CN103888554A - IPv4与IPv6互通的域名解析方法和系统 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种IPv4与IPv6互通的域名解析方法，包括如下步骤：接收源主机的DNS服务器发出的查询报文，将所述查询报文发送给目的主机的DNS服务器；接收所述目的主机的DNS服务器根据所述查询报文进行域名解析成功后返回的应答信息或域名解析失败后返回的错误信息；若接收到所述错误信息，则将所述查询报文的资源记录类型根据网络协议进行格式修改后发送给所述目的主机的DNS服务器，其中，所述网络协议包括IPv4协议和IPv6协议。本发明还提供对应的系统，能显著提高网络通信效率。
Description
技术领域
本发明涉及互联网技术领域，特别是涉及一种IPv4与IPv6互通的域名解析方法，以及一种IPv4（Internet Protocol4，互联网协议第四版）与IPv6（InternetProtocol6，互联网协议第六版）互通的域名解析系统。
背景技术
目前，数据网络中以IPv4技术为主导，随着网络规模的扩大，IPv6技术以其庞大的地址空间等优势将逐渐取代目前的IPv4技术。然而，这种彻底的取代需要长期的过程。在这个长期由IPv4向IPv6演进的过程中，为了共享网络资源，必须要解决IPv4网络和IPv6网络互通的问题。为此，IETF（Internet EngineeringTask Force，互联网工程任务组）提出了一系列过渡技术，其中就包括了NAT-PT（network address translation-protocol translation，附带协议转换器的网络地址转换器）技术，它是把SIIT（stateless IP/ICMP translation，无状态IP/ICMP翻译技术）协议转换技术和IPv4网络中动态地址翻译技术（NAT，Network AddressTranslation）相结合的一种技术，位于IPv6和IPv4网络的交界处，可以实现纯IPv6主机与纯IPv4主机之间的互通。
以DNS-ALG（Domain Name System-Application Level Gateway，域名系统的应用层网关）为核心的域名解析模块在NAT-PT协议运行的过程中扮演着重要的角色，其基本作用是在网络边缘监视出入网络的DNS查询和响应并对其进行修改，从而保证通信的一端能够获得网关为另一端分配的地址。在实际使用中，它不仅是保证NAT-PT网关双向通信的先决条件，而且是NAT-PT具备实用性的重要保证。
在过渡网络环境下，IPv6网络中的节点如果要与IPv4网络节点建立连接或是反过来IPv4网络节点要与IPv6节点建立连接，都需先借助DNS查询得到对方IP地址，再经过DNS-ALG转换成节点理解的格式。
传统技术中在收到IPv4节点发出的DNS查询后，由于不确定该域名对应的站点是IPv4站点还是IPv6站点，DNS-ALG会在对其进行地址转换的基础上，发出两个不同类型的查询报文。如果被查询的节点是双栈节点，即可以通过IPv4协议访问也可以通过IPv6协议访问，则返回应答报文会同时记录有节点的原IPv4地址和原IPv6地址经过NAT-PT网关翻译的IPv4地址。也就是一个请求，得到两个回复。虽然，通过这两个地址都可以找到请求访问的双栈节点，但是如果选择IPv6经过网关翻译后的IPv4地址，就意味着每次数据传输到双栈节点，都要进行一次地址翻译。而选择双栈节点的IPv4地址就不存在这种问题。这种选择的结果使得两个本来可以在同一协议环境下直接通信的节点不得不通过NAT-PT网关来进行通信，结果不仅降低了通信效率，还浪费了NAT-PT网关的宝贵资源。
发明内容
基于此，本发明提供一种IPv4与IPv6互通的域名解析方法与系统，能显著提高网络通信效率。
一种IPv4与IPv6互通的域名解析方法，包括如下步骤：
接收源主机的DNS服务器发出的查询报文，将所述查询报文发送给目的主机的DNS服务器；
接收所述目的主机的DNS服务器根据所述查询报文进行域名解析成功后返回的应答信息或域名解析失败后返回的错误信息；
