國際化的網域名稱系統

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（internationalization of Domain Names System，iDNS）

蔣大偉、陳文水、黃勝雄

中央研究院‧計算中心‧網路組

台北市南港區 11529 研究院路二段一二八號

dawei@sinica.edu.tw，chenws@sinica.edu.tw，huangk@sinica.edu.tw

摘要

目前在“網際網路”（Internet）上穩定運作的“網域名稱系統”（DNS），無法滿足“非英語系”使用者的需要，本土化網域名稱的需求呼之欲出。 “ 國際化的網域名稱系統 ” （iDNS）之需求也逐漸成形中。本文分別針對網域名稱系統的國際化﹑區域化﹑和標準化提出探討。同時針對此需求，進行 iDNS 系統的開發。希望經由理論與實務架構之並行作業，能夠提升 iDNS 系統的可用性、穩定性、和安全性。關鍵字︰dns、idns、TLD、gTLD、ccTLD。一、

研究動機

西元 1969 年網際網路在美國發跡，短短三十年間網際網路開枝散葉地成為廣佈全球的資訊網絡，世界儼然成為一個地球村。隨著“非英語系”上網人口的不斷增加，許多早期制定的標準都已不符使用，這也是當初始料未及的狀況。以網際網路上最重要的“網域名稱系 統”（DNS）而言，當初所制定的標準 RFC1034 （ Domain Names - Implementation and Specification ）和 RFC1035（ Domain Names - Concepts and Facilities ）把網域名稱局限在英文的大小寫字母、阿拉伯數字、以及連字符號的範圍中，這完全是針對英語系使用者所做的權宜決定，並未把其他語系的使用者納入考量。是否能夠實作出一個國際化的網域名 稱系統（iDNS），以滿足“非英語系”使用者 “本土化”（區域化）的需求，並進而促成“非英語系”網域名稱的標準化？

二、背景說明

“網域名稱”（Domain Name）就是一般人熟知的“網址”，它讓網路使用者（的電腦）能夠在網路上找到想要聯絡的對方。“網域名稱”好比是網路世界的門牌號碼，當然一個門牌號碼只能給一部上網的電腦使用（不過每部上網的電腦卻可以擁有多個門牌號碼），透過它網路世界的公民們可以互通有無。 根據 RFC1034 ﹑ RFC1035 ﹑ 和 RFC1591 （ Domain Name System Structure and Delegation）等標準的定義，我們知道：每個完整的網域名稱（ Full-Qualified Domain Name ）是由數層網域所構成，每層網域必須以點（.）做為間隔符號。網域名稱局限在英文的大小寫字母（A-Z 或 a-z；網域名稱大小寫不分）、阿拉伯數（0-9）、連字符號（-）等範圍中。最右邊的網域內容，代表著“最上層 的網域”（Top-Level Domain name；TLD)，而

TLDs 又可區分成 “ 通用網域 ” （ generic TLDs；gTLDs）和“國碼網域”（country code TLDs；ccTLDs）。gTLDs 目前由七個通用網域 所組成：com（商業）、edu（教育學術）、gov （美國政府）、mil（美國軍方）、net（網路服務）、org（非營利組織）、和 int （國際 組織）。而 ccTLDs 則是採用 ISO3166 標準的

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二碼制國名代號（譬如 TW 代表臺灣，CN 代表中國）。 從 RFC1034﹑RFC1035﹑和 RFC1591 等標 準的制定中，我們不難看出一些端倪。由於網際網路的發源地在美國，所以舉凡“網域名稱”和“通用網域”等標準的制定，都是以美國為中心來設計的。隨著上網人數的不斷增加，機器節點也持續地加入到網路上來， RFC1591 標準已不足以容納急劇增加的網域名 稱，遂有許多組織和國家推動新的 gTLDs 標 準。同時因為“非英語系”國家上網人數已成 氣候，RFC1034 和 RFC1035 等標準也已不符使 用，遂有網域名稱“本土化”（或區域化）的呼聲。

