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    适配iOS应用兼容IPv6 DNS64/NAT64网络

    iOS 天狐 79776浏览 3评论

    苹果:6月1日后所有iOS应用必须支持IPv6-only网络

    IPV4地址枯竭迫在眉睫,越来越多的企业和移动电话运营商都在部署IPv6 DNS64和NAT64网络。一个DNS64 / NAT64 IPv6-only 网络是继续提供转化访问IPv4的内容。根据您的应用程序的性质，过渡有不同的含义:

    一.是什么驱使我们采用 IPv6

    主要的网络服务提供者,包括美国主要移动运营商正在积极推广和部署IPv6。这是由于各种各样的因素。

    IPv4 地址耗尽

    几十年来,世界已经知道IPv4地址最终将枯竭。无类域间路由等技术(CIDR)和网络地址转换(NAT)帮助拖延不可避免的。然而,1月31日,2011年,顶级的互联网地址分配机构(IANA)IPv4地址正式精疲力竭。美国互联网号码注册机构(ARIN)预计将在2015年夏天用完IPv4地址----这有一个一个倒计时。

    IPv6比IPv4更加高效

    除了解决IPv4的耗尽问题,IPv6比IPv4更高效。例如,IPv6:

    1. 避免了网络地址转换的需要（NAT）
    2. 通过使用简化的头提供了更快的路由通过网络
    3. 防止网络碎片
    4. 避免广播邻居地址解析

    4G 部署

    第四代移动通信技术（4G）是基于分组仅进行切换。由于IPv4地址的供应量有限，对IPv6的支持是必需的，为了4G部署的可扩展性。

    多媒体服务的兼容性

    IP多媒体核心网络子系统(IMS)允许一些服务,如多媒体短信消息和语音/ LTE(VoLTE) 通过 IP传送。一些服务提供商使用的IMS兼容IPv6 only。

    成本

    继续支持遗留的IPv4网络,服务提供者引发了额外的操作和管理成本,而行业正在继续迁移到IPv6。

    DNS64 / NAT64过渡工作流

    为了帮助延缓IPv4地址的枯竭，NAT在很多IPv4网络中实现。虽然这种解决方案暂时的有效，它证明了昂贵和脆弱。如今，随着越来越多的客户使用IPv6，供应商必须现在同时支持IPv4和IPv6。这是一个高昂代价。

    一个蜂窝网络,提供单独的IPv4和IPv6连接

    一个蜂窝网络,提供单独的IPv4和IPv6连接IPv6-only环境的原理

    理想情况下,提供者想放弃支持IPv4网络。然而,这样做防止了客户访问IPv4服务器,它代表的是互联网的重要部分。为了解决这个问题,大多数网络提供商实现DNS64 / NAT64过渡工作流。通过过渡转换,能使 IPv6-only 网络继续提供访问IPv4内容。

    首先需要明确一点，在App Store审核APP的IPv6-only的环境下也是可以正常访问IPv4的服务的，只是首先由DNS64将解析出来的IPv4地址转成兼容的IPv6地址，然后访问IPv4服务时通过NAT64网关对IPv4和IPv6进行NAT，并不需要客户有实际的IPv6服务。如下图所示：

    蜂窝网络部署IPv6网络DNS64和NAT64

    蜂窝网络部署IPv6网络DNS64和NAT64DNS64原理

    在这种类型的工作流中,客户端发送DNS查询一个DNS64服务器,从DNS服务器请求IPv6地址。当发现IPv6地址,它立即传回客户机。然而,当一个IPv6地址找不到的时候,DNS64服务器请求一个IPv4地址代替。然后DNS64服务器通过IPv4地址的前缀生成一个IPv6地址,并将传回客户端。在这方面,客户总是收到一个IPv6-ready地址。见图3。

