iOS應用支持IPV6，就那點事兒

在Mac OS 10.11＋的雙網卡的Mac機器（以太網口＋無線網卡），咱們能夠經過模擬構建這麼一個local IPv6 DNS64/NAT64 的網絡環境去測試應用是否支持IPV6-Only網絡，大概原理以下：

參考資料：https://developer.apple.com/library/mac/documentation/NetworkingInternetWeb/Conceptual/NetworkingOverview/UnderstandingandPreparingfortheIPv6Transition/UnderstandingandPreparingfortheIPv6Transition.html#//apple_ref/doc/uid/TP40010220-CH213-SW1

2、Apple如何審覈支持IPV6-Only？

首先第一點：這裏說的支持IPV6-Only網絡，其實就是說讓應用在 IPv6 DNS64/NAT64 網絡環境下仍然可以正常運行。可是考慮到咱們目前的實際網絡環境仍然是IPV4網絡，因此應用須要可以同時保證IPV4和IPV6環境下的可用性。從這點來講，蘋果不會去掃描IPV4的專有API來拒絕審覈經過，由於IPV4的API和IPV6的API調用都會同時存在於代碼中（不過爲了減少審覈被拒風險，建議將IPV4專有API經過IPV6的兼容API來替換）。其次第二點：Apple官方聲明iOS9開始向IPV6支持過渡，在iOS9.2+支持經過getaddrInfo方法將IPV4地址合成IPV6地址（The ability to synthesize IPv6 addresses was added to getaddrinfo in iOS 9.2 and OS X 10.11.2）。其提供的Reachability庫在iOS8系統下，當從IPV4切換到IPV6網絡，或者從IPV6網絡切換到IPV4，是沒法監控到網絡狀態的變化。也有一些開發者針對這些Bug詢問Apple的審覈部門，給予的答覆是隻須要在蘋果最新的系統上保證IPV6的兼容性便可。最後第三點：只要應用的主流程支持IPV6，經過蘋果審覈便可。對於不支持IPV6的模塊，考慮到咱們現實IPV6網絡的部署還須要一段時間，短期內不會影響咱們用戶的使用。但隨着4G網絡IPV6的部署，這部分模塊仍是須要逐漸安排人力進行支持。追加第四點：若是應用一直直接使用IPV4地址經過NSURLConenction或者NSURLSession進行網絡請求(通常須要服務器容許，且客戶端須要在header中假裝host)；經測試，IPV6網絡環境下，直接使用IPV4地址在iOS9及以上的系統仍然可以正常訪問；在iOS8.4及如下不能正常訪問；這一點蘋果的解釋和建議是這樣的：

Note: In iOS 9 and OS X 10.11 and later, NSURLSession and CFNetwork automatically synthesize IPv6 addresses from IPv4 literals locally on devices operating on DNS64/NAT64 networks. However, you should still work to rid your code of IP address literals.html

3、應用如何支持IPV6-Only？

對於如何支持IPV6-Only，官方給出了以下幾點標準：（這裏就不對其進行解釋了，你們看上面的參考連接便可）

1. Use High-Level Networking Frameworks; 2. Don’t Use IP Address Literals; 3. Check Source Code for IPv6 DNS64/NAT64 Incompatibilities; 4. Use System APIs to Synthesize IPv6 Addresses;

3.1 NSURLConnection是否支持IPV6？

官方的這句話讓咱們疑惑頓生： using high-level networking APIs such as NSURLSession and the CFNetwork frameworks and you connect by name, you should not need to change anything for your app to work with IPv6 addresses只說了NSURLSession和CFNetwork的API不須要改變，可是並無說起到NSURLConnection。從上文的參考資料中，咱們看到NSURLSession、NSURLConnection同屬於Cocoa的url loading system，能夠猜想出NSURLConnection在ios9上是支持IPV6的。應用裏面的API網絡請求，你們通常都會選擇AFNetworking進行請求發送，因爲歷史緣由，應用的代碼基本上都深度引用了AFHTTPRequestOperation類，因此目前API網絡請求均須要經過NSURLConnection發送出去，因此必須確認NSURLConnection是否支持IPV6. 通過測試，NSURLConnection在最新的iOS9系統上是支持IPV6的。

