CN117643041A - 在仅IPv6环境中运行IPv4应用程序的代理DNS服务器和方法 - Google Patents

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CN117643041A CN202180100499.1A CN202180100499A CN117643041A CN 117643041 A CN117643041 A CN 117643041A CN 202180100499 A CN202180100499 A CN 202180100499A CN 117643041 A CN117643041 A CN 117643041A
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Abstract

提供了一种在以互联网协议版本6(internet protocol version 6，IPv6)作为寻址标准的网络中使用的代理域名系统(domain name system，DNS)服务器，用于(i)从所述网络中的应用程序接收与互联网协议(internet protocol，IP)地址相关的查询，(ii)当检测到所述查询与IP版本4(IP version 4，IPv4)IP地址相关时，将所述查询转换为与IPv6IP地址相关，并将转换后的查询转发到第二DNS服务器，(iii)从所述第二DNS服务器接收响应报文，(iv)将服务器地址转换为IPv4格式，并将所述转换后的服务器地址转发到所述应用程序，以及(v)将IPv4IP地址和对应的IPv6IP地址通知用于控制和/或监控网络中的通信的网络实现。

Description

在仅IPv6环境中运行IPv4应用程序的代理DNS服务器和方法
技术领域
本发明大体上涉及在以互联网协议版本6(internet protocol version 6，IPv6)作为寻址标准的网络中使用的代理域名系统(domain name system，DNS)服务器，更具体地，本发明涉及在以IPv6作为寻址标准的网络中使用的服务器组件。此外，本发明还涉及对以IPv6作为寻址标准的网络中的应用程序进行寻址的方法。
背景技术
数据网络已经成为信息时代最成功和最广泛采用的技术之一。目前使用的互联网协议有两个版本：现有互联网协议版本4(internet protocol version 4，IPv4)和较新的互联网协议版本6(internet protocol version6，IPv6)。IPv6有望逐步取代IPv4，但随着IPv4向IPv6的过渡，这两个版本将共存几年。因此，当两个版本共存时，在Ipv6网络上实现IPv4通信是互联网用户关注的一个重要问题。传统IPv4应用程序使用隧道、网络地址转换(network address translation，NAT)64/46和双栈在IPv6网络中运行。
在现有方法中，在IPv6网络内的IPv4网络节点之间创建隧道。IPv6报文放置在IPv4报文中，IPv4报文通过IPv4路由器路由。组织可以通过将IPv6报文封装在IPv4报文中以及将IPv4报文封装在IPv6报文中来构建覆盖网络，该覆盖网络通过一种协议隧道传输另一种协议。由于新架构的用户无法使用旧底层基础设施的服务，因此现有方法无法使新协议的用户在没有双栈主机的情况下与旧协议的用户通信，这样无法实现互操作性。
在另一种现有方法中，例如NAT64/46，IPv4和IPv6网络可以使用IPv6过渡机制连接，该机制有助于使用NAT形式在IPv6与IPv4主机之间进行通信，但如果要在特定主机上连接特定应用程序，则NAT64/46不起作用。
在另一种现有方法中，实现了双栈同时运行IPv4和IPv6网络。IPv4和IPv6都在整个基础架构中完全部署，因此配置和路由协议可以处理IPv4和IPv6寻址和邻接关系。
现有方法需要能够部署IPv6的当前网络基础设施。但是，在许多情况下，当前网络可能尚未就绪，并且可能需要硬件和软件升级。此外，几乎所有网元都需要激活IPv6。为了满足这一要求，现有网络可能需要重新设计，成本较高。
因此，需要解决在仅IPv6环境中运行IPv4应用程序时的上述技术缺陷和问题。
发明内容
本发明的目的是提供在以互联网协议版本6(internet protocol version 6，IPv6)作为寻址标准的网络中使用的代理域名系统(domain name system，DNS)服务器、客户端组件和在以IPv6作为寻址标准的网络中使用的服务器组件，同时避免现有技术方法的一个或多个缺点。
该目的通过独立权利要求的特征来实现。其它实现方式在从属权利要求、说明书和附图中是显而易见的。
本发明提供了在以IPv6作为寻址标准的网络中使用的代理DNS服务器、客户端组件和在以IPv6作为寻址标准的网络中使用的服务器组件。
根据第一方面，提供了一种在以IPv6作为寻址标准的网络中使用的代理DNS服务器。该网络包括以互联网协议版本4(internet protocol version 4，IPv4)作为寻址标准的一个或多个应用程序。代理DNS服务器用于从网络中的应用程序接收与互联网协议(internet protocol，IP)地址相关的查询。当检测到查询与IPv4 IP地址相关时，代理DNS服务器用于将查询转换为与IPv6 IP地址相关，并将转换后的查询转发到第二DNS服务器。代理DNS服务器还用于接收来自第二DNS服务器的响应报文。响应报文包括与查询对应的IPv6格式的服务器地址。代理DNS服务器用于将服务器地址转换为IPv4格式，并将转换后的服务器地址转发到客户端应用程序。代理DNS服务器用于将IPv4 IP地址和对应的IPv6 IP地址通知用于控制和/或监控网络中的通信的网络实现。
