iOS App支持IPv6-only Network中的坑和解决方案

从2016年6月1号开始，苹果强制要求上架AppStore的应用支持IPv6-only network。
本文分为两部分：通过代码检查是否兼容IPv6-only网络，以及如何搭建IPv6-only网络的测试环境。旨在帮助快速检查app是否支持IPv6-only Network。可以当做Supporting IPv6 DNS64/NAT64 Networks中Ensuring IPv6 DNS64/NAT64 Compatibility一节的速成版本。

通过搭建IPv6-only网络的测试环境测试

最便捷的检查方式是：找一台Mac，共享Internet到IPv6 DNS64/NAT64网络，然后让待测试设备连接到此网络，并测试app功能是否正常。
需注意，OS X 10.11后才支持创建IPv6 DNS64/NAT64网络。如果待测试设备不是iOS或OS X或macOS设备（比如要测试Andr**d上的app是否兼容IPv6-only网络），请确保设备支持RFC6106。

用在OS X(macOS)上创建IPv6 DNS64/NAT64网络很简单，只需要：

1. Mac带有两块网卡。如果是Macbook Pro with retina display或者Macbook Air，可以买一块Thunderbolt或USB转RJ45接口的网卡来解决这个问题。

2. 打开System Preference，按住Option点击Sharing，松开Option：
   

3. 勾选 Create NAT64 Network，把来自其他网卡的Internet共享给Wifi：
   

4. 将测试设备连接到此Wifi，并测试App功能是否正常。

检查代码是否兼容IPv6-only网络

1. 尽量使用高级API

尽量使用以下框架实现网络请求：

• WebKit.
• Cocoa URL loading system. 比如NSURLSession, NSURLRequest, 和 NSURLConnection。
• CFNetwork.

2. 避免使用IPv4地址

• 确保在代码中不会传递点分十进制表示的IPv4地址字符串(xxx.xxx.xxx.xxx)到底层网络API：比如确保不要传递点分十进制表示的IPv4地址字符串到getaddrinfo或SCNetworkReachabilityCreateWithName。需注意前面提到的高级API则会自动转换点分十进制表示的IPv4地址字符串到IPv6，所以在使用高级API时传递点分十进制表示的IPv4地址字符串时仍然可以正常工作。虽然如此，使用高级API时也应避免直接使用点分十进制表示的IPv4地址字符串。
• 使用地址无关的API：尽量传递主机名或全称域名（FQDN）给getaddrinfo或getnameinfo。

3. 避免使用网络检查

• 如果有条件，自己创建网络连接，检查错误状态来代替Reachability（这成本有点大，苹果有点站着说话不腰疼）。

4. 不能避免使用网络检查，则正确使用Reachability API

• 不要传递0.0.0.0到SCNetworkReachabilityCreateWithAddress。这只会检查网络中是否有router，并不代表真正能连接到互联网。
• 不要传递169.254.0.0（自分配的本地地址）到SCNetworkReachabilityCreateWithAddress来检查Wi-Fi是否激活。如需检查是否连接到Wi-Fi，请使用kSCNetworkReachabilityFlagsIsWWAN。

5. 正确使用Address Containers

• 使用足够大的结构来存储IPv6地址来避免溢出，比如sockaddr_storage。

6. 检查是否使用了不兼容IPv6的API

检查是否使用过IPv4特定的API，包括但不仅限于：

1234567891011

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

如果代码中需要检查IPv4类型，则也应一并检查IPv6类型：

IPv4IPv6AF_INETAF_INET6PF_INETPF_INET6struct in_addrstruct in_addr6struct sockaddr_instruct sockaddr_in6kDNSServiceProtocol_IPv4kDNSServiceProtocol_IPv6

7. 连接IPv4-only的服务器时，使用getaddrinfo来保证app兼容IPv6-only网络

如果app需要连接到没有域名的IPv4-only服务器，请使用getaddrinfo处理IPv4地址，好处是当app处于IPv6-only网络时，getaddrinfo会生成一个对应的IPv6地址。

下面的代码展示了如何使用getaddrinfo正确处理IP地址。内存中ipv4_or_ipv6_str存储了一个IP地址（可以是IPv4或IPv6），然后使用getaddrinfo生成了自适应IPv4/IPv6的sockaddr，然后尝试连接到此地址。
此处有一坑。苹果修改了getaddrinfo以兼容两种网络，但是NAT64下有个bug：第二个参数传port number string，生成的sockaddr的sin_port/sin6_port始终为0；unix原始版本的getaddrinfo则没有这个问题。按照官方文档做法直接在getaddrinfo设置port number string是死活连不上的，建议参考下面代码40行/46行的hack方式，在getaddrinfo后手动设置port number给sockaddr。Demo可以点此下载：

12345678910111213141516171819202122232425262728293031323334353637383940414243444546474849505152535455565758596061626364656667686970

#include <sys/socket.h>#include <netdb.h>#include <arpa/inet.h>#include <err.h>    struct addrinfo hints, *res, *res0;    int error, s;    const char *cause = NULL;    const char *ipv4_or_ipv6_str = "192.0.2.1";//or IPv6 address string is well    NSUInteger port = 80;//port of connecting server    memset(&hints, 0, sizeof(hints));    hints.ai_family = PF_UNSPEC;    hints.ai_socktype = SOCK_STREAM;    hints.ai_flags = AI_DEFAULT;    error = getaddrinfo(ipv4_or_ipv6_str, NULL, &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;        }        switch(res->ai_addr->sa_family)        {            case AF_INET:            {                struct sockaddr_in *v4sa = (struct sockaddr_in *)res->ai_addr;                v4sa->sin_port = htons(port);            }                break;            case AF_INET6:            {                struct sockaddr_in6 *v6sa = (struct sockaddr_in6 *)res->ai_addr;                v6sa->sin6_port = htons(port);            }                break;        }        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*/    }    else    {        printf("connected");    }    freeaddrinfo(res0);

需注意，getaddrinfo兼容自动转换至IPv6地址的特性是iOS 9.2和OS X 10.11.2以后才支持的，但是这段代码可以保证在老的操作系统上的兼容性。

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