三、iDNS（國際化的網域名稱系統）計劃

中央研究院（以下簡稱中研院）計算中心有鑑於國內對網域名稱有“本土化”（中文網 址）的需求，遂提出 iDNS（國際化的網域名稱 系統）計劃，希望能提供一個安全﹑可靠﹑以及穩定的中文網域名稱系統給國內使用，而且能夠相容於舊有的網域名稱系統（也就是原有的英文網域名稱仍然能夠使用），並希望以“開放原始程式碼”（open source）的方式流通以利推廣。此計劃共有三個目標，分別是：網域名稱系統的國際化﹑區域化﹑和標準化。網域名稱系統的國際化和區域化其實是一體兩面的事情。以目前既成的事實而言，唯有國際化（去除不必要的限制）後的網域名稱系統，纔能容忍區域化（或本土化）後的網域名稱；而在網域名稱區域化的過程中，我們必須為本土化網域名稱的引用，去除掉一些不必要的限制，遂有網路應用程式（譬如 sendmail）﹑系統函式庫（譬如 gethostbyname）等的國際化需求。 目標一﹑網域名稱系統的國際化 （Internationalization，I18N） 1. 除去“網域名稱系統”對網域名稱所 作，不必要的限制和轉換的動作（或稱 為 8-bit clean）。 2. 讓網域名稱系統可以同時處理“英語 系”和“非英語系”的網域名稱。 就第一個子目標而言，要建置一個“8-bit clean”的網域名稱系統，必須去除 RFC1034 和 RFC1035 等標準所強加的限制。可行的方法就 是修改 BIND（網域名稱系統的軟體實作）套 裝程式。就第二個子目標而言，要能同時處理“英語系”和“非英語系”的網域名稱，必須讓原 本處理英文網域名稱的 root name server（根 名稱伺服器）也能處理非英文的網域名稱，在 “非英語系”網域名稱尚未標準化之前，這個理想是不可能達成的。可行的方法就是自己設置一個可以處理“非英語系”網域名稱的新

root name server，而且為了使用原有的英文

網域名稱，新的 root name server 必須到原 來的 root name server 處取得一份最新的根 （或最上層）網域資料（root.zone）併入“非英語系”的根（或最上層）網域資料中。值得注意的是，一般用戶端所使用的名稱伺服器，若要加入“非英語系”的網域名稱系統一起運作，則必須修改其名稱快取檔案（named.ca），只能使用“非英語系”網域名稱系統所提供的

root name server。

目標二﹑網域名稱系統的區域化 （Localization，L10N） 1. 讓網域名稱系統可以處理“某個語系” 的網域名稱。 2. 讓網路應用程式可以直接引用“非英語 系”的網域名稱。 就第一個子目標而言，有了“國際化”所 發展出來的“8-bit clean”網域名稱系統，就 當然可以處理“非英語系”的網域名稱。接下來的問題在於，是否有適用的作業平台。就臺 灣目前的現況（以 open source）來說，CLE（以 RedHat 為基礎的中文延伸套件）算是中文作業 環境最佳的選擇，因為它為我們妥善地解決了 中文（BIG5/GB）的輸入和輸出問題。因此我們 會在 CLE 這個中文作業平台上，發展與安裝 “8-bit clean”的網域名稱系統。此外，當 網域名稱本土化之後，還會引發其它的問題。以中文網域名稱來說，會有：統一命名的問題（全球資訊網﹑首頁﹑萬維網 ... 等都是指 www）﹑正簡寫的問題（『台』與『臺』﹑『体』與『體』... 等等）﹑使用習慣的問題（中文地址的習慣是由大到小，譬如說：臺灣.教育. 中研院）... 等等。

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就第二個子目標而言，我們發現到當網路應用程式在解析網域名稱時，會呼叫標準函式庫所提供的 gethostbyname 函式，因此若能修正標準函式庫裡的 gethostbyname 函式，則可以解決掉大部分的問題（然而，微軟中文視窗不須做任何修改，上面的網路程式便可以直接使用中文的網域名稱）。 目標三﹑“非英語系”網域名稱系統的標準化 （Standardization，S13N） 1. 網域名稱各自區域化後，如何相互引用 對方的網域名稱。 2. 促成“非英語系”網域名稱的標準化。 3. 廢除 RFC1034 和 RFC1035 等標準對網 域名稱所作不合時宜的限制。並制定新 的標準。 就第一個子目標而言，“非英語系”網域名稱應該要符合本土使用者實際的需求，否則根本就無法推行，所以必須採行各自發展與區域合作的步驟，唯有如此纔能收水到渠成之效。以中文網域名稱來說，臺灣地區使用的是 BIG5 字集編碼的繁體字，而中國大陸使用的是 GB-2312-80 字集編碼的簡体字。這兩套字集編 碼互有重疊，無法做自動判斷的動作，因此必須指明目前的編碼方式纔有可能做轉碼的動 作。GB-2312-80 的編碼只有 6763 個漢字，而 BIG5 的編碼卻有 13053 個漢字，所以有很多 字轉不出來的。同時也要注意兩地各有不同的習慣用語。目前較可行的方法，就是使用者端的 gethostbyname 函式，一遇到最上層網域為 “中國”的網域名稱，就把它轉換成 GB 編碼 的字串，當然臺灣地區的 root name server 必 須能夠將它指向中國大陸的 root name server；反之亦然。 就第二個子目標而言，“非英語系”網域名稱的機制將會引發 “ 多國語言 ” （multilingual ）同時使用的問題，是否有這 樣的作業平臺可供使用也是個問題， Mule （ Multilingual Emacs ）的發展似乎是一個可以借力的地方。要促成“非英語系”網域名稱系統的標準化，以及免除轉碼的不方便，到最後似乎還是得採用可以滿足“多國語言”需 求的字集編碼，譬如 Unicode ﹑ ISO 10646-1:1993 等標準。當然這必須取得大家的 共識纔有意義。