代理DNS服务器的优点在于，代理DNS服务器利用网络命名空间、容器或虚拟机(virtual machine，VM)中的至少一个隔离地运行以IPv6作为寻址标准的应用程序。代理DNS服务器包括用于应用程序的IPv4隔离网络，不会污染在网络上运行的其它应用程序或服务。网络地址转换(network address translation，NAT)在本地用于特定代理DNS服务器上的特定应用程序。第二DNS服务器在以IPv6作为寻址标准的网络中运行，代理DNS服务器与网络上的第二DNS服务器相连。以IPv4作为寻址标准的应用程序在网络命名空间中隔离。此外，一个或多个应用程序在不修改的情况下以IPv4作为寻址标准运行。网络继续支持IPv6，从而消除了在具有不同堆栈的两个网络之间对网桥或NAT的需要，支持同一网络上的两个堆栈。因此，以IPv4作为寻址标准的一个或多个应用程序在仅IPv6环境中使用，而不需要信息技术(information technology，IT)支持和跨网络故障等运营成本以及硬件成本。
根据第二方面，客户端组件在以IPv6作为寻址标准的网络中使用，并用于在网络中以隔离的方式运行。客户端组件包括以IPv4作为寻址标准的客户端应用程序。客户端组件还包括根据第一方面的代理DNS服务器。代理DNS服务器用于接收从客户端应用程序发出的所有地址查询。
客户端组件的优点在于，其在网络命名空间、容器或虚拟机(virtual machine，VM)中的至少一个上隔离地运行以IPv4作为寻址标准的客户端应用程序，从而创建仅影响客户端应用程序的进程环境的直接方案。NAT在本地用于特定代理DNS服务器上的特定应用程序。以IPv4作为寻址标准的应用程序在网络命名空间中隔离。以IPv4作为寻址标准的客户端应用程序在仅IPv6环境中使用。客户端应用程序在不修改的情况下以IPv4作为寻址标准运行。该网络继续支持IPv6，从而消除了在具有不同堆栈的两个网络之间对网桥或NAT的需要，支持同一网络上的两个堆栈，而不需要信息技术(information technology，IT)支持和跨网络故障等运营成本以及硬件成本。
可选地，客户端组件用于在网络命名空间、虚拟机或容器中运行，以使客户端应用程序能够以隔离的方式运行。客户端组件提供了仅影响处理环境的直接方案，不会污染网络上运行的其它应用程序或服务。
可选地，代理DNS服务器用于在转换之后执行以下步骤：(i)从第二DNS接收响应报文，并且响应报文包括IPv6格式的服务器地址，以及(ii)将服务器地址转换为IPv4格式，并将转换后的服务器地址转发到客户端应用程序。客户端应用程序用于在接收到转换后的服务器地址之后，使用转换后的服务器地址向服务器发送连接请求。
根据第三方面，提供了一种在以IPv6作为寻址标准的网络中使用的服务器组件。服务器组件包括服务器和网络实现。服务器用于以IPv4作为寻址标准，并用于在网络中以隔离的方式运行。服务器组件用于接收关于由地址提供功能分配给服务器的IPv6 IP地址的信息，并用于绑定到IPv6 IP地址。服务器组件还包括地址提供功能，用于将IPv4 IP地址分配给服务器。网络实现用于从地址提供功能接收关于至少一个IPv4IP地址和对应的IPv6IP地址的信息。
服务器的优点在于，服务器以IPv4作为寻址标准在网络命名空间、容器或VM中的至少一个上隔离地运行，不会污染网络上运行的其它应用程序或服务。NAT在本地用于特定服务器上的特定应用程序。
可选地，该网络实现还用于当接收到服务器的传入报文并且传入报文包括一个或多个IPv6 IP地址时，将传入报文的每个IPv6 IP地址转换为对应的IPv4 IP地址，和/或用于当从服务器接收到传出报文时，将传出报文的每个IPv4 IP地址转换为对应的IPv6 IP地址，并将传出报文转发到网络。
可选地，服务器用于在主机中运行，并使用主机的IPv6 IP地址和连接跟踪绑定到服务器应用程序的IPv6 IP地址。
可选地，服务器用于使用分配给服务器的唯一IPv6 IP地址绑定到服务器应用程序的IPv6 IP地址。
可选地，地址提供功能用于使用环回地址范围、本地IP地址管理(IP addressmanagement，IPAM)或链路本地地址范围转换传入报文的源。
可选地，地址提供功能用于网络实现中，该网络实现用于控制和/或监控防火墙等网络中的通信。
可选地，服务器组件用于在网络命名空间、虚拟机或容器中运行，以使服务器能够以隔离的方式运行。
根据第四方面，提供了一种对以IPv6作为寻址标准的网络中的应用程序进行寻址的方法。该网络包括客户端组件，该客户端组件包括以IPv4作为寻址标准的客户端应用程序和代理DNS服务器。该网络还包括用于控制和/或监控网络中的流量的网络实现，以及第二DNS服务器。客户端组件用于以隔离的方式运行。该方法包括从客户端应用程序发送对服务器应用程序的IPv4 IP地址的请求。该方法包括在代理DNS服务器中接收请求，并向第二DNS服务器发送对服务器应用程序的IPv6 IP地址的对应的请求。该方法包括在代理DNS服务器中接收来自第二DNS服务器的响应报文。响应报文包括应用程序的IPv6 IP地址。该方法包括：在代理DNS服务器中，将IPv6 IP地址转换为IPv4格式，并将转换后的服务器地址转发到客户端应用程序，并将IPv4 IP地址和对应的IPv6 IP地址通知网络实现。