    图3 DNS64 IPv4与IPv6解析流程

    DNS64 IPv4与IPv6翻译过程

    NAT64原理

    当客户端发送一个请求到服务器,任何IPv6合成地址发送的数据包通过NAT64网关自动路由的网络。网关执行IPv6-to-IPv4地址和协议转换的请求。它还执行IPv4-to-IPv6来自服务器的响应的转换。参见图4。

    图4 DNS64 / NAT64过渡解决方案的工作流程

    DNS64 / NAT64过渡解决方案的工作流程

    IPv6和Appstore的审核要求

    一个应用程序提交上架到Appstore 兼容IPv6 DNS64 / NAT64网络将是必需的,至关重要的是,应用程序应该保证兼容性。好消息是,大多数应用程序已经兼容IPv6。对于这些应用,定期回归测试你的应用也是必要的。应用程序不兼容ipv6 DNS64 / NAT64网络上操作时可能会遇到问题。幸运的是,解决这些问题通常是相当简单的,在本章中讨论。

    6月1日以后所有iOS应用必须支持IPv6-only网络

    支持IPv6的常见障碍

    有些情况下会阻碍一个应用程序支持IPv6。接下来的小节描述如何解决这些问题。

    • 嵌入在协议的IP地址。许多通信协议,如会话初始化协议(SIP),文件传输协议(FTP)的WebSockets,和点对点协议(P2PP),包括IP地址文字协议消息。例如,FTP命令参数数据端口DATA PORT和被动PASSIVE的交换信息,包括IP地址文字。同样,IP地址文字可能出现在SIP header字段的值,例如,To, From, Contact, Record-Route, and Via。看 Use High-Level Networking Frameworks 和 Don’t Use IP Address Literals.
    • 嵌入到配置文件的IP地址。配置文件经常包含IP地址。 Don’t Use IP Address Literals.。
    • 网络连通性预检。许多应用程序试图通过使用IP地址和相应API,主动检查网络连接或一个活跃的WI-FI连接,。查看 Connect Without Preflight.
    • 使用低级网络API。一些应用程序直接与套接字和其他原始网络api进行交互,如gethostbyname, gethostbyname2, 与 inet_aton。这些API很容易滥用或者他们只支持IPv4,例如:解析主机名AF_INET地址族, 而不是AF_UNSPEC地址族。查看 Use High-Level Networking Frameworks.
    • 使用小地址族的储存容器。一些应用程序和网络库使用地址存储容器uint32_t, in_addr, 与 sockaddr_in 32位或者更小。查看 Use Appropriately Sized Storage Containers.

    确保IPv6的DNS64/ NAT64兼容性

    坚持以下原则，以确保您的应用程序的IPv6 DNS64/ NAT64的兼容性。

    使用高级网络框架

    需要联网的应用程序可以在高级别联网框架或低级别的POSIX socket API来构建。在大多数情况下，高级别框架是足够的。他们有能力，易于使用，并且不容易比低级别的API遇到常见的陷阱。

    网络框架和API层

    网络框架和API层

    • WebKit。这个框架提供了一组类，用于显示在窗口的网页内容，并实现了浏览器的功能，如以下链接，管理后台转发列表和管理的页面的历史记录最近访问过的。 WebKit的简化加载网页，也就是说，异步请求从HTTP服务器的网页内容，其中反应可能逐步到来，以随机顺序，或部分由于网络错误的复杂过程。欲了解更多信息，请参阅WebKit Framework Reference.。
    • Cocoa URL loading system。这个系统是在没有提供明确的IP地址发送和接收网络上的数据的最简单的方法。数据的发送和使用几类之一，如NSURLSession，NSURLRequest和NSURLConnection，与NSURL对象一起工作。 NSURL对象可以让你的应用程序处理URL和它们引用的资源。方法和传递一个URL说明：通过调用initWithString创建NSURL对象。调用checkResourceIsReachableAndReturnError：在NSURL类的方法来检查主机是否可达。欲了解更多信息，请参阅 URL Session Programming Guide.
    • CFNetwork。这个核心服务框架提供抽象的网络协议，这使得它易于进行各种网络任务，如与BSD sockets工作，解析DNS主机，并与HTTP / HTTPS工作。要定位没有明确的IP地址的主机，调用CFHostCreateWithName方法。要打开对TCP sockets的主机，调用CFStreamCreatePairWithSocketToCFHost方法。欲了解更多信息，请参见 CFNetwork Concepts in CFNetwork Programming Guide.