四、實作方法

步驟一、“國際化”網域名稱系統的下載﹑安 裝﹑設定與測試。  下載經由“中研院計算中心”修改過

（ 8-bit clean ）的 bind 程式套件

[12]： 1. REDHAT 5.2 + CLE v0.7 的使用者可以 直接下載修改過之 RPM 包裝的二元碼 檔。 bind-8.2-1iDNS.i386.rpm bind-utils-8.2-1iDNS.i386.rpm bind-devel-8.2-1iDNS.i386.rpm caching-nameserver-5.2-1iDNS.noarc h.rpm 2. REDHAT 6.0 + CLE v0.8 的使用者可以 直接下載修改過之 RPM 包裝的二元碼 檔。 bind-8.2-6iDNS.i386.rpm bind-utils-8.2-6iDNS.i386.rpm bind-devel-8.2-6iDNS.i386.rpm caching-nameserver-6.0-2iDNS.noarc h.rpm 3. 其它版本的使用者，下載修改過的原始 碼檔 bind-8.2iDNS-src.tar.gz 與 named.root。  安裝“國際化”網域名稱系統： 1. REDHAT 5.2 + CLE v0.7 的使用者： 先檢查系統是否已經安裝過 bind 程式套件，請輸入

rpm -qa | grep bind

若已安裝執行的結果會像這樣 bind-8.2-1 bind-devel-8.2-1 bind-utils-8.2-1 此時我們應該把原有的 bind 程式套件移除，請輸入 rpm -e --nodeps bind-8.2-1 bind-devel-8.2-1 bind-utils-8.2-1 現在我們可以開始安裝修改過（國際化）之 RPM 包裝的二元碼檔，請在二元碼檔

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所存放的目錄下輸入 rpm -ivh bind* rpm -ivh --force caching-nameserver-5.2-1iDNS.noarc h.rpm 2. REDHAT 6.0 + CLE v0.8 的使用者： 請在二元碼檔所存放的目錄下輸入 rpm -ivh --force bind*

rpm -ivh --force caching-nameserver-6.0-2iDNS.noarc h.rpm 3. 其它版本的使用者： 請把修改過（國際化）的原始碼檔 bind-8.2-src.tar.gz 解開，然後切換到 src 這個子目錄下，按照檔案 INSTALL 的說明進行編譯與安裝的工作。並以 named.root 取代 /var/named 目錄下的 named.ca 檔案。  設定區域化網域名稱（以中研院的中文 網域名稱為例）： 1. 檔案 /etc/resolv.conf 的內容如下 search 中研院.教育.臺灣 nameserver 140.109.1.137 2. 檔案 /etc/named.conf 的內容如下 options { directory "/var/named"; } zone "." { type hint; file "named.ca"; }; zone "0.0.127.in-addr.arpa" { type master; file "named.local"; }; zone "中研院.教育.臺灣" { type master; file "db.sinica.edu.tw"; }; zone "137.1.109.140.in-addr.arpa" { type master; file "db.140.109.1.137"; }; 3. 檔案 /var/named/db.sinica.edu.tw 的內容如下 $ORIGIN 中研院.教育.臺灣. ; @ IN SOA 名稱伺服.中研院.教育.臺灣. root.名稱伺服.中研院.教育.臺灣. 199907280 ; Serial 36000 ; Refresh 7200 ; Retry 3600000 ; Expire 172800 ); Minimum IN NS 名稱伺服.中研院.教育.臺灣. ; 名稱伺服 IN A 140.109.1.137 全球資訊網 IN A 140.109.4.130 4. 檔案 /var/named/db.140.109.1.137 的內容如下 $ORIGIN 137.1.109.140.in-addr.arpa. @ IN SOA 名稱伺服.中研院.教育.臺灣. root.名稱伺服中研院.教育.臺灣. 199907270 ; Serial 36000 ; Refresh 7200 ; Retry 3600000 ; Expire 172800 ); Minimum IN NS 名稱伺服.中研院.教育.臺灣. ; IN PTR 名稱伺服.中研院.教育.臺灣. 5. 檔案 /var/named/named.ca 的內容如 下 ; formerly IDNS.SINICA.EDU.TW . 3600000 NS 名稱伺服.網路.臺灣.

