5G Altyapısı: Yüz milyonlarca kullanıcının IPv6'yı sorunsuz bir şekilde desteklemesi nasıl sağlanır?
Kılavuz: 5G'nin gelişiyle birlikte birçok kullanıcı bu yıl 5G cep telefonlarını gündeme getirdi. Ama ne var biliyor musun? Tıpkı yoldaki bir arabanın bir plakasına sahip olması gerektiği gibi, 5G'ye bağlı her cihaz, ağdaki varlığını belirtmek için en az bir IP adresine ihtiyaç duyar. Mevcut küresel IPv4 adresleri tükendi ve 4,3 milyar IPv4 adresinin tamamı tahsis edildi, bu da ISS'lere ve diğer büyük ağ altyapısı sağlayıcılarına artık IPv4 adreslerinin ayrılamayacağı anlamına geliyor. Bu nedenle, herkes gözünü dünyadaki her kum tanesi için bir adres derleyebileceği iddia edilen yeni nesil ağ protokolü IPv6'ya dikti.
5G'nin altyapısı olan Youku, IPv6'nın tam hizmet dönüşümüne 2018'de başladı ve teknik stratejiden tam dağıtıma kadar 6 ay sürdü. Projenin derinlemesine bir katılımcısı olan Ali eğlence teknolojisi uzmanı Ga You, herkese ilham vermeyi umarak bu teknik süreci detaylı bir şekilde paylaşacaksınız.
Yazar | Ali Eğlence Teknolojisi Uzmanı Gai You
Editör | Tu Min
Genel Bakış
IPv6 nedir? IPv6 = İnternet Ağ Katmanı İletim Protokolünün altıncı sürümü. Genel olarak IPv6, yeni nesil İnternetin altyapısı ve 5G Nesnelerin İnterneti'nin temel temelidir. Mevcut IPv4 ile karşılaştırıldığında, neredeyse tükenmez IP adresleri ve sınırsız iş genişletmesi ile daha güvenli, daha verimli ve daha uygun maliyetli.
Bu makale, karşılaşılan gerçek sorunlar ve teknik çözümler dahil olmak üzere Youku'nun IPv6 teknoloji dönüşümünü ayrıntılı olarak açıklayacak ve herkes için yararlı olmayı umacaktır.
1. Arkaplan
İnternet, oluşumunun ve evriminin ilk aşamalarında karmaşık bir süreçten geçmiştir.Ağ teknolojisinin gelişmesiyle birlikte, adres formatı, veri kapsülleme ve veri iletimi de dahil olmak üzere İnternet ağ yapısının temel çerçevesi, IP protokolü çekirdek olarak kararlı bir şekilde çalışmaktadır. 30 yıldan fazla bir süredir değişmedi. 5G geldiğinde, İnternetin mevcut yapısı kullanıcıların ihtiyaçlarına ve üst katman uygulamalarına hızla uyum sağlayamıyor. Esas olarak aşağıdaki noktalarda yansıtılmıştır:
1) IPv4 kaynaklarının tükenmesi: Yurtdışında çok sayıda kaynak satın alınır ve özel ağ adresi yalnızca üç yılı destekleyebilir;
2) IPv6 kullanıcı büyümesi: Amerika Birleşik Devletleri'nde% 50 denizaşırı, Hindistan ve Avrupa'da% 20;
3) Apple incelemesi: Appstore, Haziran 2016'dan beri yalnızca IPv6 incelemesine başlamıştır;
4) İş rekabeti durumu: Google ve Facebook, IPv6 terminallerinin% 50'sini kapsamıştır ve IPv6 bulut ürünleri piyasaya sürülmüştür;
5) Stratejik önemi: IPv4 paketlerinin sınırlandırılması nedeniyle, alan adı kök sunucularının toplam sayısı sınırlıdır. IPv6'nın ortaya çıkmasından sonra, bu kısıtlama kaldırılarak daha fazla kök sunucu adresinin yazılmasına izin verildi. Şu anda, dünya çapında 25 IPv6 kök sunucusu kuruldu ve Çin 4'ü dağıtarak Çin'in geçmişte kök sunucusu olmadığı yönündeki çıkmaza son verdi.
