百度App网络深度优化番外篇《一》IPv6下Happy Eyeballs的最佳实践

本文做者：yanxin1563

原创：cairui

前言

IPv6是当下如火如荼的话题，因为IPv4地址的耗尽，因此IPv6的切换已经势在必行。但在IPv6的初期，因为基础建设还不完善，IPv6可能会出现连通性或可靠性的问题，那咱们该如何从IPv4平稳过渡到IPv6呢？

 

目前业内标准的作法叫Happy Eyeballs，什么叫Happy Eyeballs呢？就是不会由于IPv4或IPv6的故障问题，致使用户的眼球一直在等待加载或者出错，这就是Happy Eyeballs名字的由来。

背景

Happy Eyeballs解决的核心问题是，复杂环境下v4和v6 IP选取的问题，它是一套总体解决方案，对于域名查询的处理，地址的排序，链接的尝试等方面均作出了规定。

 

Happy Eyeballs有v1版本RFC6555（Cisco提出来的）和v2版本RFC8305（Apple提出来的）。具体的协议规范可参考资料【1】和【2】。咱们从百度App对于Happy Eyeballs的实践出发，剖析下百度App是如何实现Happy Eyeballs的。

最佳实践

百度App的Happy Eyeballs最佳实践，以下图所示：

最佳实践包括自有业务和核心组件（图片库，播放内核，浏览内核）底层网络库的流量接管。

 

网络库包括ijkavformat（ijkplayer的网络模块，实现了RFC8305的Happy Eyeballs），okhttp（实现了RFC6555的Happy Eyeballs），统一网络库cronet（实现了RFC6555的Happy Eyeballs）。

 

下面咱们来看下这三个网络库的Happy Eyeballs的实现机制。

 

1.ffmpeg(ijkplayer不许确)的Happy Eyeballs实现机制

咱们从域名查询的处理，地址的排序，链接的尝试三个方面来讲明。

域名查询的处理，百度App的ijkplayer主要流量走的是localDNS，会将v4和v6地址一并查询回来，DNS query中A记录表示v4查询，Type是1，AAAA记录表示v6查询，Type是28。具体协议能够参考下面两图:

 

IPv4的Query：

IPv6的Query：

地址的排序，若是查询回来是多个v4和v6的地址，会将查询结果保存在addrinfo这个结构体里，它是一个链表结构，会将这个链表交替排序，v6在前，v4在后，好比查询回来的是[第一个v4地址，第二个v4地址，第一个v6地址，第二个v6地址]，排序以后变成[第一个v6地址，第一个v4地址，第二个v6地址，第二个v4地址]。

 

链接的尝试，当即链接v6地址，ijkplayer可让使用者设置链接超时时间，会将这个超时时间和200ms（这是RFC8305建议的值）进行取小操做，若是在较小值之内v6建连成功，则结束，若之外将发起下一个v4链接，与此同时关闭当前的v6链接。延迟链接v4地址将重复上面的操做，若是成功则结束，若是超时将发起下一个v6链接，与此同时关闭当前的v4链接。直到没有ip地址。

 

2. cronet的Happy Eyeballs实现机制

咱们从域名查询的处理，地址的排序，链接的尝试三个方面来讲明。

域名查询的处理，百度App的cronet主要流量走的是HTTPDNS，HTTPDNS请求会将一个域名的v4地址和v6地址同时返回。

 

地址的排序，cronet开启Happy Eyeballs有两个条件，一是查询结果第一个地址是v6的，二是查询结果里包含v4和v6的地址。cronet会优先将v6地址放入结果列表，保证了第一点。

 

链接的尝试，当即链接v6地址并开启一个延迟300ms（这是RFC6555建议的值）发起v4的建连的任务，若是在300ms之内v6建连成功，延迟任务直接终止，流程结束。若之外会将结果列表进行rotate，按顺序将列表里的第一个v4地址旋转到第一个，发起v4链接，此时将开启一个竞争模式，当v4开始创建链接和建连成功后，都会去检查v6是否成功，只要v6在竞争模式内建连成功，则使用v6的链接，v6没有建连成功，则使用v4链接。

 

3. okhttp的Happy Eyeballs实现机制

百度App依照cronet的实现细节，遵循RFC6555的规范，实现了okhttp版本的Happy Eyeballs，因为实现细节和cronet相似，因此就不在这里进行讲解。

 

主体流程如上图，经过okhttp的请求并发控制模块（核心定义了最大线程数64个和单域名的最大并发数5个），再来到核心拦截器模块，包括对于Header和Cookie处理的拦截器，对于Cache处理的拦截器，对于链接处理的拦截器，在链接处理的拦截器里首先是从链接池获取链接，获取不到就会新建立链接，Happy Eyeballs的实现就会加到这里。

 

4.WKWebView的Happy Eyeballs实现

在某些场景下WKWebView没有被cronet网络库进行接管，因此还须要依赖苹果自身的Happy Eyeballs机制，在这里就很少赘，感兴趣的同窗能够参考资料【3】，苹果的工程师会详细讲解如何实现Happy Eyeballs的机制以及Happy Eyeballs下走v6的测试结果。

结语

IPv6的进程是任重而道远的，Happy Eyeballs作为从v4过渡到v6的重要规范必然会起到它应有的使命，详尽了解它并使用它应该是每一个相关工程师的职责，但愿本次番外篇对你们有帮助，感谢你们的辛苦阅读。

 

参考资料：

1. https://tools.ietf.org/html/rfc6555

2. https://tools.ietf.org/html/rfc8305

3. https://mailarchive.ietf.org/arch/msg/v6ops/DYiI9v_O66RNbMJsx0NsatFkubQ

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