检查iOS App是否支持IPv6-only Network

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 NetworksEnsuring 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getaddrinfoSCNetworkReachabilityCreateWithName。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getaddrinfogetnameinfo

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:

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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:

IPv4 IPv6
AF_INET AF_INET6
PF_INET PF_INET6
struct in_addr struct in_addr6
struct sockaddr_in struct sockaddr_in6
kDNSServiceProtocol_IPv4 kDNSServiceProtocol_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

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#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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