该方法的优点在于，其在网络命名空间、容器或虚拟机(virtual machine，VM)中的至少一个上隔离地运行以IPv4作为寻址标准的客户端应用程序。该方法运行以IPv6作为寻址标准的网络。NAT在本地用于特定代理DNS服务器上的特定应用程序。以IPv4作为寻址标准的应用程序在网络命名空间中隔离。该方法在不修改的情况下运行以IPv4作为寻址标准的客户端应用程序。该方法使网络能够继续支持IPv6，从而消除了在具有不同堆栈的两个网络之间对网桥或NAT的需要，支持同一网络上的两个堆栈。因此，该方法实现在仅IPv6环境中使用以IPv4作为寻址标准的客户端应用程序，而不需要信息技术(informationtechnology，IT)支持和跨网络故障等运营成本以及硬件成本。
可选地，该方法包括：在接收到客户端应用程序中的转换后的服务器地址之后，使用转换后的服务器地址向服务器发送连接请求。
根据第五方面，提供了一种对以IPv6作为寻址标准的网络中的应用程序进行寻址的方法。该网络包括以IPv4作为寻址标准的服务器。该网络还包括用于控制和/或监控网络中的流量的网络实现方式。该方法包括服务器绑定到网络实现中的IPv4 IP地址。该方法包括地址提供功能确定与IPv4 IP地址对应的IPv6 IP地址，并将IPv6 IP地址提供给服务器。地址提供功能还将IPv4 IP地址和对应的IPv6 IP地址通知网络实现。该方法包括服务器绑定到IPv4 IP地址，并且服务器组件绑定到IPv6 IP地址。
该方法利用网络命名空间、容器或虚拟机(virtual machine，VM)中的至少一个隔离地运行以IPv4作为寻址标准的客户端应用程序。该方法在以IPv6作为寻址标准的网络上运行。NAT在本地用于特定代理DNS服务器上的特定应用程序。以IPv4作为寻址标准的应用程序在网络命名空间中隔离。该方法在仅IPv6环境中使用以IPv4作为寻址标准的客户端应用程序，IT支持、硬件和跨网络故障较少。该方法在不修改的情况下运行以IPv4作为寻址标准的客户端应用程序。该方法使网络能够继续支持IPv6，从而消除了在具有不同堆栈的两个网络之间对网桥或NAT的需要，支持同一网络上的两个堆栈，因此而不需要信息技术(information technology，IT)支持和跨网络故障等运营成本以及硬件成本。
可选地，该方法包括当接收到服务器的传入报文并且传入报文包括一个或多个IPv6 IP地址时，将传入报文的每个IPv6 IP地址转换为对应的IPv4 IP地址。该方法包括：当从服务器接收到传出报文时，将传出报文的每个IPv4 IP地址转换为对应的IPv6 IP地址，并将传出报文转发到网络。
解决了现有技术中的技术问题，其中，技术问题是在仅IPv6环境中运行IPv4应用程序。
因此，与现有技术不同的是，根据代理DNS服务器和对以IPv6作为寻址标准的网络中的应用程序进行寻址的方法，该应用程序以IPv4作为寻址标准利用网络命名空间、容器或VM中的至少一个隔离地运行。代理DNS服务器包括用于应用程序的IPv4隔离网络，不会污染在网络上运行的其它应用程序或服务。NAT在本地用于特定代理DNS服务器上的特定应用程序。以IPv4作为寻址标准的一个或多个应用程序在仅IPv6环境中使用，IT支持、硬件和跨网络故障较少。一个或多个应用程序在不修改的情况下以IPv4作为寻址标准运行。网络继续支持IPv6，从而消除了在具有不同堆栈的两个网络之间对网桥或NAT的需要，支持同一网络上的两个堆栈，从而降低了运营和硬件成本。
根据下文描述的一种或多种实现方式，本发明的这些和其它方面是显而易见的。
附图说明
下面仅通过示例的方式，参考附图描述本发明的实现方式。
图1是根据本发明的实现方式的在以互联网协议版本6(internet protocolversion 6，IPv6)的网络中使用的代理域名系统(domain name system，DNS)服务器的框图。
图2是根据本发明的实现方式的客户端组件的框图。
图3是根据本发明的实现方式的服务器组件的框图。
图4是根据本发明的实现方式的IPv6网络的示例性框图。
图5是根据本发明的实现方式的对以IPv6作为寻址标准的网络中的应用程序进行寻址的方法的示例性交互图。
图6是根据本发明的实现方式的对以IPv6作为寻址标准的网络中的应用程序进行寻址的方法的流程图。
图7是根据本发明的实现方式的对以IPv6作为寻址标准的网络中的应用程序进行寻址的方法的流程图。
具体实施方式
本发明的实现方式提供了一种在以互联网协议版本6(internet protocolversion 6，IPv6)作为寻址标准的网络中使用的代理域名系统(domain name system，DNS)服务器。本发明还涉及用于在以IPv6作为寻址标准的网络中使用的客户端组件和服务器组件。本发明还涉及一种对以IPv6作为寻址标准的网络中的应用程序进行寻址的方法。
为了使本领域技术人员更容易理解本发明的方案，结合附图描述了本发明的以下实现方式。
本发明的说明书、权利要求书及上述附图中的“第一”、“第二”、“第三”和“第四”(如果有)等术语用于区分相似的对象，而不一定用于描述特定的序列或顺序。应当理解，如此使用的术语在适当的情况下是可互换的，例如使得本文描述的本发明的实现方式能够以本文所示或所描述的序列以外的序列来实现。此外，术语“包括”和“具有”及其任何变体旨在涵盖非排他性包括。例如，包括一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不一定限于明确列出的步骤或单元，而是可以包括未明确列出的或此类过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