若接收到所述错误信息，则将所述查询报文的资源记录类型根据网络协议进行格式修改后发送给所述目的主机的DNS服务器，其中，所述网络协议包括IPv4协议和IPv6协议。
一种IPv4与IPv6互通的域名解析系统，NAT-PT网关包括DNS-ALG，所述DNS-ALG包括：
发送模块，用于接收源主机的DNS服务器发出的查询报文，将所述查询报文发送给目的主机的DNS服务器；
接收模块，用于接收所述目的主机的DNS服务器根据所述查询报文进行域名解析成功后返回的应答信息或域名解析失败后返回的错误信息；
修改模块，用于若接收到所述错误信息，则将所述查询报文的资源记录类型根据网络协议进行格式修改后发送给所述目的主机的DNS服务器，其中，所述网络协议包括IPv4协议和IPv6协议。
上述IPv4与IPv6互通的域名解析方法与系统，可避免传统技术中被查询的目的主机是双栈主机时出现的地址选择问题；对于该问题，传统技术中是两种不同记录类型的转换后报文同时发出，本发明在转换后报文的发出时机上进行了调整，以达到优先获取适当地址的目的。DNS-ALG接收到查询报文后发给目的主机的DNS服务器，若是双栈节点则可返回一个与源主机网络协议相同格式的IP地址，该IP地址不是网关翻译后的IP地址，则源主机之后可与双栈主机直接通信，显著提高了通信效率。
附图说明
图1为本发明IPv4与IPv6互通的域名解析方法在一实施例中的流程示意图。
图2为本发明IPv4与IPv6互通的域名解析系统在一实施例中的结构示意图。
具体实施方式
下面结合实施例及附图对本发明作进一步详细说明，但本发明的实施方式不限于此。
如图1所示，是本发明IPv4与IPv6互通的域名解析方法在一较佳实施例中的流程示意图，包括如下步骤：
S11、DNS-ALG接收源主机的DNS服务器发出的查询报文，将所述查询报文发送给目的主机的DNS服务器；
在过渡网络环境下，IPv6网络中的节点如果要与IPv4网络节点建立连接或是反过来IPv4网络节点要与IPv6节点建立连接，都需先借助DNS查询得到对方IP地址，再经过DNS-ALG转换成节点理解的格式；
当某个节点，即源主机访问某个域名时，若该源主机查询不到已记录的域名与IP地址的映射关系，则需由其DNS服务器向NAT-PT网关发出查询请求，该请求以报文形式发送到NAT-PT网关中的DNS-ALG。
S12、DNS-ALG接收所述目的主机的DNS服务器返回的应答信息；所述应答信息包括所述目的主机的DNS服务器根据所述查询报文进行域名解析成功后返回的应答消息，或者域名解析失败返回的错误信息；
本实施例中，DNS-ALG收到该查询报文时，由于与所查域名对应的地址是IPv4地址还是IPv6地址尚不确定；因此，DNS-ALG将查询报文发送给目的主机的DNS服务器；
目的主机会根据所述查询报文进行域名解析；在本实施例中，网络上的主机有三种情况：IPv4主机、IPv6主机及双栈主机；双栈节点既可以通过IPv4协议访问也可以通过IPv6协议访问；由于源主机的DNS服务器需要提交到DNS-ALG进行查询，则目的主机存在两种情况，与源主机的网络协议不同，或者是双栈主机；
若是双栈主机，则DNS-ALG将所述查询报文发送给目的主机的DNS服务器后，可接收到目的主机根据所述查询报文进行域名解析成功后返回的应答信息；
具体的，所述查询报文中包含所述源主机待查询的域名；所述应答信息包括所述域名的IP地址。
S13、DNS-ALG若接收到所述错误信息，则将所述查询报文的资源记录类型根据网络协议进行格式修改后发送给所述目的主机的DNS服务器，其中，所述网络协议包括IPv4协议和IPv6协议；
若是与源主机的网络协议不同，DNS-ALG将所述查询报文发送给目的主机的DNS服务器后，则目的主机的DNS服务器会出现域名解析失败，返回错误信息；
DNS-ALG若接收到所述错误信息，即可知道目的主机与源主机的网络协议不同，可将所述查询报文的资源记录类型根据网络协议进行格式修改，修改成目的主机的DNS服务器可支持的格式，目的主机的DNS服务器接收到后域名解析成功，可返回正确的应答信息。