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名稱伺服.網路.臺灣. 3600000 A 140.109.1.2 6. 檔案 /var/named/named.local 的內容 如下 @ IN SOA 本機. root. 本機. ( 199907270 ; Serial 28800 ; Refresh 14400 ; Retry 3600000 ; Expire 86400 ) ; Minimum 1 IN PTR 本機.  測試區域化網域名稱（以中研院的中文 網域名稱為例）： 先以 ndc start 的方式啟動名稱伺服器 named。 1. 若輸入 nslookup -type=soa "中研院. 教育.臺灣" 則結果如下所示： Server: 名稱伺服.中研院.教育.臺灣 Address: 140.109.1.137 中研院.教育.臺灣 origin = 名稱伺服.中研院. 教育.臺灣

mail addr = root.名稱伺服. 中研院.教育.臺灣 serial = 199907230 refresh = 36000 (10H) retry = 7200 (2H) expire = 3600000 (5w6d16h) minimum ttl = 172800 (2D) 中研院.教育.臺灣 nameserver = 名稱伺服.中研院.教育.臺灣名稱伺服.中研院.教育.臺灣 internet address = 140.109.1.137 2. 若輸入 nslookup -type=a "全球資訊網. 中研院.教育.臺灣" 則結果如下所示： Server: 名稱伺服.中研院.教育.臺灣 Address: 140.109.1.137 Name: 全球資訊網.中研院.教育.臺灣 Address: 140.109.4.130 3. 若輸入 nslookup -type=ptr 137.1.109.140.in-addr.arpa 則結果 如下所示： Server: 名稱伺服.中研院.教育.臺灣 Address: 140.109.1.137 137.1.109.140.in-addr.arpa name = 名稱伺服.中研院.教育.臺灣 137.1.109.140.in-addr.arpa nameserver = 名稱伺服.中研院.教育. 臺灣名稱伺服.中研院.教育.臺灣 internet address = 140.109.1.137 步驟二、讓網路應用程式可以直接引用區域化 的網域名稱。  網路應用程式 （ping,traceroute,telnet,ftp ...） 的修正（區域化）： 修正前，這類程式一般的回應就是 Unkown host。 修正後，可正常引用中文（區域化）的 網域名稱。 1. 若執行 ping "全球資訊網.中研院.教 育.臺灣" 則結果如下所示： PING 全球資訊網.中研院.教育.臺灣 (140.109.4.130): 56 data bytes 64 bytes from 140.109.4.130: icmp_seq=0 ttl=254 time=0.6 ms 64 bytes from 140.109.4.130: icmp_seq=1 ttl=254 time=0.5 ms --- 全球資訊網.中研院.教育.臺灣 ping statistics ---

2 packets transmitted, 2 packets received, 0% packet loss

round-trip min/avg/max = 0.5/0.5/0.6 ms 2. 若執行 traceroute "全球資訊網.中研 院.教育.臺灣" 則結果如下所示： traceroute to 全球資訊網.中研院.教育.臺灣 (140.109.4.130), 30 hops max, 40 byte packets

1 140.109.1.1 (140.109.1.1) 0.882 ms 0.748 ms 0.706 ms 2 * * gate (140.109.4.130) 0.557

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ms 3. 若執行 telnet "全球資訊網.中研院. 教育.臺灣" 則結果如下所示： Trying 140.109.4.130... Connected to 全球資訊網.中研院.教育. 臺灣. Escape character is '^]'.

UNIX(r) System V Release 4.0 (gate) login:

4. 若執行 ftp "全球資訊網.中研院.教育.