图1是根据本发明的实现方式的在使用IPv6的网络102中使用的代理DNS服务器108的框图。网络102包括客户端组件104和第二DNS服务器112。客户端组件104包括客户端应用程序106、代理DNS服务器108和网络实现110。代理DNS服务器108在以IPv6作为寻址标准的网络102中使用。可选地，网络102包括以互联网协议版本4(internet protocolversion 4，IPv4)作为寻址标准的一个或多个应用程序。代理DNS服务器108用于从网络102中的应用程序接收与互联网协议(internet protocol，IP)地址相关的查询。当检测到查询与IPv4 IP地址相关时，代理DNS服务器108将查询转换为与IPv6 IP地址相关，并将转换后的查询转发到第二DNS服务器112。代理DNS服务器108还用于接收来自第二DNS服务器112的响应报文。响应报文包括与查询对应的IPv6格式的服务器地址。代理DNS服务器108用于将服务器地址转换为IPv4格式，并将转换后的服务器地址转发到客户端应用程序106。代理DNS服务器108用于将IPv4 IP地址和对应的IPv6 IP地址通知用于控制和/或监控网络102中的通信的网络实现110。
代理DNS服务器108的优点在于，其在网络命名空间、容器或虚拟机(virtualmachine，VM)中的至少一个上隔离地运行以IPv6作为寻址标准的应用程序。代理DNS服务器108包括用于应用程序的IPv4隔离网络，不会污染在网络102上运行的其它应用程序或服务。网络地址转换(network address translation，NAT)在本地用于特定代理DNS服务器上的特定应用程序。第二DNS服务器112在以IPv6作为寻址标准的网络上运行，代理DNS服务器108与网络上的第二DNS服务器连接。以IPv4作为寻址标准的应用程序在网络命名空间中隔离。以IPv4作为寻址标准的一个或多个应用程序在仅IPv6环境中运行。一个或多个应用程序在不修改的情况下以IPv4作为寻址标准运行。网络102继续支持IPv6，从而消除了在具有不同堆栈的两个网络之间对网桥或NAT的需要，支持同一网络上的两个堆栈。因此，以IPv4作为寻址标准的一个或多个应用程序在仅IPv6环境中使用，而不需要信息技术(information technology，IT)支持和跨网络故障等运营成本以及硬件成本。
“A”查询用于查找连接到互联网的计算机的IPv4地址，而“AAAA”查询用于从名称中查找连接到互联网的计算机的IPv6地址。如果DNS请求包括“A”查询而不包括“AAAA”查询，则代理DNS服务器108通过配置和/或DNS请求检测IPv4应用程序。可选地，当代理DNS仅请求“A”时，“A”查询被转换为“AAAA”查询，并被转发到真正的DNS服务器。可选地，代理DNS服务器108使用环回地址范围、本地IP地址管理(IP address management，IPAM)或链路本地地址范围中的至少一个，以具有IPv4地址的伪DNS记录响应。客户端应用程序106包括NAT连接报文。可选地，传入报文的源包括(i)使用对主机IPv6地址的连接跟踪，和(ii)使用专门为该客户端分配的IPv6地址。可选地，网络实现110检测响应报文，并将响应报文转换回IPv4。
可选地，对以IPv6作为寻址标准的网络102中的应用程序进行寻址是通过(i)主机地址和IPTables的组合或(ii)唯一地址和OpenvSwitch(OVS)的组合中的至少一个执行的。可选地，一个或多个应用程序在网络命名空间内运行。例如，直接，或使用容器技术(例如docker或lxc)。网络命名空间配置有IPv4地址，例如，(i)环回地址，(ii)链路本地地址，和(iv)来自专用范围(192.168.0.0或192.167.02.24)的地址。可选地，网络命名空间使用虚拟以太网(virtual ethernet，VETH)对连接到根网络命名空间。可选地，一个或多个应用程序使用主机的IPv6地址。代理DNS服务器108在网络命名空间中运行。可选地，代理DNS服务器108的实现是(i)使用Python等面向对象编程语言或使用“Go”编程语言和miekg/DNS库从头开始编写的，和(ii)对现有服务器的修改(示例：dnsmasq)。可选地，在DNS查找成功时，通过将IPtables规则添加到地址转换机制中(地址转换机制将分配的IPv4地址转换为真实的IPv6地址)，更新地址转换机制。可选地，地址转换使用IPtables和Netfilter队列实现。
可选地，当入口报文到达时，如果入口报文的源地址是已知的，则入口报文被转换并被转发到网络命名空间。此外，如果报文的源地址未知，则通过为对应的源IPv6地址分配新的IPv4地址并创建对应的源IPv6地址与新的IPv4地址之间的映射，使用netfilter-queue将报文发送到用户空间处理程序。可选地，可以为IPv4报文配置超时参数，以删除映射，并重用源地址。
可选地，在出口报文到达时，出口报文在到达时被转换和转发。如果出口报文的转换未知，则报文可能会被丢弃。
可选地，网络命名空间使用OVS网桥抽头设备连接到OVS网桥。从网络102向应用程序分配IPv6地址。可选地，应用程序的IPv6地址绑定到主机。可选地，代理DNS服务器108使用OVS和控制器实现。可选地，在DNS查找成功时，通过向相关OVS表添加规则，更新地址转换机制。可选地，地址转换使用OVS实现。当入口报文到达时，在现有OVS规则中查找报文。如果入口报文的源地址是已知的，则入口报文将被转换并被转发到网络命名空间。当入口报文的源地址未知时，报文被发送到控制器。控制器与报文创建新的四元组映射，这支持源IP地址的可重用性，前提是源IP地址上的端口不同。可选地，可以配置超时参数，以删除映射，并重用四元组。当出口报文到达时，入口报文被转换和转发。有时，在OVS中，在本机中无法从IPv4转换到IPv6，反之亦然。如果转换未知，则出口报文可能会被丢弃。可选地，转换是通过将出口报文发送到控制器以由控制器转换来执行的。可选地，控制器执行虚拟功能(virtual function，VF)的转换。例如，VF可以在扩展的伯克利报文过滤器、eBPF或用户空间中实现。