3.2 Cocoa的URL Loading System從iOS哪一個版本開始支持IPV6？

目前咱們的應用最低版本還須要支持iOS7，雖然蘋果只要求最新版本支持IPV6－Only，可是出於對用戶負責的態度，咱們仍然須要搞清楚在低版本上URL Loading System的API是否支持IPV6.（to fix me, make some experiments）待續～～～

3.3 Reachability是否須要修改支持IPV6？

咱們能夠查到應用中大量使用了Reachability進行網絡狀態判斷，可是在裏面卻使用了IPV4的專用API。

在Pods:Reachability中 AF_INET Files:Reachability.m struct sockaddr_in Files:Reachability.h , Reachability.m

那Reachability應該如何支持IPV6呢？（1）目前Github的開源庫Reachability的最新版本是3.2，蘋果也出了一個Support IPV6 的Reachability的官方樣例，咱們比較了一下源碼，跟Github上的Reachability沒有什麼差別。（2）咱們一般都是經過一個0.0.0.0 (ZeroAddress)去開啓網絡狀態監控，通過咱們測試，在iOS9以上的系統上IPV4和IPV6網絡環境均可以正常使用；可是在iOS8上IPV4和IPV6相互切換的時候沒法監控到網絡狀態的變化，多是由於蘋果在iOS8上還並無對IPV6進行相關支持相關。（可是這仍然知足蘋果要求在最新系統版本上支持IPV6的網絡）。（3）當你們都在要求Reachability添加對於IPV6的支持，其實蘋果在iOS9以上對Zero Address進行了特別處理，官方發言是這樣的：

reachabilityForInternetConnection: This monitors the address 0.0.0.0, which reachability treats as a special token that causes it to actually monitor the general routing status of the device, both IPv4 and IPv6.

+ (instancetype)reachabilityForInternetConnection { struct sockaddr_in zeroAddress; bzero(&zeroAddress, sizeof(zeroAddress)); zeroAddress.sin_len = sizeof(zeroAddress); zeroAddress.sin_family = AF_INET; return [self reachabilityWithAddress: (const struct sockaddr *) &zeroAddress]; }

綜上所述，Reachability不須要作任何修改，在iOS9上就能夠支持IPV6和IPV4，可是在iOS9如下會存在bug，可是蘋果審覈並不關心。

4、底層的socket API如何同時支持IPV4和IPV6？

因爲在應用中使用了網絡診斷的組件，大量使用了底層的 socket API，因此對於IPV6支持，這塊是個重頭戲。若是你的應用中使用了長鏈接，其必然會使用底層socket API，這一塊也是須要支持IPV6的。對於Socket如何同時支持IPV4和IPV6，能夠參考谷歌的開源庫CocoaAsyncSocket.下面我針對咱們的開源網絡診斷組件, 說一下是如何同時支持IPV4和IPV6的。開源地址：https://github.com/Lede-Inc/LDNetDiagnoService_IOS.git 這個網絡診斷組件的主要功能以下：

本地網絡環境的監測（本機IP＋本地網關＋本地DNS＋域名解析）；
經過TCP Connect監測到域名的連通性；
經過Ping 監測到目標主機的連通耗時；
經過traceRoute監測設備到目標主機中間每個路由器節點的ICMP耗時；

4.1 IP地址從二進制到符號的轉化

以前咱們都是經過inet_ntoa()進行二進制到符號，這個API只能轉化IPV4地址。而inet_ntop()可以兼容轉化IPV4和IPV6地址。寫了一個公用的in6_addr的轉化方法以下：

//for IPV6 +(NSString *)formatIPV6Address:(struct in6_addr)ipv6Addr{ NSString *address = nil; char dstStr[INET6_ADDRSTRLEN]; char srcStr[INET6_ADDRSTRLEN]; memcpy(srcStr, &ipv6Addr, sizeof(struct in6_addr)); if(inet_ntop(AF_INET6, srcStr, dstStr, INET6_ADDRSTRLEN) != NULL){ address = [NSString stringWithUTF8String:dstStr]; } return address; } //for IPV4 +(NSString *)formatIPV4Address:(struct in_addr)ipv4Addr{ NSString *address = nil; char dstStr[INET_ADDRSTRLEN]; char srcStr[INET_ADDRSTRLEN]; memcpy(srcStr, &ipv4Addr, sizeof(struct in_addr)); if(inet_ntop(AF_INET, srcStr, dstStr, INET_ADDRSTRLEN) != NULL){ address = [NSString stringWithUTF8String:dstStr]; } return address; }

