的樹(shù)型結(jié)構(gòu)體系，只須在設(shè)置網(wǎng)絡(luò)時(shí)指定一個(gè)DNS服務(wù)器或使用動(dòng)態(tài)主機(jī)配置（DHCP）等相關(guān)技術(shù)。用戶的應(yīng)用程序可以通過(guò)操作系統(tǒng)內(nèi)嵌的解析器（Resolver）訪問(wèn)DNS系統(tǒng)，查詢域名相關(guān)的網(wǎng)絡(luò)資源信息。
三． IPv6地址及其表示方法
IPv6地址長(zhǎng)度為128比特，地址按照其傳輸類型分為3種：
（1）單播地址（Unicast Address）：用來(lái)標(biāo)識(shí)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(gè)地址為標(biāo)識(shí)的網(wǎng)絡(luò)接口。
（2）任播地址（Anycast Address）：用來(lái)標(biāo)識(shí)一組網(wǎng)絡(luò)接口（通常屬于不同的節(jié)點(diǎn)）。目標(biāo)地址是任播地址的數(shù)據(jù)包發(fā)送給其中路由意義上最近的一個(gè)網(wǎng)絡(luò)接口的地址。
（3）多播地址（Multicast Address）：用來(lái)標(biāo)識(shí)一組網(wǎng)絡(luò)接口（通常屬于不同的節(jié)點(diǎn)）。發(fā)送到多播地址的數(shù)據(jù)包將發(fā)送給本組中所有的網(wǎng)絡(luò)接口。在IPv6中沒(méi)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(diǎn)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(gè)鏈路本地地址，同時(shí)還可以擁有多個(gè)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(shū)寫(xiě)時(shí)，用冒號(hào)將128比特分割成8個(gè)16比特的部分，每個(gè)部分包括4位的16進(jìn)制數(shù)字。例如：
1080:0000:0000:0000:0008:0800:200C:123A
在每個(gè)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(xiě)成800，0008寫(xiě)成8，0000寫(xiě)成0。于是1080:0000:0000:0000:0008:0800:200C:123A可縮寫(xiě)成1080:0:0:0:8:800:200C:123A。為了進(jìn)一步簡(jiǎn)化，規(guī)范中導(dǎo)入了重疊冒號(hào)的規(guī)則，即用重疊冒號(hào)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(gè)0置換后，可以表示成如下的縮寫(xiě)形式: 1080::8:800:200C:123A。重疊冒號(hào)的規(guī)則在一個(gè)地址中只能使用一次，例如：地址0:0:0:BA98:7654:0:0:0可縮寫(xiě)成::BA98:7654:0:0:0或0:0:0:BA98:7654::，但不能記成::BA98:7654::。
另外，可以用“IPv6地址/前綴長(zhǎng)度”來(lái)表示地址前綴。這個(gè)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(zhǎng)度是一個(gè)十進(jìn)制值，指定該地址中最左邊的用于組成前綴的比特?cái)?shù)。例如，對(duì)32比特的前綴10800000（十六進(jìn)制），可以如下表示:
1080::8:800:200C:123A/32
1080::/32