在一较佳实施例中，在将所述查询报文发送给目的主机的DNS服务器的步骤之前，还包括对所述查询报文根据目的主机的DNS服务器所支持的网络协议进行地址转换的步骤；DNS-ALG转发查询报文时，需对查询报文进行地址转换，以便能准确发送到目的主机的DNS服务器。
这里的地址转换，是指当源主机与目的主机的地址形式不同时，在互通网关处做地址转换。如IPv4主机通过网关访问IPv6主机，在网关处需要将原IPv4地址格式转换为IPv6地址格式，才能被IPv6主机所在网络的DNS服务器识别。目的IPv6主机接收请求报文后，返回一个响应报文，发送给网关，网关再将响应报文中的源地址和目的地址转换为IPv4格式，发送给请求主机。
在一较佳实施例中，由于IPv4协议与IPv6协议的地址格式不同，需要修改查询报文，所述将所述查询报文的资源记录类型根据网络协议进行格式修改的步骤包括：
若所述查询报文的资源记录类型为A，则根据所述IPv6协议，将所述查询报文的资源记录类型为AAAA；
若所述查询报文的资源记录类型为AAAA，则根据所述IPv4协议，将所述查询报文的资源记录类型为A。
本实施例可避免传统技术中被查询的目的主机是双栈主机时出现的地址选择问题；对于DNS-ALG与双栈节点通信时存在地址选择问题，传统技术中是两种不同记录类型的转换后报文同时发出，对此本实施例在转换后报文的发出时机上进行了调整，以达到优先获取适当地址的目的。DNS-ALG接收到查询报文后发给目的主机的DNS服务器，若是双栈节点则可返回一个与源主机网络协议相同格式的IP地址，该IP地址不是网关翻译后的IP地址，则源主机之后可与双栈主机直接通信，显著提高了通信效率。
例如，当IPv6主机发出查询报文，DNS AAAA查询报文通过NAT-PT网关时，DNS-ALG将该查询报文转换地址后转发到网关另一侧网络中的DNS服务器，而DNS-ALG暂不生成A记录类型的查询报文。如果DNS服务器不理解AAAA查询或没有相关节点的AAAA记录，就返回一个错误信息。如果网关的DNS-ALG收到这个错误信息，则再发送一个关于该节点的A查询。如果这个查询返回了一个IPv4地址，则由DNS-ALG根据该返回生成AAAA记录的应答信息，然后将其转发给对应的IPv6主机。
当IPv4主机发出查询报文，DNS A查询报文通过NAT-PT网关时，DNS-ALG将该查询报文转换地址后转发到网关另一侧网络中的DNS服务器，而DNS-ALG暂不生成AAAA记录类型的查询报文。如果DNS服务器不理解A查询或没有相关节点的A记录，也返回一个错误信息。当网关的DNS-ALG收到这个错误信息，则再发送一个关于该节点的AAAA查询。如果这个查询返回了一个IPv6地址，则由DNS-ALG根据该返回生成A记录的响应报文，然后将其转发给对应的IPv4主机。
通过以上两个例子可知道，NAT-PT网关将第一个成功返回的DNS响应转发给终端主机，如果不成功的话，则返回错误；从而节点只得到一个合适的返回地址，这样可以明显提高域名解析的效率。
其中，为了提高域名解析模块的效率，在站点配置时，DNS-ALG可以根据NAT-PT网关内IPv6站点的具体使用情况进行节点的默认DNS服务器设置。如果站点内部节点以访问IPv6网络为主，只是偶尔需要访问IPv4网络，则在设置节点DNS服务器地址时将本地IPv6DNS服务器设为主DNS服务器，该DNS服务器使用可以通过IPv6访问的根DNS服务器；将prefix_ipv4_dns设为辅DNS服务器，这样，平时大多数的DNS查询报文得以在IPv6环境内传播而不必再经过NAT-PT网关。当域名解析无法得到域名对应的IPv6地址时，则启用辅DNS服务器通过NAT-PT网关到IPv4DNS服务器上查询。当站点内部节点以访问IPv4网络中的节点为主时，则调换主辅DNS服务器的地址，可达到提高查询效率的目的。
接下来再通过一实施例说明本发明，本实施例中源主机是IPv4主机，目的主机是IPv6主机；
IPv4主机发出DNS查询，询问域名为www.A.com的IPv6主机的地址，由于源主机使用IPv4协议，因而该DNS查询中域名的类型为A(对应IPv6协议的记录类型是AAAA)。