4.2 本機IP獲取支持IPV6

至關於咱們在終端中輸入ifconfig命令獲取字符串，而後對ifconfig結果字符串進行解析，獲取其中en0（Wifi）、pdp_ip0（移動網絡）的ip地址。注意：（1）在模擬器和真機上都會出現以FE80開頭的IPV6單播地址影響咱們判斷，因此在這裏進行特殊的處理（當第一次遇到不是單播地址的IP地址即爲本機IP地址）。（2）在IPV6環境下，真機測試的時候，第一個出現的是一個IPV4地址，因此在IPV4條件下第一次遇到單播地址不退出。

+ (NSString *)deviceIPAdress { while (temp_addr != NULL) { NSLog(@"ifa_name===%@",[NSString stringWithUTF8String:temp_addr->ifa_name]); // Check if interface is en0 which is the wifi connection on the iPhone if ([[NSString stringWithUTF8String:temp_addr->ifa_name] isEqualToString:@"en0"] || [[NSString stringWithUTF8String:temp_addr->ifa_name] isEqualToString:@"pdp_ip0"]) { //若是是IPV4地址，直接轉化 if (temp_addr->ifa_addr->sa_family == AF_INET){ // Get NSString from C String address = [self formatIPV4Address:((struct sockaddr_in *)temp_addr->ifa_addr)->sin_addr]; } //若是是IPV6地址 else if (temp_addr->ifa_addr->sa_family == AF_INET6){ address = [self formatIPV6Address:((struct sockaddr_in6 *)temp_addr->ifa_addr)->sin6_addr]; if (address && ![address isEqualToString:@""] && ![address.uppercaseString hasPrefix:@"FE80"]) break; } } temp_addr = temp_addr->ifa_next; } } }

4.3 設備網關地址獲取獲取支持IPV6

實際上是在IPV4獲取網關地址的源碼的基礎上進行了修改，初開把AF_INET－>AF_INET6, sockaddr -> sockaddr_in6以外，還須要注意以下修改，就是拷貝的地址字節數。去掉了ROUNDUP的處理。（解析出來的地址總是少了4個字節，結果是偏移量搞錯了，糾結了半天），具體參考源碼庫。

/* net.route.0.inet.flags.gateway */ int mib[] = {CTL_NET, PF_ROUTE, 0, AF_INET6, NET_RT_FLAGS, RTF_GATEWAY}; if (sysctl(mib, sizeof(mib) / sizeof(int), buf, &l, 0, 0) < 0 xss=removed xss=removed>rtm_addrs & (1 << i xss=removed xss=removed>sa_len)); } else { sa_tab[i] = NULL; } } //for IPV6 for (i = 0; i < RTAX>rtm_addrs & (1 << i xss=removed xss=removed>sin6_len); } else { sa_tab[i] = NULL; } } 4.4 設備DNS地址獲取支持IPV6 IPV4時只須要經過res_ninit進行初始化就能夠獲取，可是在IPV6環境下須要經過res_getservers()接口才能獲取。 +(NSArray *)outPutDNSServers{ res_state res = malloc(sizeof(struct __res_state)); int result = res_ninit(res); NSMutableArray *servers = [[NSMutableArray alloc] init]; if (result == 0) { union res_9_sockaddr_union *addr_union = malloc(res->nscount * sizeof(union res_9_sockaddr_union)); res_getservers(res, addr_union, res->nscount); for (int i = 0; i < res>nscount; i++) { if (addr_union[i].sin.sin_family == AF_INET) { char ip[INET_ADDRSTRLEN]; inet_ntop(AF_INET, &(addr_union[i].sin.sin_addr), ip, INET_ADDRSTRLEN); NSString *dnsIP = [NSString stringWithUTF8String:ip]; [servers addObject:dnsIP]; NSLog(@"IPv4 DNS IP: %@", dnsIP); } else if (addr_union[i].sin6.sin6_family == AF_INET6) { char ip[INET6_ADDRSTRLEN]; inet_ntop(AF_INET6, &(addr_union[i].sin6.sin6_addr), ip, INET6_ADDRSTRLEN); NSString *dnsIP = [NSString stringWithUTF8String:ip]; [servers addObject:dnsIP]; NSLog(@"IPv6 DNS IP: %@", dnsIP); } else { NSLog(@"Undefined family."); } } } res_nclose(res); free(res); return [NSArray arrayWithArray:servers]; }