图2是根据本发明的实现方式的客户端组件202的框图。客户端组件202包括以IPv4作为寻址标准的客户端应用程序204、如以上所描述的代理DNS服务器208和网络实现210。客户端组件202在以IPv6作为寻址标准的网络206中使用，并在网络202中以隔离的方式运行。代理DNS服务器208用于接收从客户端应用程序204发出的所有地址查询。代理DNS服务器208用于将IPv4 IP地址和对应的IPv6 IP地址通知用于控制和/或监控网络206中的通信的网络实现210。
客户端组件202在网络命名空间、容器或VM中的至少一个上隔离地运行以IPv4作为寻址标准的客户端应用程序204。NAT在本地用于特定代理DNS服务器上的特定应用程序。以IPv4作为寻址标准的应用程序在网络命名空间中隔离。以IPv4作为寻址标准的客户端应用程序204在仅IPv6环境中使用。客户端应用程序204在不修改的情况下以IPv4作为寻址标准运行。网络继续支持IPv6，从而消除了在具有不同堆栈的两个网络之间对网桥或NAT的需要，支持同一网络上的两个堆栈。因此，以IPv4作为寻址标准的一个或多个应用程序在仅IPv6环境中使用，而不需要信息技术(information technology，IT)支持和跨网络故障等运营成本以及硬件成本。
可选地，代理DNS服务器208用于从网络中的应用程序接收与IP地址相关的查询。当检测到查询与IPv4 IP地址相关时，代理DNS服务器208将查询转换为与IPv6 IP地址相关，并将转换后的查询转发到第二DNS服务器。代理DNS服务器208可以用于接收来自第二DNS服务器的响应报文。代理DNS服务器208可以用于将服务器地址转换为IPv4格式，并将转换后的服务器地址转发到客户端应用程序204。代理DNS服务器208可以用于将IPv4 IP地址和对应的IPv6 IP地址通知用于控制和/或监控网络206中的通信的网络实现210。可选地，网络实现210检测响应报文，并将响应报文转换回IPv4。
可选地，响应报文包括与查询对应的IPv6格式的服务器地址。
可选地，客户端组件202用于在网络命名空间、VM或容器中运行，以使客户端应用程序204能够隔离地运行。
可选地，在转换之后，代理DNS服务器208用于接收来自第二DNS的响应报文。响应报文包括IPv6格式的服务器地址。可选地，在转换之后，代理DNS服务器208用于将服务器地址转换为IPv4格式，并将转换后的服务器地址转发到客户端应用程序204。客户端应用程序204用于在接收到转换后的服务器地址之后，使用转换后的服务器地址向服务器发送连接请求。
图3是根据本发明的实现方式的服务器组件302的框图。服务器组件302在以IPv6作为寻址标准的网络308中使用。服务器组件302包括服务器304和网络实现306。服务器304用于以IPv4作为寻址标准，并用于在网络308中以隔离的方式运行。服务器组件302用于接收关于由地址提供功能分配给服务器304的IPv6 IP地址的信息，并用于绑定到IPv6 IP地址。服务器组件302还包括地址提供功能，用于将IPv4 IP地址分配给服务器304。网络实现306用于从地址提供功能接收关于至少一个IPv4 IP地址和对应的IPv6 IP地址的信息。
服务器304以IPv4作为寻址标准在网络命名空间、容器或VM中的至少一个上隔离地运行，不会污染在网络308上运行的其它应用程序或服务。NAT在本地用于特定服务器上的特定应用程序。
可选地，网络实现306用于当接收到服务器304的传入报文时，将传入报文的每个IPv6 IP地址转换为对应的IPv4 IP地址。传入报文包括一个或多个IPv6 IP地址。网络实现306还用于当从服务器304接收到传出报文时，将传出报文的每个IPv4 IP地址转换为对应的IPv6 IP地址，并将传出报文转发到网络308。
可选地，服务器304用于在主机中运行，并使用主机的IPv6 IP地址和连接跟踪绑定到服务器应用程序的IPv6 IP地址。
可选地，服务器应用程序通过配置和“bind”系统调用IP协议检测仅IPv4服务器。可选地，服务器应用程序使用(i)主机IPv6、NAT和连接跟踪和(ii)分配给服务器304的唯一IPv6绑定到服务器应用程序的IPv6地址。可选地，服务器应用程序使用(i)环回地址范围、(ii)本地IPAM或(iii)链路本地地址范围中的至少一个在本地转换报文源。可选地，服务器应用程序在本地将响应报文转换回IPv6。
可选地，服务器304用于使用分配给服务器304的唯一IPv6IP地址绑定到服务器应用程序的IPv6 IP地址。
可选地，地址提供功能用于使用环回地址范围、本地IPAM或链路本地地址范围转换传入报文的源。
可选地，地址提供功能用于网络实现306中，以控制和/或监控防火墙等网络308中的通信。
可选地，服务器组件302用于在网络命名空间、VM或容器中运行，以使服务器304能够隔离地运行。
