本博文將詳細為您介紹nat64如何與dns64搭配完成狀態位址轉換，以及使用時需要注意的一些事項。
在ipv6演進過程中，網路側的ipv6 ready程度較高，但是業務側ipv6化還不樂觀，因此解決ipv6網路與ipv4網路的互訪，已經成為目前網路建設者關注的重點，特別是ipv6使用者訪問ipv4伺服器的場景。
前面介紹的nat444和ds-lite技術都是為實現ipv4使用者訪問ipv4業務、ipv6使用者訪問ipv6業務服務的，不解決ipv4與ipv6互訪需求。nat64則是專為ipv4與ipv6互訪而產生，可以與nat444或者ds-lite結合使用來滿足多種業務應用。
nat64+dns64是有狀態位址轉換協議(有狀態和無狀態的位址轉換協議，在後期來單獨介紹)，支援ipv6網路側使用者發起訪問ipv4網路側伺服器資源，同時，nat64也支援通過手工配置靜態對映關係，實現ipv4網路側使用者發起訪問ipv6網路資源。其中nat64執行ipv4-ipv6的有狀態位址轉換和協議轉化，dns64實現網域名稱位址解析。
nat64+dns64的典型應用場景有三種。
應用一:ipv4 idc/isp站點為ipv6使用者提供業務。
應用二：運營網路內ipv6使用者與ipv4使用者互訪業務。
應用三：ipv6-only idc/isp站點為ipv4使用者提供業務。
其中應用一是nat64最主要的業務場景，應用三則是比較超前的業務場景。
對於ipv6使用者訪問ipv4 idc/isp的應用場景，具體的業務流程如下：
1.ipv6主機發起example.com的aaaa網域名稱解析到dns64(主機配置的dns位址是dns64)
2.dns64觸發aaaa到dns aaaa中查詢;
3.dns aaaa返回null的資訊到dns64;
4.dns64然後觸發a的申請到dns a中查詢;
5.dns a返回example.com的a記錄(192.0.2.1);
6.dns64合成ipv6位址(2001:db8:cdfe::192.0.2.1)，返回aaaa response給ipv6主機;
7.ipv6主機發起目的位址為2001:db8:cdfe::192.0.2.1的ipv6資料報;由於nat64在ipv6域內通告配置的ipv6 prefix，因此這個資料報**到nat64裝置上;
8.nat64執行位址轉換和協議轉換，目的位址轉換為192.0.2.1，源位址根據位址狀態轉換(2001:db8::1,1500)->(203.0.113.1,2000);在ipv4域內路由到ipv4 server;
9.資料報返回，目的位址和埠為203.0.113.1,2000;
10.nat64根據已有記錄進行轉換，目的位址轉換為2001:db8::1,源位址為加了ipv6字首的ipv4 server位址2001:db8:cdfe::192.0.2.1，傳送到ipv6主機;
根據業務流程可以清楚的了解到，dns64是將ipv4伺服器的ipv4位址嵌入到ipv6位址，這個過程就叫做合成。(rfc6052給出了ipv4-embedded ipv6 address的格式)。nat64在翻譯ipv6位址到ipv4位址時，對於目的位址(ipv4伺服器的位址，是內嵌ipv4的ipv6位址)按照規則直接轉換為ipv4位址，這個過程是無狀態的位址轉換，對於源位址(ipv6使用者位址)通過nat64轉換為公網ipv4位址(通常是從配置的ipv4位址池中隨機選擇乙個可用的ipv4位址和埠號)，這個過程是有狀態的位址轉換。nat64裝置同時記錄這個狀態資訊，用於資料流返回時的位址轉換。
在nat64+dns64部署的時候需要特別注意，dns64位址合成所使用的ipv6-prefix要和nat64配置的ipv6-prefix一致。如果網路中存在多台nat64裝置時，每台nat64配置的ipv6-prefix是不同的，dns64可以通過不同的ipv6-prefix合成ipv6位址來控制nat64間的業務負載(前提是能夠保障nat64可以實現ipv4伺服器的互通)。
另外，nat64裝置需要同時向ipv4網路和ipv6網路發布路由。nat64與ipv6網路連線的埠配置ipv6位址，向ipv6網路發布配置的ipv6-prefix路由;如果nat64配置了多個ipv6-prefix，需要選擇合適的彙總方式發布ipv6路由;nat64與ipv4網路連線的埠配置ipv4位址，向ipv4網路發布配置的ipv4位址池路由。
nat64裝置通常部署在網路邊界，比如ipv6都會網路與ipv4都會網路的互聯互通層次以及ipv4 idc中心的出口路由器層次。
原文發布時間為：2023年12月12日
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