(Şekil Global IPv6 kök sunucu dağıtımı)
2. Hedef aşama
Youku IPv6 projesi, IPv4 / IPv6 çift yığın aşaması ve yalnızca dahili ve harici ağ IPv6 aşaması dahil olmak üzere iki adıma bölünecektir.
1) IPv4 / IPv6 çift yığın dönüşümü: Temel olarak Web / APP istek hizmetleri ile uygulamaların hızlı harici hizmetlerini elde etmek, IPv6 ekolojik gelişiminin ihtiyaçlarını karşılamak ve harici ağdaki uygulamaların farklı ihtiyaçlarını teşvik etmek. Tarayıcılar, posta kutuları, DB, depolama vb. Doğrudan etkileşimde bulunur ve dahili ve harici ağ sunucularının IPv4 / IPv6 çift yığın yeteneklerini ve tüm ağ çift yığınlı dağıtımını benimsemesini gerektirir;
2) Yalnızca IPv6: Uygulamaların% 50'den fazlası kademeli olarak IPv6'ya taşındığında, yeni uygulamalar IPv6 erişimini benimseyecek ve bazı eski uygulamalar IPv4 hizmetlerini kullanmaya devam edecek ve intranet 4over6 ile kapsüllenecektir. İkili yığınla karşılaştırıldığında, IPv6 yalnızca daha düşük maliyete, arama tablolarının daha hızlı iletilmesine sahiptir ve yalnızca IPv6 dönemini tamamen açarak bir dizi protokol yığınını korumaya ihtiyaç duyar.
3. Uygulama döngüsü
Youku, Haziran 2018'de başlayarak IPv6'nın tam hizmet dönüşümünü hayata geçirdi, istemci ve sunucu dönüşümünü tamamladı ve hızlı uygulama harici hizmetleri gerçekleştirdi. 2018 sonunda, toplamda 6 ay süren tam kurulum ve lansman gerçekleştirildi. Bu nedenle, Youku ile aynı kullanıcı ölçeğine ve hizmet hacmine sahip bir kuruluş, temel olarak genel IPv6 dönüşümünü 6 ay veya daha kısa sürede tamamlayabilir.
(Resim: Youku IPv6 dönüşüm planı)
Karşılaşılan sorunlar ve çözümleri
IPv6'nın tüm dönüşümü sırasında karşılaşılabilecek birkaç tipik sorun ve çözüm aşağıda kısaca özetlenmiştir:
1. IPv6 ortamı yok
Hepimizin bildiği gibi, geliştirmeden lansmana kadar, genel bir uygulama en azından bir geliştirme test ortamından, bir yayın öncesi ortamdan, bir Beta ortamından ve son olarak resmi bir ortamdan geçmelidir. Başlangıçta, temel ortam mevcut olmadığında, ana bilgisayarları değiştirmek için PC / istemci ve sertifika gerektiren test ortamına bağlanmak için IPv4 üzerinden IPv6 üzerinden IPv6'yı kullandık.Mobil terminal Ana Bilgisayarları değiştiremezse, kök jailbreak gerekliydi. Ardından, temel ağ ve BT işbirliğini güçlendirdik, birden fazla Alibaba kampüsünde birden fazla IPv6 erişim ortamını devreye aldık, IPv6 dışa aktarımlarını açtık, ofis ağları ile bilgisayar odaları arasında IPv6 bağlantıları açtık ve kademeli olarak IPv6 harici ağları, günlük ortam iletişimi gerçekleştirdik, Lansman öncesi ve resmi iletişim, işletmenin kademeli olarak test edilmesini ve IPv4 ile aynı test deneyimine kademeli olarak yükseltilmesini sağlayacaktır. Alan adı ele geçirme yoluyla, Hosts yapılandırmasının utancını atlar ve standart test verimliliğine ulaşır.