    如果您确实需要低级别的Socket API的应用，遵循RFC4038指南 RFC4038: Application Aspects of IPv6 Transition.

    不要使用IP地址

    确保你不是通过IPv4地址 点符号的文字API ,如getaddrinfo和SCNetworkReachabilityCreateWithName等。相反,使用高级网络框架和address-agnostic版本的api,比如getaddrinfo getnameinfo,通过主机名或完全限定域名(fqdn)。查阅getaddrinfo(3) Mac OS X Developer Tools Manual Page 和getnameinfo(3) Mac OS X Developer Tools Manual Page.

    注意:在iOS9和OS X10.11及更高版本，NSURLSession和CFNetwork会在本地自动合成IPv6 从IPv4文本 在本地DNS64/ NAT64网络设备上。不过，你还是应该努力摆脱使用IP地址的代码。

    连接而无需预检

    可达性的API（见 SCNetworkReachability Reference）明确连接问题后，用于诊断目的。许多应用程序不正确地使用这些API主动检查通过调用SCNetworkReachabilityCreateWithAddress方法，并传递给它的0.0.0.0 IPv4地址，这表明网络上有一个路由器。然而，路由器的存在并不能保证一个因特网连接是否存在。一般情况下，避免预检网络可达性。只尝试做一个连接，并从容地处理失败。如果你必须检查网络的可用性，避免调用SCNetwoSCNetworkReachabilityCreateWithAddress方法。调用SCNetworkReachabilityCreateWithName方法，并传递给它一个主机名代替。

    有些应用程序还通过SCNetworkReachabilityCreateWithAddress方法 一个IPv4 169.254.0.0，自分配的链路本地地址的，以检查活跃的Wi-Fi连接。要检查Wi-Fi或蜂窝连接，查找网络可达性标志使用kSCNetworkReachabilityFlagsIsWWAN代替。

    使用适当大小的存储容器

    使用地址存储容器,如sockaddr_storage,存储IPv6足够大。

    检查源代码IPv6 DNS64 / NAT64不兼容

    检查并消除IPv4-specific api,如:

    • inet_addr()
    • inet_aton()
    • inet_lnaof()
    • inet_makeaddr()
    • inet_netof()
    • inet_network()
    • inet_ntoa()
    • inet_ntoa_r()
    • bindresvport()
    • getipv4sourcefilter()
    • setipv4sourcefilter()

    如果您的代码有以下IPv4类型,确保使用IPv6的等价方法去处理。

    IPv4 IPv6
    AF_INET AF_INET6
    PF_INET PF_INET6
    struct in_addr struct in_addr6
    struct sockaddr_in struct sockaddr_in6
    kDNSServiceProtocol_IPv4 kDNSServiceProtocol_IPv

     

    使用系统API来合成IPv6地址

    使用getaddrinfo解决一个IPv4地址

    C
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    #include <sys/socket.h>
    #include <netdb.h>
    #include <arpa/inet.h>
    #include <err.h>
        uint8_t ipv4[4] = {192, 0, 2, 1};
        struct addrinfo hints, *res, *res0;
        int error, s;
        const char *cause = NULL;
        char ipv4_str_buf[INET_ADDRSTRLEN] = { 0 };
        const char *ipv4_str = inet_ntop(AF_INET, &ipv4, ipv4_str_buf, sizeof(ipv4_str_buf));
     
