NAT64与DNS64背景

在IPv6演进过程中，网络侧的IPv6 Ready程度较高，但是业务侧IPv6化还不乐观，因此解决IPv6网络与IPv4网络的互访，已经成为目前网络建设者关注的重点，特别是IPv6用户访问IPv4服务器的场景。

随着IPv4地址池的耗尽，企业和蜂窝网络提供商正越来越多的部署IPv6 DNS64和NAT64网络。

为了解决 NAT-PT中的各种缺陷，同时实现 IPv6与 IPv4之间的网络地址与协议转换技术， IETF（互联网工程任务组）重新设计一项新的解决方案： NAT64与 DNS64技术。

NAT64 是一种有状态的网络地址与协议转换技术，一般只支持通过 IPv6网络侧用户发起连接访问 IPv4侧网络资源。但 NAT64也支持通过手工配置静态映射关系，实现 IPv4网络主动发起连接访问 IPv6网络。NAT64可实现 TCP、UDP、ICMP协议下的 IPv6与 IPv4网络地址和协议转换。

DNS64 则主要是配合 NAT64工作，主要是将 DNS查询信息中的 A记录（IPv4地址）合成到 AAAA记录（IPv6地址）中，返回合成的 AAAA记录用户给IPv6侧用户。DNS64也解决了 NAT-PT中的 DNS-ALG存在的缺陷。

NAT64 一般与 DNS64协同工作，而不需要在 IPv6客户端或 IPv4服务器端做任何修改。 NAT64解决了 NAT-PT中的大部分缺陷，同时配合 DNS64的协同工作，无需像 NAT-PT中的 DNS-ALG等。

目前 NAT64与 DNS64均处于 IETF的草案阶段，尚未形成正式的 RFC文档。但由于 IPv6的快速发展、应用场景的需求、IPv6侧网络用户的强烈需求，处于草案阶段的 NAT64与 DNS64已经正式开始在互联网中部署应用了。NAT64也只是 IPv6网络发展初期的一种过渡解决方案，在 IPv6发展前期会被广泛部署应用，而后期则会随着 IPv6网络的发展壮大，逐步退出历史舞台。

本文主要讨论 DNS64与 NAT64的基本原理与应用场景，不涉及 DNS64与 NAT64协议的具体实现、协议规范及数据处理细节，希望深入了解 NAT64及DNS64的网络技术人员或 IPv6网络开发人员可直接参考本文后面的 IETF草案链接。

NAT64与 DNS64的网络部署场景 NAT64与 DNS64的常见应用场景组网如下图所示
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在上图中，DNS64Server与NAT64Router是完全独立的部分。

其中64:FF9B::/96为DNS64的知名前缀，DNS64一般默认使用此前缀进行IPv4地址到IPv6地址的合成，同时该前缀也作为NAT64的转换前缀，实现匹配该前缀的流量才做NAT64转换。

一般在DNS64与NAT64中该前缀被表示为pref64::/n，该前缀可根据实际网络部署进行配置。在NAT-PT中，转换的前缀只支持固定96位长度，而NAT64中则可使用：32,40,48,56,64或96等范围，每种长度的前缀转换规则也不完全相同。

当IPv6OnlyUser发起连接访问普通IPv6网站，流量将会匹配IPv6默认路由而直接转发至IPv6Router处理。

而访问的是IPv4单协议栈的服务器时，将经DNS64Server进行前缀合成，Pref64::/n网段的流量将被路由转发至NAT64Router上，从而实现IPv6与IPv4地址和协议的转换，访问IPv4网络中的资源。

注：简单的说就是通过一个路由器和一个DNS服务器来代理用户的IPV6流量，DNS服务器就是用于返回标识域名，哪些IP的流量是需要转换的，通过IP前缀来给流量打标记

NAT64与DNS64的报文交互

DNS64与NAT64的报文交互过程如下图所示： :::info WCYTIP：如下的流程中：

  1. 先请求了IPV6域名
  2. 没有返回
  3. 再请求IPV4域名
  4. 有结果返回
  5. 将IPV4的结果转换为IPV6的结果返回，通过添加了特殊的 64:FF9B::/96 NAT64前缀标识
  6. 然后给PC返回了IPV6的解析结果，PC访问IPV6地址
  7. NAT64路由器识别相应的NAT64前缀，做NAT64代理，代理访问IPV4网站

  8. 这样对内的话就保持了全IPV6，对外实际还是IPV4 ::: image.jpeg

  9. PC请求域名

  10. 域名对应的IPV6没有
  11. 域名对应的IPV4有，DNS64则拼装成一个特殊的IPV6地址返回
  12. 特殊的IPV6能被NAT64的路由器识别，就又可以转换成对应的IPV4
  13. 这样便有NAT64来实现IPV6地址到IPV4地址的映射转换了

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