图4是根据本发明的实现方式的IPv6网络的示例性框图。IPv6网络包括第一主机402和第二主机412。第一主机402包括IPv6客户端410和IPv4客户端406。IPv4客户端406使用网络命名空间、虚拟机(virtual machine，VM)或容器中的至少一个在第一主机402中隔离。网络命名空间或虚拟机(virtual machine，VM)或容器包括代理DNS服务器408和IPv4客户端406。第二主机412包括IPv6服务器418和IPv4服务器416。IPv4服务器416使用命名空间、VM或容器中的至少一个在第一主机402中隔离。可选地，IPv4客户端406和IPv4服务器416是仅以IPv4作为寻址标准进行通信的传统应用程序。
代理DNS服务器408用于从网络中的应用程序接收与IP地址相关的查询。当检测到查询与IPv4 IP地址相关时，代理DNS服务器408将查询转换为与IPv6 IP地址相关，并将转换后的查询转发到第二DNS服务器。代理DNS服务器408还用于接收来自第二DNS服务器的响应报文。响应报文包括与查询对应的IPv6格式的服务器地址。代理DNS服务器408用于将服务器地址转换为IPv4格式，并将转换后的服务器地址转发到客户端应用程序。代理DNS服务器408用于将IPv4 IP地址和对应的IPv6 IP地址通知用于控制和/或监控网络中的通信的网络实现。
图5是根据本发明的实现方式的对以IPv6作为寻址标准的网络510中的应用程序进行寻址的方法的示例性交互图。可选地，在支持IPv6的应用程序与传统IPv4应用程序之间建立通信。使用DNS代理506和网络510实现通信。可选地，支持IPv6的应用程序和传统IPv4的应用程序都包括服务器应用程序502和客户端应用程序504。在步骤512中，服务器通过(i)绑定到IPv4服务器或(ii)绑定到IPv6地址来绑定到IPv4地址。可选地，IPv6地址包括主机的地址和唯一的服务器应用程序地址中的至少一个。在步骤514中，服务器绑定到IPv6地址。
在步骤516中，当客户端应用程序504是IPv6应用程序时，查找服务器请求(例如：“AAAA”查询)被发送到DNS 508。在步骤518中，DNS响应客户端应用程序504。可选地，DNS的响应指示服务器处于IPv4。在步骤520中，客户端应用程序504请求服务器中的目的地。
在步骤522中，当客户端应用程序504是使用IPv4地址检测的IPv6应用程序时，查找服务器请求(例如：“AAAA”查询)被发送到DNS代理506。在步骤524中，查找服务器(例如：“AAAA”查询)请求由DNS代理506转发到DNS。在步骤526中，DNS响应DNS代理506，DNS代理506指示服务器处于IPv4。在步骤528中，DNS代理506将DNS的响应转发到客户端应用程序504。在步骤530中，客户端应用程序504在服务器中请求目的地。
在步骤532中，当客户端应用程序504是IPv4传统应用程序时，查找服务器请求(例如：“A”查询)被发送到DNS代理506。在步骤534中，查找服务器(例如：“AAAA”查询)请求由DNS代理506转发到DNS。在步骤536中，DNS响应DNS代理506，DNS代理506指示服务器处于IPv6。在步骤538中，DNS的响应由DNS代理506转发到客户端应用程序504。在步骤540处，客户端应用程序504将请求作为IPv4发送到网络510。请求包括源地址和IPv4地址。在步骤542中，从客户端应用程序504接收的请求由网络510作为IPv6发送到服务器应用程序502。在步骤544中，实现通信，并将报文发送到支持IPv6和传统IPv4的服务器。
图6是根据本发明的实现方式的对以IPv6作为寻址标准的网络中的应用程序进行寻址的方法的流程图。该网络包括客户端组件，该客户端组件包括以IPv4作为寻址标准的客户端应用程序和代理DNS服务器。该网络还包括用于控制和/或监控网络中的流量的网络实现，以及第二DNS服务器。客户端组件用于以隔离的方式运行。在步骤602中，从客户端应用程序发送对服务器应用程序的IPv4 IP地址的请求。在步骤604中，代理DNS服务器接收请求并向第二DNS服务器发送对服务器应用程序的IPv6 IP地址的对应的请求。在步骤606中，在代理DNS服务器中接收来自第二DNS服务器的响应报文。响应报文包括应用程序的IPv6IP地址。在步骤608中，在代理DNS服务器中将IPv6 IP地址转换为IPv4格式，并将转换后的服务器地址转发到客户端应用程序，并将IPv4 IP地址和对应的IPv6 IP地址通知网络实现。
该方法在网络命名空间、容器或虚拟机(virtual machine，VM)中的至少一个上隔离地运行以IPv4作为寻址标准的客户端应用程序。该方法运行以IPv6作为寻址标准的网络。NAT在本地用于特定代理DNS服务器上的特定应用程序。以IPv4作为寻址标准的应用程序在网络命名空间中隔离。该方法在仅IPv6环境中使用以IPv4作为寻址标准的客户端应用程序。该方法在不修改的情况下运行以IPv4作为寻址标准的客户端应用程序。该方法使网络能够继续支持IPv6，从而消除了在具有不同堆栈的两个网络之间对网桥或NAT的需要，支持同一网络上的两个堆栈。因此，以IPv4作为寻址标准的一个或多个应用程序在仅IPv6环境中使用，而不需要信息技术(information technology，IT)支持和跨网络故障等运营成本以及硬件成本。
可选地，该方法包括：在接收到客户端应用程序中的转换后的服务器地址之后，使用转换后的服务器地址向服务器发送连接请求。
图7是根据本发明的实现方式的对以IPv6作为寻址标准的网络中的应用程序进行寻址的方法的流程图。该网络包括以IPv4作为寻址标准的服务器。该网络还包括用于控制和/或监控网络中的流量的网络实现方式。在步骤702中，服务器绑定到网络实现中的IPv4IP地址。在步骤704中，与IPv4 IP地址对应的IPv6IP地址由地址提供功能确定，IPv4 IP地址被提供给服务器。地址提供功能还将IPv4 IP地址和对应的IPv6IP地址通知网络实现。在步骤706中，服务器绑定到IPv4 IP地址，并且服务器组件绑定到IPv6 IP地址。