        memset(&hints, 0, sizeof(hints));
        hints.ai_family = PF_UNSPEC;
        hints.ai_socktype = SOCK_STREAM;
        hints.ai_flags = AI_DEFAULT;
        error = getaddrinfo(ipv4_str, "http", &hints, &res0);
        if (error) {
            errx(1, "%s", gai_strerror(error));
            /*NOTREACHED*/
        }
     
        s = -1;
        for (res = res0; res; res = res->ai_next) {
            s = socket(res->ai_family, res->ai_socktype,
                       res->ai_protocol);
            if (s < 0) {
                cause = "socket";
                continue;
            }
     
            if (connect(s, res->ai_addr, res->ai_addrlen) < 0) {
                cause = "connect";
                close(s);
                s = -1;
                continue;
            }
     
            break;  /* okay we got one */
        }
     
        if (s < 0) {
            err(1, "%s", cause);
            /*NOTREACHED*/
        }
        freeaddrinfo(res0);

    注意:合成IPv6地址的能力添加在iOS 9.2和OS X 10.11.2中的 getaddrinfo方法然而,它不兼容老系统版本。查阅:getaddrinfo(3) Mac OS X Developer Tools Manual Page

    定期测试IPv6 DNS64 / NAT64兼容性

    最简单的方法来测试你的应用是否兼容IPv6 DNS64 / NAT64

    在mac上建立一个本地IPv6 DNS64 / NAT64网络。你可以从你的其他设备连接到这个网络用于测试目的。参见图

    重要提示：IPv6的DNS64/ NAT64网络设置选项在OS X10.11及更高版本可用。此外，基于Mac的IPv6 DNS64/ NAT64网络是与已经执行了RFC6106支持客户端设备兼容：对于DNS配置IPv6路由器广告选项。如果您的测试设备不是iOS或OS X设备，请确保它支持RFC。需要注意的是，不同于服务提供商部署DNS64/ NAT64工作流程，一台Mac，基于IPv6 DNS64/ NAT64总是产生合成的IPv6地址。因此，它不能提供本地网络的外部访问

    local_ipv6_dns64_nat64_network_2x

    使用你的MAC建立本地的IPv6 Wi-Fi 网络

    1. 确认你的MAC连接到了互联网,并且不是通过Wi-Fi.
    2. 从Dock中运行系统首选项

    3. 按住Option按键并且同时点击共享 ,不要松开Option按键

       打开设置 共享选项
      systempreferences_sharing_2x

    4. 从共享服务中选择互联网分享选项

       配置互联网共享
      systempreferences_sharing_internetsharing_2x

    5. 释放Option按键

    6. 选中 创建NAT64网络复选框

      打开本地的IPv6 NAT64 网络
      systempreferences_sharing_internetsharing_ipv6_2x

    7. 选择一个提供互联网链接的网络接口, 例如雷电网卡

      选择一个网络接口共享
      systempreferences_sharing_internetsharing_connection_2x

    8. 选择Wi-Fi 复选框.

      打开通过 Wi-Fi共享
      systempreferences_sharing_internetsharing_ports_2x

    9. 点击 Wi-Fi 选项, 配置网络名称与密码等信息

      访问WI-FI设置选项
      systempreferences_sharing_internetsharing_wi-fioptions_button_2x

      设置本地WI-FI
      systempreferences_sharing_internetsharing_wi-fioptions

    10. 选择互联网共享复选框,开启你的本地网络

      开启互联网共享
      systempreferences_sharing_internetsharing_sharingenabled_2x

    11. 当提示确认开始分享的时候,点击开始

      开始分享
      systempreferences_sharing_internetsharing_enabledconfirmation

       

    一旦共享处于活动状态，你应该看到一个绿色的状态指示灯，Internet共享标签：开。在无线网络菜单中，您还将看到一个小的，淡淡的箭头朝上，表明互联网共享已启用。你现在有一个IPv6 NAT64网络，并可以从其他设备，以测试你的应用程序连接到它。

    互联网共享标识

    internet_sharing_wi-fi_menu_2x测试成功了。你以为就没问题了？这里提交依然可能被拒，手机和 Mac 之间是 IPv6 连接没错，但 Mac 和你的服务器之间还是 IPv4 连接。

