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剖析IPv6時代的域名系統（上）
IPv6協議是取代IPv4的下一代網絡協議，它具有許多新的特性與功能。域名系統（DNS）是Internet的基礎架構，IPv6的新特性也需要DNS的支持。因此，DNS必須升級以滿足IPv6的需求。本文將從IPv6DNS的體系結構、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進行分析和研究。
一、IPv6優勢簡介
域名系統（DomainNameSystem，簡稱DNS）的主要功能是通過域名和IP地址之間的相互對應關系來精確定位網絡資源，即根據域名查詢IP地址，反之亦然。DNS是當今Internet的基礎架構，眾多的網絡服務都是建立在DNS體系基礎之上的。業界權威人士說：“只有理解了DNS，才真正懂得了Internet?！盜Pv6協議是用來取代IPv4的互聯網協議。相比IPv4，IPv6具有很多優點。首先，它提供了巨大的地址空間；其次，IPv6的地址結構和地址分配采用嚴格的層次結構，以便于進行地址聚合，從而使路由器中路由表的規模大幅度“瘦身”；再次，IPv6協議支持網絡節點地址的自動配置，可以實現即插即用功能。此外，IPv6協議對主機移動性有較好的支持，適合于越來越多的互聯網移動應用；IPv6協議在安全性、對多媒體流的支持性等方面都具有超過IPv4的優勢。
IPv6網絡中的DNS非常重要，一些IPv6的新特性和DNS的支持密不可分。本文從IPv6DNS的體系結構、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進行了分析和研究。
二、IPv6域名系統的體系結構
IPv6網絡中的DNS與IPv4的DNS在體系結構上是一致的，都采用樹型結構的域名空間（如圖1所示）。IPv4協議與IPv6協議的不同并不意味著需要單獨應用IPv4DNS體系和IPv6DNS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共同擁有統一的域名空間。在IPv4到IPv6的過渡階段，域名可以同時對應于多個IPv4和IPv6的地址。隨著IPv6網絡的普及，IPv6地址將逐漸取代IPv4地址。
圖1的最上方是DNS樹形結構中惟一的根（Root），用點號“.”表示。根的下一級稱為頂級域（TopLevelDomain，簡稱TLD），也稱一級域。頂級域的下級就是二級域（SecondLevelDomain,簡稱SLD），二級域的下級就是三級域，依此類推。每個域都是其上級域的子域（SubDomain），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樹上的每一個節點都有一個標識（Label），根節點的標識是“空”（即長度為0），其他節點的標識長度在1～63字節之間。一個節點的域名是由從這個節點到根節點的路徑上的所有標識從左到右順序排列組成的，標識之間用“.”分隔。例如http://www.ccw.net.cn/
圖DNS域名空間的樹型結構
整個DNS域名空間劃分成若干個區（Zone），見上圖中的橢圓標記。每個區都有域名服務器（包括主服務器和輔服務器），以資源記錄（ResourceRecord）的形式來存儲域名信息。資源記錄包括了主機名（域名）和IP地址的對應以及子域服務器的授權等多種類型。用戶在使用DNS服務時，不必細致地了解DNS域名空間的樹型結構體系，只須在設置網絡時指定一個DNS服務器或使用動態主機配置（DHCP）等相關技術。用戶的應用程序可以通過操作系統內嵌的解析器（Resolver）訪問DNS系統，查詢域名相關的網絡資源信息。
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：
?。?）單播地址（UnicastAddress）：用來標識單一網絡接口。目標地址是單播地址的數據包將發送給以這個地址為標識的網絡接口。
?。?）任播地址（AnycastAddress）：用來標識一組網絡接口（通常屬于不同的節點）。目標地址是任播地址的數據包發送給其中路由意義上最近的一個網絡接口的地址。
?。?）多播地址（MulticastAddress）：用來標識一組網絡接口（通常屬于不同的節點）。發送到多播地址的數據包將發送給本組中所有的網絡接口。在IPv6中沒有廣播地址（BroadcastAddress），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（AggregatableGlobalUnicastAddresses）、NSAP地址、IPX層次地址、站點本地地址（Site-LocalAddress）和鏈路本地地址（link-LocalAddress）等。所有的網絡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進制數字。例如：
1080:0000:0000:0000:0008:0800:200C:123A
在每個4位一組的十六進制數中，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1080:0000:0000:0000:0008:0800:200C:123A可縮寫成1080:0:0:0:8:800:200C:123A。為了進一步簡化，規范中導入了重疊冒號的規則，即用重疊冒號置換地址中的連續16比特的0。例如，將上例中的連續3個0置換后，可以表示成如下的縮寫形式:1080::8:800:200C:123A。重疊冒號的規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::。
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制值，指定該地址中最左邊的用于組成前綴的比特數。例如，對32比特的前綴10800000（十六進制），可以如下表示:
1080::8:800:200C:123A/32
1080::/32
