IPV6 && Happy Eyeballs

• 2019 年 12 月 27 日
• 笔记

什么是IPV6

网际协议第6版（英语：Internet Protocol version 6，缩写：IPv6）是网际协议的最新版本，用作互联网的网络层协议。用它来取代IPv4主要是为了解决IPv4地址枯竭问题，同时它也在其他方面对于IPv4有许多改进。IPv6的设计目的是取代IPv4，然而长期以来IPv4在互联网流量中仍占据主要地位，IPv6的使用增长缓慢。在2017年7月，通过IPv6使用Google服务的用户百分率首次超过20%。参考维基百科

简单来说，IPV6是IPV4的下一代ip协议标准，地址更长，地址空间更大，大部分设备都可以分配一个ipv6地址。

Happy Eyeballs跟IPV6有什么关系

ipv4 如何平滑地切换到 ipv6 呢？

如果以彻底推翻 ipv4 的方式进行推广 ipv6 ，那这个推进是无法落地，因为 ipv6 并不能带来实质性的优势，反而增加了成本。

在双栈的网络环境中，一次DNS请求可能获取到2个地址（ ipv4 和 ipv6 ），而应该选用哪个？优先使用 ipv6 ，有可能降低服务质量，因为大部分服务还没完全支持 ipv6 ,优先选用 ipv4 ，那无法达到推广 ipv6 的效果。

The dual-stack code may get two addresses back from DNS; which

does it use? During the many years of transition the Internet

will contain black holes. For example, somewhere on the way from

IPng host A to IPng host B there will sometimes (unpredictably) be

IPv4-only routers which discard IPng packets. Also, the state of

the DNS does not necessarily correspond to reality. A host for

which DNS claims to know an IPng address may in fact not be

running IPng at a particular moment; thus an IPng packet to that

host will be discarded on delivery. Knowing that a host has both

IPv4 and IPng addresses gives no information about black holes. A

solution to this must be proposed and it must not depend on

manually maintained information. (If this is not solved, the

dual-stack approach is no better than the packet translation

approach.)

为此，有人提出了一个折衷的办法，Happy Eyeballs算法。

Happy Eyeballs算法

Happy Eyeballs是一个应用于网络双栈环境的算法，于2011年被提出。

Happy Eyeballs有两个主要目标：

1. 赛马机制，从 ipv4 和 ipv6 中为用户选择一个最快的链接；
2. 避免同时对两地址发起请求，造成网络破坏。

访问一个 Ipv6 的网站的过程是这样的：

通过 DNS 的 AAAA 解析获取到了域名对应的 Ipv6 的地址，然后就会通过 Ipv6 的地址访问网站，如果访问不通，业务就会挂掉，导致用户访问失败。

如果这个网址只支持 Ipv6 ，那就是这种现象。如果网址本身支持双栈，即同时支持 Ipv4 和 Ipv6 ,那么在某些环境下，会启用 Happy Eyeballs 算法，进行快速回退，使用 Ipv4 进行访问。

这样避免让大家担心使用 Ipv6 后如果网络不通，用户流失。

Happy Eyeballs 可以理解为对 ipv6 请求失败时的降级方案。

Happy Eyeballs具体原理

对于支持双栈的网络环境下，当访问一个网站时，会同时发起 AAAA 和 A 的 DNS 查询请求，并对获取的结果进行排列，优先 Ipv6 ,然后进行 Ipv6 的链接尝试，在大概 200ms 后如果链接不通，立即启用下一个 ip 的链接请求，一般就是 Ipv4 了。

在这种场景下，就不要担心由于 Ipv6 的网络连通性比较差而导致站点无法访问了，即使在当前国内各运营商 Ipv6 连通性比较差的情况下，多的就是一个大概 200ms 的延迟，跟拒绝服务比起来，还算能接受。

两种访问场景如下，参考RFC 6555：

What's more

happy eyeballs 的思路可以应用于我们开发的应用中。

一般情况下，一个域名解析会有多个A记录，DNS 使用 round-robin 返回ip地址集合；当启用 ipv6 以后，DNS 则返回一个特定顺序的地址集合（参考这里）；开发人员可能会采用 getaddrinfo() + looping over addresses and try connect() 的方法，轮询找到合适的连接地址。

轮询有个缺点，当地址集合第一个 ip 挂掉后，需要拥塞一段时间才会尝试连接第二个 ip，用户体验下降。

在这种情况，一个更优的做法是，启动两个线程分别访问 ipv4 和 ipv6，或者使用非拥塞的单进程（协程）同时发起connect，当获取到最快的一个响应后，拥塞其他响应。

这样就是使用赛马的方法获取最优连接。