    测试服务器的IPv6兼容性

    苹果表示服务器不必须支持 IPv6，但是有一点苹果没有指出来，那就是，虽然你的服务器不用支持 IPv6，但是必须正确响应 IPv6 的 DNS 查询

    在现在这种IPv4和IPV6混用的情况下，你也可以使用dig命令的AAAA的选项查询主机的IPv6 AAAA记录,终端执行:

    Shell
    1
    dig +nocmd +nostats example.com AAAA

    例如检测apple.com:

    Shell
    1
    2
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    31
    32
    Jakey-mini:~ Jakey$ dig +nocmd +nostats www.apple.com AAAA  
    ;; Got answer:
    ;; ->>HEADER<<- opcode: QUERY, status: NOERROR, id: 54941
    ;; flags: qr rd ra; QUERY: 1, ANSWER: 5, AUTHORITY: 13, ADDITIONAL: 1
     
    ;; QUESTION SECTION:
    ;www.apple.com. IN AAAA
     
    ;; ANSWER SECTION:
    www.apple.com. 1287 IN CNAME www.apple.com.edgekey.net.
    www.apple.com.edgekey.net. 226 IN CNAME www.apple.com.edgekey.net.globalredir.akadns.net.
    www.apple.com.edgekey.net.globalredir.akadns.net. 1807 IN CNAME e6858.dsce9.akamaiedge.net.
    e6858.dsce9.akamaiedge.net. 30 IN AAAA 2600:140b:10:1a3::1aca
    e6858.dsce9.akamaiedge.net. 30 IN AAAA 2600:140b:10:1b5::1aca
     
    ;; AUTHORITY SECTION:
    akamaiedge.net. 7858 IN NS ns2-194.akamaiedge.net.
    akamaiedge.net. 7858 IN NS la6.akamaiedge.net.
    akamaiedge.net. 7858 IN NS ns6-194.akamaiedge.net.
    akamaiedge.net. 7858 IN NS ns1-1.akamaiedge.net.
    akamaiedge.net. 7858 IN NS la7.akamaiedge.net.
    akamaiedge.net. 7858 IN NS ns3-194.akamaiedge.net.
    akamaiedge.net. 7858 IN NS lar6.akamaiedge.net.
    akamaiedge.net. 7858 IN NS lar2.akamaiedge.net.
    akamaiedge.net. 7858 IN NS ns5-194.akamaiedge.net.
    akamaiedge.net. 7858 IN NS ns4-194.akamaiedge.net.
    akamaiedge.net. 7858 IN NS ns7-194.akamaiedge.net.
    akamaiedge.net. 7858 IN NS la1.akamaiedge.net.
    akamaiedge.net. 7858 IN NS la3.akamaiedge.net.
     
    ;; ADDITIONAL SECTION:
    la1.akamaiedge.net. 7858 IN A 184.26.161.192

    如果返回的 status 为 NOERROR，说明服务器DNS解析兼容了IPv6查询。

    如果返回的是其他的响应，尤其是 SERVFAIL 的情况，那就证明DNS 配置出现了问题，直到稳定返回 NOERROR 为止。

     

     

    腾讯云DNSPod域名解析全面支持IPv6-only

    如何使用Dig查询DNS名称服务器

    原文链接: Supporting IPv6 DNS64/NAT64 Networks

     

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    网友最新评论 (3)

    1. 力顶 😛
      SmileSun8年前 (2016-05-12)回复
    2. 翻译官方原文辛苦啦。 :mrgreen: 先mark下 非常适合要适配IPv6的人的胃口。 不少公司是这样。此文必火。 😆
      click8年前 (2016-05-12)回复
    3. 请问： 大多数网络提供商实现DNS64 / NAT64过渡工作流 这个在国内的运营商是不是都提供了？
      kelicheng8年前 (2016-05-26)回复