IPv4的DNS服务器收到DNS请求后检查自己的记录，如果没有该记录，IPv4DNS将转发此DNS请求。
NAT-PT网关的DNS-ALG收到该DNS查询请求，由于与所查域名对应的地址是IPv4地址还是IPv6地址尚不确定，因此DNS-ALG在对原查询报文仅作地址转换便直接发出给目的主机的DNS服务器。
目的主机的DNS服务器接收查询报文，由于该查询报文的资源记录类型为A，DNS服务器域名解析失败，返回错误信息；
DNS-ALG接收到错误信息，将查询报文的资源记录类型从A修改为AAAA，再次向IPv6DNS转发。
IPv6DNS收到此查询后查找自己的记录，得到域名www.a.com对应的IPv6地址1::3。然后将这个地址填入DNS响应报文的回答字段，此时DNS响应报文的类型为AAAA。然后回复给DNS-ALG。
DNS-ALG收到响应报文后，将其中的DNS应答部分进行修改，把“AAAA”类转成“A”类应答。
NAT-PT网关从IPv4地址池中分配一个地址1.4.2.6，替换应答中的IPv6地址1::3，并记录二者之间的映射信息。
IPv4主机在收到此DNS应答之后，就知道了主机www.a.com的IPv4地址是1.4.2.6。至此，DNS-ALG工作结束。
IPv4主机向NAT-PT网关发送报文，SRC=1.2.2.9，DST=1.4.2.6。
IPv4报文被路由到NAT-PT网关，由于NAT-PT中已经记录了IPv4地址1.4.2.6与IPv6地址1::3之间的映射信息，就将地址替换为1::3。另外使用网关定义的前缀对源地址进行修改，形成IPv6地址为：Prefix::1.2.2.9，并转发报文给地址为1::3的IPv6主机。
如图2所示，本发明还提供对应的Pv4与IPv6互通的域名解析系统，NAT-PT网关包括DNS-ALG，所述DNS-ALG包括：
发送模块21，用于接收源主机的DNS服务器发出的查询报文，将所述查询报文发送给目的主机的DNS服务器；
在过渡网络环境下，IPv6网络中的节点如果要与IPv4网络节点建立连接或是反过来IPv4网络节点要与IPv6节点建立连接，都需先借助DNS查询得到对方IP地址，再经过DNS-ALG转换成节点理解的格式；
当某个节点，即源主机访问某个域名时，若该源主机查询不到已记录的域名与IP地址的映射关系，则需由其DNS服务器向NAT-PT网关发出查询请求，该请求以报文形式发送到NAT-PT网关中的DNS-ALG。
接收模块22，用于接收所述目的主机的DNS服务器根据所述查询报文进行域名解析成功后返回的应答信息或域名解析失败后返回的错误信息；
本实施例中，DNS-ALG收到该查询报文时，由于与所查域名对应的地址是IPv4地址还是IPv6地址尚不确定；因此，DNS-ALG将查询报文发送给目的主机的DNS服务器；
目的主机会根据所述查询报文进行域名解析；在本实施例中，网络上的主机有三种情况：IPv4主机、IPv6主机及双栈主机；双栈节点既可以通过IPv4协议访问也可以通过IPv6协议访问；由于源主机的DNS服务器需要提交到DNS-ALG进行查询，则目的主机存在两种情况，与源主机的网络协议不同，或者是双栈主机；
若是双栈主机，则DNS-ALG将所述查询报文发送给目的主机的DNS服务器后，可接收到目的主机根据所述查询报文进行域名解析成功后返回的应答信息；
具体的，所述查询报文中包含所述源主机待查询的域名；所述应答信息包括所述域名的IP地址。
修改模块23，用于若接收到所述错误信息，则将所述查询报文的资源记录类型根据网络协议进行格式修改后发送给所述目的主机的DNS服务器，其中，所述网络协议包括IPv4协议和IPv6协议；
若是与源主机的网络协议不同，DNS-ALG将所述查询报文发送给目的主机的DNS服务器后，则目的主机的DNS服务器会出现域名解析失败，则返回错误信息；
DNS-ALG若接收到所述错误信息，即可知道目的主机与源主机的网络协议不同，可将所述查询报文的资源记录类型根据网络协议进行格式修改，修改成目的主机的DNS服务器可支持的格式，目的主机的DNS服务器接收到后域名解析成功，可返回正确的应答信息。
