IPv4-IPv6過渡階段DNS46系統(tǒng)研究與實現(xiàn).pdf

1、隨著Internet的廣泛應用和網(wǎng)絡技術(shù)的迅速發(fā)展，網(wǎng)絡主機數(shù)量呈指數(shù)級增長，可分配的IPv4地址即將枯竭，于是使用下一代互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議IPv6替代IPv4是解決地址不足問題的根本方法。但是IP協(xié)議的升級不能在短時間內(nèi)完成，因此IPv4向IPv6過渡技術(shù)便應運而生。
　　其中，基于協(xié)議翻譯技術(shù)的DNS46與NAT46的過渡方案受到眾多國內(nèi)外研究組織的關(guān)注，由于IPv6地址空間遠大于IPv4地址空間，如何有效地對服務器IPv6地址進行動

2、態(tài)映射是我們研究的重點；同時 DNS46需要有足夠的性能處理大規(guī)?？蛻舳说牟l(fā)訪問，于是需要研究基于域名關(guān)鍵字的緩存高速查找算法；由于地址翻譯的DNS46和NAT46協(xié)同工作影響到整個過渡系統(tǒng)的性能，所以必須研究一種高效的DNS46和NAT46的同步機制。本文的主要工作如下：
　　首先，本文提出一種基于時間因子的地址映射動態(tài)緩存算法。協(xié)議的翻譯通過的給定的IPv4保留地址池進行地址映射來實現(xiàn)，通過DNS響應的記錄生存時間時間、地址

3、池空間利用率以及當前并發(fā)訪問量，合理確定地址映射記錄的緩存時間。從而有效地進行緩存管理，為客戶端提供透明服務，提高IPv4地址池的復用效率。
　　其次，提出一種基于頂級域名一級索引和頻次統(tǒng)計的緩存哈希高效查找算法。該方法根據(jù)域名關(guān)鍵字的特殊格式，進行頂級域名前綴匹配作為一級索引，然后通過高速的哈希算法將地址映射記錄緩存，對于哈希沖突采用有序的鏈式處理，增加結(jié)點中頻次統(tǒng)計字段，根據(jù)該字段對于每一個鏈進行插入排序。該方法根據(jù)實際應用環(huán)

4、境，能有效提高緩存的查找效率。
　　然后，提出一種基于內(nèi)核態(tài)地址映射同步機制的設計方案。在DNS46和NAT46之間需要交換地址映射記錄的添加和刪除消息。頻繁的通信會增加系統(tǒng)負擔，成為性能瓶頸。本文使用基于內(nèi)核態(tài)消息通信可以解決傳統(tǒng)情況下用戶態(tài)通信開銷很大的問題，該方法基于內(nèi)核態(tài)Netfilter框架，通過構(gòu)造IP數(shù)據(jù)包來實現(xiàn)DNS46和NAT46的同步機制。
　　最后，根據(jù)上述關(guān)鍵技術(shù)，設計并實現(xiàn)了DNS46系統(tǒng)。該系統(tǒng)能