该方法在网络命名空间、容器或虚拟机(virtual machine，VM)中的至少一个上隔离地运行以IPv4作为寻址标准的客户端应用程序。该方法在以IPv6作为寻址标准的网络上运行。NAT在本地用于特定代理DNS服务器上的特定应用程序。以IPv4作为寻址标准的应用程序在网络命名空间中隔离。该方法在仅IPv6环境中使用以IPv4作为寻址标准的客户端应用程序。该方法在不修改的情况下运行以IPv4作为寻址标准的客户端应用程序。该方法使网络能够继续支持IPv6，从而消除了在具有不同堆栈的两个网络之间对网桥或NAT的需要，支持同一网络上的两个堆栈。因此，以IPv4作为寻址标准的一个或多个应用程序在仅IPv6环境中使用，而不需要信息技术(information technology，IT)支持和跨网络故障等运营成本以及硬件成本。
可选地，该方法包括当接收到服务器的传入报文时，将传入报文的每个IPv6 IP地址转换为对应的IPv4IP地址。传入报文包括一个或多个IPv6 IP地址。可选地，该方法包括：当接收到来自服务器的传出报文时，将传出报文的每个IPv4 IP地址转换为对应的IPv6 IP地址，并将传出报文转发到网络。
应理解，在所描述的附图中示出的部件的布置是示例性的，并且其它布置也是可能的。还应理解，由权利要求定义的、下文描述的并在各种框图中示出的各种系统部件(和模块)代表根据本文公开的主题配置的一些系统中的部件。例如，这些系统部件(和模块)中的一个或多个可以全部或部分地通过在所描述的附图中所示的布置中的部件中的至少一些实现。
此外，虽然这些部件中的至少一个至少部分地实现为电子硬件部件，并因此构成机器，但其它部件可以以软件实现，当该软件包括在执行环境中时，该软件构成机器、硬件或软件和硬件的组合。
尽管已经详细描述了本发明及其优点，但应理解，在不偏离所附权利要求所定义的公开内容精神和范围的情况下，本文可以进行各种改变、替换和修改。

Claims (15)

1.一种在以互联网协议版本6(internet protocol version 6，IPv6)作为寻址标准的网络(102、206、308、510)中使用的代理域名系统(domain name system，DNS)服务器(108、208、408)，其特征在于，所述网络(102、206、308、510)包括以互联网协议版本4(internetprotocol version 4，IPv4)作为寻址标准的一个或多个应用程序，所述代理DNS服务器(108、208、408)用于从所述网络(102、206、308、510)中的应用程序接收与互联网协议(internet protocol，IP)地址相关的查询，在检测到所述查询与IPv4IP地址相关时，将所述查询转换为与IPv6 IP地址相关，并将所述转换后的查询转发到第二DNS服务器(112)，所述代理DNS服务器(108、208、408)还用于从所述第二DNS服务器(112)接收响应报文，所述响应报文包括与所述查询对应的IPv6格式的服务器地址，将所述服务器地址转换为IPv4格式，将所述转换后的服务器地址转发到所述客户端应用程序(106、204、504)，并将所述IPv4IP地址和所述对应的IPv6 IP地址通知用于控制和/或监控所述网络(102、206、308、510)中的通信的网络实现(110、210、306)。
2.一种在以IPv6作为寻址标准的网络(102、206、308、510)中使用并用于在所述网络(102、206、308、510)中以隔离的方式运行的客户端组件(104、202)，其特征在于，所述组件(202)包括以IPv4作为寻址标准的客户端应用程序(106、204、504)，所述组件(202)还包括根据权利要求1所述的代理DNS服务器(108、208、408)，所述代理DNS服务器(108、208、408)用于接收从所述客户端应用程序(106、204、504)发出的所有地址查询。
3.根据权利要求2所述的客户端组件(104、202)，其特征在于，所述客户端组件(104、202)用于在网络命名空间、虚拟机或容器中运行，以使所述客户端应用程序(106、204、504)能够以所述隔离的方式运行。
4.根据权利要求2或3所述的客户端组件(104、202)，其特征在于，所述代理DNS服务器(108、208、408)用于在转换之后执行以下步骤：
从所述第二DNS(112)接收响应报文，所述响应报文包括IPv6格式的服务器地址，
将所述服务器地址转换为IPv4格式，并将所述转换后的服务器地址转发到所述客户端应用程序(106、204、504)，
其中，所述客户端应用程序(106、204、504)用于在接收到所述转换后的服务器地址之后，使用所述转换后的服务器地址向所述服务器发送连接请求。
5.一种在以互联网协议版本6(internet protocol version 6，IPv6)作为寻址标准的网络(102、206、308、510)中使用的服务器组件(302)，其特征在于，包括服务器(304)，所述服务器(304)用于使用互联网协议版本4(internet protocol version 4，IPv4)作为寻址标准，并用于在所述网络(102、206、308、510)中以隔离的方式运行，所述服务器组件(302)用于接收关于由地址提供功能分配给所述服务器(304)的IPv6 IP地址的信息，并用于绑定到所述IPv6 IP地址，所述服务器组件(302)还包括地址提供功能和网络实现(110、210、306)，所述地址提供功能用于将IPv4 IP地址分配给服务器(304)，所述网络实现(110、210、306)用于从所述地址提供功能接收关于至少一个IPv4 IP地址和对应的IPv6 IP地址的信息。