在一较佳实施例中，还可包括转换模块，用于对所述查询报文根据目的主机的DNS服务器所支持的网络协议进行地址转换；DNS-ALG转发查询报文时，需对查询报文进行地址转换，以便能准确发送到目的主机的DNS服务器。
在一较佳实施例中，由于IPv4协议与IPv6协议的地址格式不同，需要修改查询报文，所述修改模块还用于：若所述查询报文的资源记录类型为A，则根据所述IPv6协议，将所述查询报文的资源记录类型修改为AAAA；若所述查询报文的资源记录类型为AAAA，则根据所述IPv4协议，将所述查询报文的资源记录类型修改为A。
本发明IPv4与IPv6互通的域名解析方法与系统，可避免传统技术中被查询的目的主机是双栈主机时出现的地址选择问题；对于该问题，传统技术中是两种不同记录类型的转换后报文同时发出，对此本发明在转换后报文的发出时机上进行了调整，以达到优先获取适当地址的目的。DNS-ALG接收到查询报文后发给目的主机的DNS服务器，若是双栈节点则可返回一个与源主机网络协议相同格式的IP地址，该IP地址不是网关翻译后的IP地址，则源主机之后可与双栈主机直接通信，显著提高了通信效率。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。
Claims (8)
1.一种IPv4与IPv6互通的域名解析方法，其特征在于，包括如下步骤：
接收源主机的DNS服务器发出的查询报文，将所述查询报文发送给目的主机的DNS服务器；
接收所述目的主机的DNS服务器根据所述查询报文进行域名解析成功后返回的应答信息或域名解析失败后返回的错误信息；
若接收到所述错误信息，则将所述查询报文的资源记录类型根据网络协议进行格式修改后发送给所述目的主机的DNS服务器，其中，所述网络协议包括IPv4协议和IPv6协议。
2.根据权利要求1所述的IPv4与IPv6互通的域名解析方法，其特征在于，在将所述查询报文发送给目的主机的DNS服务器的步骤之前，还包括对所述查询报文根据目的主机的DNS服务器所支持的网络协议进行地址转换的步骤。
3.根据权利要求1所述的IPv4与IPv6互通的域名解析方法，其特征在于，所述将所述查询报文的资源记录类型根据网络协议进行格式修改的步骤包括：
若所述查询报文的资源记录类型为A，则根据所述IPv6协议，将所述查询报文的资源记录类型修改为AAAA；
若所述查询报文的资源记录类型为AAAA，则根据所述IPv4协议，将所述查询报文的资源记录类型修改为A。
4.根据权利要求1至3任一项所述的IPv4与IPv6互通的域名解析方法，其特征在于，所述查询报文中包含所述源主机待查询的域名；所述应答信息包括所述域名的IP地址。
5.一种IPv4与IPv6互通的域名解析系统，NAT-PT网关包括DNS-ALG，其特征在于，所述DNS-ALG包括：
发送模块，用于接收源主机的DNS服务器发出的查询报文，将所述查询报文发送给目的主机的DNS服务器；
接收模块，用于接收所述目的主机的DNS服务器根据所述查询报文进行域名解析成功后返回的应答信息或域名解析失败后返回的错误信息；
修改模块，用于若接收到所述错误信息，则将所述查询报文的资源记录类型根据网络协议进行格式修改后发送给所述目的主机的DNS服务器，其中，所述网络协议包括IPv4协议和IPv6协议。
6.根据权利要求5所述的IPv4与IPv6互通的域名解析系统，其特征在于，还包括转换模块，用于对所述查询报文根据目的主机的DNS服务器所支持的网络协议进行地址转换。
7.根据权利要求5所述的IPv4与IPv6互通的域名解析系统，其特征在于，所述修改模块还用于：若所述查询报文的资源记录类型为A，则根据所述IPv6协议，将所述查询报文的资源记录类型修改为AAAA；若所述查询报文的资源记录类型为AAAA，则根据所述IPv4协议，将所述查询报文的资源记录类型修改为A。
8.根据权利要求5至7任一项所述的IPv4与IPv6互通的域名解析系统，其特征在于，所述查询报文中包含所述源主机待查询的域名；所述应答信息包括所述域名的IP地址。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20171201 |