百度App網絡深度優化番外篇《一》IPv6下Happy Eyeballs的最佳實踐

本文做者：yanxin1563

原創：cairui

前言

IPv6是當下如火如荼的話題，因爲IPv4地址的耗盡，因此IPv6的切換已經勢在必行。但在IPv6的初期，因爲基礎建設還不完善，IPv6可能會出現連通性或可靠性的問題，那咱們該如何從IPv4平穩過渡到IPv6呢？

 

目前業內標準的作法叫Happy Eyeballs，什麼叫Happy Eyeballs呢？就是不會由於IPv4或IPv6的故障問題，致使用戶的眼球一直在等待加載或者出錯，這就是Happy Eyeballs名字的由來。

背景

Happy Eyeballs解決的核心問題是，複雜環境下v4和v6 IP選取的問題，它是一套總體解決方案，對於域名查詢的處理，地址的排序，鏈接的嘗試等方面均作出了規定。

 

Happy Eyeballs有v1版本RFC6555（Cisco提出來的）和v2版本RFC8305（Apple提出來的）。具體的協議規範可參考資料【1】和【2】。咱們從百度App對於Happy Eyeballs的實踐出發，剖析下百度App是如何實現Happy Eyeballs的。

最佳實踐

百度App的Happy Eyeballs最佳實踐，以下圖所示：

最佳實踐包括自有業務和核心組件（圖片庫，播放內核，瀏覽內核）底層網絡庫的流量接管。

 

網絡庫包括ijkavformat（ijkplayer的網絡模塊，實現了RFC8305的Happy Eyeballs），okhttp（實現了RFC6555的Happy Eyeballs），統一網絡庫cronet（實現了RFC6555的Happy Eyeballs）。

 

下面咱們來看下這三個網絡庫的Happy Eyeballs的實現機制。

 

1.ffmpeg(ijkplayer不許確)的Happy Eyeballs實現機制

咱們從域名查詢的處理，地址的排序，鏈接的嘗試三個方面來講明。

域名查詢的處理，百度App的ijkplayer主要流量走的是localDNS，會將v4和v6地址一併查詢回來，DNS query中A記錄表示v4查詢，Type是1，AAAA記錄表示v6查詢，Type是28。具體協議能夠參考下面兩圖:

 

IPv4的Query：

IPv6的Query：

地址的排序，若是查詢回來是多個v4和v6的地址，會將查詢結果保存在addrinfo這個結構體裏，它是一個鏈表結構，會將這個鏈表交替排序，v6在前，v4在後，好比查詢回來的是[第一個v4地址，第二個v4地址，第一個v6地址，第二個v6地址]，排序以後變成[第一個v6地址，第一個v4地址，第二個v6地址，第二個v4地址]。

 

鏈接的嘗試，當即鏈接v6地址，ijkplayer可讓使用者設置鏈接超時時間，會將這個超時時間和200ms（這是RFC8305建議的值）進行取小操做，若是在較小值之內v6建連成功，則結束，若之外將發起下一個v4鏈接，與此同時關閉當前的v6鏈接。延遲鏈接v4地址將重複上面的操做，若是成功則結束，若是超時將發起下一個v6鏈接，與此同時關閉當前的v4鏈接。直到沒有ip地址。

 

2. cronet的Happy Eyeballs實現機制

咱們從域名查詢的處理，地址的排序，鏈接的嘗試三個方面來講明。

域名查詢的處理，百度App的cronet主要流量走的是HTTPDNS，HTTPDNS請求會將一個域名的v4地址和v6地址同時返回。

 

地址的排序，cronet開啓Happy Eyeballs有兩個條件，一是查詢結果第一個地址是v6的，二是查詢結果裏包含v4和v6的地址。cronet會優先將v6地址放入結果列表，保證了第一點。

 

鏈接的嘗試，當即鏈接v6地址並開啓一個延遲300ms（這是RFC6555建議的值）發起v4的建連的任務，若是在300ms之內v6建連成功，延遲任務直接終止，流程結束。若之外會將結果列表進行rotate，按順序將列表裏的第一個v4地址旋轉到第一個，發起v4鏈接，此時將開啓一個競爭模式，當v4開始創建鏈接和建連成功後，都會去檢查v6是否成功，只要v6在競爭模式內建連成功，則使用v6的鏈接，v6沒有建連成功，則使用v4鏈接。

 

3. okhttp的Happy Eyeballs實現機制

百度App依照cronet的實現細節，遵循RFC6555的規範，實現了okhttp版本的Happy Eyeballs，因爲實現細節和cronet相似，因此就不在這裏進行講解。

 

主體流程如上圖，經過okhttp的請求併發控制模塊（核心定義了最大線程數64個和單域名的最大併發數5個），再來到核心攔截器模塊，包括對於Header和Cookie處理的攔截器，對於Cache處理的攔截器，對於鏈接處理的攔截器，在鏈接處理的攔截器裏首先是從鏈接池獲取鏈接，獲取不到就會新建立鏈接，Happy Eyeballs的實現就會加到這裏。

 

4.WKWebView的Happy Eyeballs實現

在某些場景下WKWebView沒有被cronet網絡庫進行接管，因此還須要依賴蘋果自身的Happy Eyeballs機制，在這裏就很少贅，感興趣的同窗能夠參考資料【3】，蘋果的工程師會詳細講解如何實現Happy Eyeballs的機制以及Happy Eyeballs下走v6的測試結果。

結語

IPv6的進程是任重而道遠的，Happy Eyeballs作爲從v4過渡到v6的重要規範必然會起到它應有的使命，詳盡瞭解它並使用它應該是每一個相關工程師的職責，但願本次番外篇對你們有幫助，感謝你們的辛苦閱讀。

 

參考資料：

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

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

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

原文連接地址：https://developer.baidu.com/topic/show/290465