4.4 域名DNS地址獲取支持IPV6

在IPV4網絡下咱們經過gethostname獲取，而在IPV6環境下，經過新的gethostbyname2函數獲取。

//ipv4 phot = gethostbyname(hostN); //ipv6 phot = gethostbyname2(hostN, AF_INET6);

4.5 ping方案支持IPV6

Apple的官方提供了最新的支持IPV6的ping方案，參考地址以下：https://developer.apple.com/library/mac/samplecode/SimplePing/Introduction/Intro.html只是須要注意的是：（1）返回的packet去掉了IPHeader部分，IPV6的header部分也不返回TTL（Time to Live）字段；（2）IPV6的ICMP報文不進行checkSum的處理；

4.6 traceRoute方案支持IPV6

實際上是經過建立socket套接字模擬ICMP報文的發送，以計算耗時；兩個關鍵的地方須要注意：（1）IPV6中去掉IP_TTL字段，改用跳數IPV6_UNICAST_HOPS來表示；（2）sendto方法能夠兼容支持IPV4和IPV6，可是須要最後一個參數，制定目標IP地址的大小；由於前一個參數只是指明瞭IP地址的開始地址。千萬不要用統一的sizeof(struct sockaddr), 由於sockaddr_in 和 sockaddr都是16個字節，二者能夠通用，可是sockaddr_in6的數據結構是28個字節，若是不顯式指定，sendto方法就會一直返回－1，erroNo報22 Invalid argument的錯誤。關鍵代碼以下：（完整代碼參考開源組件）

//構造通用的IP地址結構stuck sockaddr NSString *ipAddr0 = [serverDNSs objectAtIndex:0]; //設置server主機的套接口地址 NSData *addrData = nil; BOOL isIPV6 = NO; if ([ipAddr0 rangeOfString:@":"].location == NSNotFound) { isIPV6 = NO; struct sockaddr_in nativeAddr4; memset(&nativeAddr4, 0, sizeof(nativeAddr4)); nativeAddr4.sin_len = sizeof(nativeAddr4); nativeAddr4.sin_family = AF_INET; nativeAddr4.sin_port = htons(udpPort); inet_pton(AF_INET, ipAddr0.UTF8String, &nativeAddr4.sin_addr.s_addr); addrData = [NSData dataWithBytes:&nativeAddr4 length:sizeof(nativeAddr4)]; } else { isIPV6 = YES; struct sockaddr_in6 nativeAddr6; memset(&nativeAddr6, 0, sizeof(nativeAddr6)); nativeAddr6.sin6_len = sizeof(nativeAddr6); nativeAddr6.sin6_family = AF_INET6; nativeAddr6.sin6_port = htons(udpPort); inet_pton(AF_INET6, ipAddr0.UTF8String, &nativeAddr6.sin6_addr); addrData = [NSData dataWithBytes:&nativeAddr6 length:sizeof(nativeAddr6)]; } struct sockaddr *destination; destination = (struct sockaddr *)[addrData bytes]; //建立socket if ((recv_sock = socket(destination->sa_family, SOCK_DGRAM, isIPV6?IPPROTO_ICMPV6:IPPROTO_ICMP)) < 0 xss=removed>sa_family, SOCK_DGRAM, 0)) &lt; 0) //設置sender 套接字的ttl if ((isIPV6? setsockopt(send_sock,IPPROTO_IPV6, IPV6_UNICAST_HOPS, &ttl, sizeof(ttl)): setsockopt(send_sock, IPPROTO_IP, IP_TTL, &ttl, sizeof(ttl))) &lt; 0) //發送成功返回值等於發送消息的長度 ssize_t sentLen = sendto(send_sock, cmsg, sizeof(cmsg), 0, (struct sockaddr *)destination, isIPV6?sizeof(struct sockaddr_in6):sizeof(struct sockaddr_in));