6.根据权利要求5所述的服务器组件(302)，其特征在于，所述网络实现(110、210、306)还用于当接收到所述服务器(304)的传入报文时，将所述传入报文的每个IPv6 IP地址转换为对应的IPv4 IP地址，和/或用于当从所述服务器(304)接收到传出报文时，将所述传出报文的每个IPv4 IP地址转换为对应的IPv6 IP地址，并将所述传出报文转发到所述网络(102、206、308、510)，所述传入报文包括一个或多个IPv6 IP地址。
7.根据权利要求5或6所述的服务器组件(302)，其特征在于，所述服务器(304)用于在主机中运行，并使用所述主机的IPv6 IP地址和连接跟踪绑定到所述服务器应用程序的IPv6 IP地址。
8.根据权利要求5至7中任一项所述的服务器组件(302)，其特征在于，所述服务器(304)用于使用分配给所述服务器(304)的唯一IPv6 IP地址绑定到所述服务器应用程序的IPv6 IP地址。
9.根据权利要求5至8中任一项所述的服务器组件(302)，其特征在于，所述地址提供功能用于使用环回地址范围、本地IPAM或链路本地地址范围转换所述传入报文的源。
10.根据权利要求9所述的服务器组件(302)，其特征在于，所述地址提供功能布置在所述网络实现(110、210、306)中，所述网络实现(110、210、306)用于控制和/或监控所述网络(102、206、308、510)中的通信，所述网络(102、206、308、510)例如防火墙。
11.根据权利要求5至10中任一项所述的服务器组件302，其特征在于，所述服务器组件(302)用于在网络命名空间、虚拟机或容器中运行，以使所述服务器(304)能够以隔离的方式运行。
12.一种对以互联网协议版本6(internet protocol version 6，IPv6)作为寻址标准的网络(102、206、308、510)中的应用程序进行寻址的方法，其特征在于，所述网络(102、206、308、510)包括客户端组件(104、202)和代理域名系统(domain name system，DNS)服务器(108、208、408)，所述客户端组件包括以互联网协议版本4(internet protocol version4，IPv4)作为寻址标准的客户端应用程序(106、204、504)，所述网络(102、206、308、510)还包括用于控制和/或监控所述网络(102、206、308、510)中的流量的网络实现(110、210、306)和第二DNS服务器(112)，所述客户端组件(104、202)用于以隔离的方式运行，所述方法包括：
从所述客户端应用程序(106、204、504)发送对服务器应用程序(502)的IPv4 IP地址的请求，
在所述代理DNS服务器(108、208、408)中接收所述请求，并向所述第二DNS服务器发送对所述服务器应用程序(502)的IPv6 IP地址的对应的请求，
在所述代理DNS服务器(108、208、408)中接收来自所述第二DNS服务器(112)的响应报文，所述响应报文包括用于所述应用程序的所述IPv6 IP地址，
在所述代理DNS服务器(108、208、408)中，将所述IPv6 IP地址转换为IPv4格式，并将所述转换后的服务器地址转发到所述客户端应用程序(106、204、504)，并将所述IPv4 IP地址和对应的IPv6 IP地址通知网络实现(110、210、306)。
13.根据权利要求12所述的方法，其特征在于，还包括步骤：在所述客户端应用程序(106、204、504)中接收到所述转换后的服务器地址之后，使用所述转换后的服务器地址向所述服务器(304)发送连接请求。
14.一种对以互联网协议版本6(internet protocol version 6，IPv6)作为寻址标准的网络(102、206、308、510)中的应用程序进行寻址的方法，其特征在于，所述网络(102、206、308、510)包括以互联网协议版本4(internet protocol version 4，IPv4)作为寻址标准的服务器(304)，所述网络(102、206、308、510)还包括用于控制和/或监控所述网络(102、206、308、510)中的流量的网络实现(110、210、306)，所述方法包括：
所述服务器(110、210、306)绑定到所述网络实现中的IPv4 IP地址，
地址提供功能确定与所述IPv4 IP地址对应的IPv6 IP地址并将所述IPv6 IP地址提供给所述服务器(304)，所述地址提供功能还将所述IPv4 IP地址和对应的IPv6 IP地址通知所述网络实现(110、210、306)，所述服务器绑定到所述IPv4 IP地址，所述服务器组件302绑定到所述IPv6 IP地址。
15.根据权利要求14所述的方法，其特征在于，还包括以下步骤：
当接收到所述服务器(304)的传入报文时，将所述传入报文的每个IPv6 IP地址转换为对应的IPv4 IP地址，所述传入报文包括一个或多个IPv6 IP地址，以及
当从所述服务器(304)接收到传出报文时，将所述传出报文的每个IPv4 IP地址转换为对应的IPv6 IP地址，并将所述传出报文转发到所述网络(102、206、308、510)。
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