臺灣" 則結果如下所示：

Connected to 全球資訊網.中研院.教育. 臺灣.

220 gate FTP server (UNIX(r) System V Release 4.0) ready. Name (全球資訊網.中研院.教育.臺灣:root): 5. 文字或圖形使用者介面的網頁流覽器， 當然也可以正常的使用： lynx http://"全球資訊網.中研院.教育.臺灣" netscape http://"全球資訊網.中研院. 教育.臺灣"  注意事項 由於網路應用程式在解析網域名稱時，會呼叫標準函式庫所提供的 gethostbyname 函式，因此只要修正標準函式庫即可（然而微軟中文視窗不須做任何修改，上面的網路程式可以直接引用中文的網域名稱）。 BIG5 是個多位元組（multiple-bye）的字集編碼，由於其第二個位元組有可能小於 128 (0x80)，因此與 ASCII 字碼共用時無法 確定小於 128 的位元組值就是 ASCII 字碼，這將造成軟體在處理 ASCII 字碼 時的不相容。譬如說“一”的 BIG5 字 碼為 0xA4 0x40，其第二個的位元組值 將與 @ 的ASCII 字碼重疊，這將造成與 bind﹑sendmail 等程式不相容的情況發生。

五﹑問題討論

網路名稱系統 (DNS) 是網路基礎建設的一環，一有任何閃失都將導致多數人權益受損，所以修改網路名稱系統的原則應該兼顧系統的可用性﹑穩定性﹑和安全性。這有賴於系統開發者與使用者的不斷地測試﹑回鐀﹑和修正，方能達成。 在 RFC1034 和 RFC1035 等標準修改前， 為了和舊有網路名稱系統相容，我們必須自行建置可以取代原有系統的 root name server。

網路名稱系統的國際化是在為本土化的網路名稱做準備，所以發展的方式應該是先做好本土化的網路名稱系統，然後進行區域間的合作（regional root system operation），最後透過標準化的過程推廣到全世界。 iDNS 計劃的目在捕充原有網路名稱系統 功能力之不足，而非創新的技術（enabling technology），所以原有的運作機制仍舊不變。 在目前 DNS 所提供資訊無法滿足多數人需求的 狀況下，藉由 iDNS 所提供的服務，除了可支 援 DNS 之不足外，同時也為原本不夠用的 gTLDs 命名空間開闢出一條新的方向。在未來 我們樂見有更多新的技術（譬如，目錄服務）能提供更多樣化且整合式的解決方案。

六﹑結論

由於網路上“非英語系”的使用者不斷增加，遂有本土化網域名稱的需求，然而因為原 有網域名稱標準 RFC1034 和 RFC1035 的限 制，造成網域名稱本土化的困難重重。中研院 計算中心的 iDNS 計劃，希望能透過網域名稱 系統的“國際化”（8-bit clean）﹑“區域 化”﹑和“標準化”等三個目標，來達成網域名稱本土化的目的。目前已經發展出了一個 iDNS 系統的雛形，基本上已滿足國際化和區域 化的目標，未來可望透過更多人的參與以及國際間的合作來達成標準化的目標。

七﹑參考文獻

1. P. Mockapetris, RFC-1034, "DOMAIN NAMES - CONCEPTS AND FACILITIES", November 1987.

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2. P. Mockapetris, RFC-1035, "DOMAIN NAMES - IMPLEMENTATION AND SPECIFICATION", November 1987. 3. J. Postel, RFC-1591, "Domain Name

System Structure and Delegation", March 1994.

4. Cricket Liu & Paul Albitz, "DNS and BIND" Third Edition, September 1998. 5. ken Lune, "CJKV Information

Processing", January 1999.

6. Joe Babcock, Linux Journal ISSUE 59, "Polyglot Emacs 20.4 - A look at multilingual Emacs", March 1999. 7. Juay-Kwang Tag, "iDNS, an

Experimental DNS System with Unicode Support", March 1999. 8. ISC BIND, http://www.isc.org/view.cgi?/produ cts/BIND/index.phtml 9. DNS Resources Directory, http://www.dns.net/dnsrd/ 10. An LDAP Roadmap & FAQ,

http://www.kingsmountain.com/ldapR oadmap.shtml

11. Chinese Linux Extensions,

http://cle.linux.org.tw/CLE/e_inde x.shtml

12. Internationalization of Domain Names System,