2. İşletim sistemi ağ modülü sorunu
Konteynerin, istek başlığından bir IPv6 adresi almayı desteklemesi gerekiyorsa, kullanıcı IP'sinin seviye bazında şeffaf bir şekilde iletilmesi gerekir ve ileti başlığını genişletmek için ağ modülünün tüm düzeylerdeki sunucularda yükseltilmesi gerekir. Örneğin, TOA modülü TOA modülü, arka uçtaki Gerçek Sunucunun LVS DIP yerine gerçek ClientIP'yi görmesine izin verir. Aynı zamanda, Tengine / Nginx gibi uygulamaların IPv6'yı destekleyen (yeni TOA modüllerini destekleyen vb.) Bir sürüme yükseltilmesi gerekir.Tarihi nedenlerden dolayı, çeşitli eski sürümler yükseltilemiyor, bu da yükseltmeyi engelliyor. Kendi kendini yükselten ağ modüllerinin neden olduğu risklerden kaçınmak için uygulama erişiminde birleşik erişim dönüşümünü teşvik ediyoruz.
Uygulamanın eski sürümünün yükseltilmesi yoluyla, Nginx'e gidin, birleşik yükseltme yapın ve Tengine-proxy'yi kurun (ECS test makinesine veya ana makineye kurulur), iş dönüşümünün iş yükünü azaltmak için çok sayıda erişim katmanı mimarisi yaptık Dönüşüm.
3. Adres kütüphanesinin özel ihtiyaçları
Her şeyden önce, birleşik IP adresi kitaplığı, tüm işletmelerin IP adresi kitaplığını aynı şekilde kullanmasını gerektirir. İkinci olarak, Youku kullanım senaryolarının ihtiyaçlarını karşılamak ve birleştirme işlemi sırasında iş dönüşümünün iş yükünü azaltmak için grup adres kitaplığı üreticilerini koordine edin. Üçüncüsü, endüstrinin birleşik adres kitaplığının reklamlar için kullanılması gereken senaryolara birden çok çözüm de formüle ettik.
Sonuç planı: Guangxie adres kitaplığındaki alan kodunu grup adres kitaplığına ekleyin, böylece grup kitaplığı bir endüstri kitaplığı yeteneğine sahip olur. Sektör kitaplığı tam olarak üretilmeden önce, reklamcılık şirketi dönüşüm ve test için geçici olarak grup adres kitaplığını kullanabilir , İşletmenin zarar görmemesini sağlamak.
Uzun vadeli plan: IPv6 adres veri tabanlarının üretimini hızlandırmak için Guangzhou Derneği ve diğer endüstri dernekleriyle iletişime geçmek için inisiyatif alın ve Ali Grup adres veri tabanı verilerini ücretsiz olarak sağlamak için girişimde bulunun, bu da Derneğin tüm organizasyonunun ilerlemesini hızlandırır.
4. MTU sorunu
IPv4 çağında, ara ağdaki Katman 3 cihazları parçalanacaktır, bu nedenle ağ ek yükünü azaltmak için genellikle maksimum 1500 değerine ayarlanır. Bununla birlikte, IPv6 protokolündeki ara ağ katmanı ekipmanının karmaşıklığını ve maliyetini azaltmak için, ara ekipman artık parçalanmaz ve iki uç arasındaki görüşmelerle belirtilmez. Varsayılan mtu1500 durumunda, ara cihazda büyük miktarda paket kaybı meydana gelir.Bunun nedeni, NAT çevirisi, TCP Seçeneği vb., Aslında 1500'ü aşan üst üste binmiş olmasıdır. SYN Proxy'yi açın, MSS aracılığıyla istemciyle görüşün ve MTU'yu minimum 1280 değerine ayarlayın. Orta katmanın MTU'su 1280'in altında bulunduğunda, ağ arıza raporlama gibi yöntemler gerçekleştirilir.
5. İstemcinin IPv6 olup olmadığı, nasıl doğrulanacağı
Bu çok gerçekçi bir sorundur.Ağım zaten IPv6 ve işletme normal şekilde çalışabilir, ancak ağın IPv6 üzerinde çalıştığını ve düşürülmediğini nasıl doğrulayabilirim? Esas olarak aşağıdaki iki yöntem vardır:
1) İstemci günlüklerini al: Bu aynı zamanda en aptalca ve en doğru yöntemdir. Günlükleri yakalamanın birçok özel yolu vardır, bu yüzden onları burada tekrar etmeyeceğim;
2) İş dönüşümü, ağ testi yetenekleri ekleme: Youku istemcisini ağ test aracı olarak kullanın.
6. Anlaşma sorunu düşüyor
(Şekil, anlaşma geri geliyor)
7. CDN gri tonlama sorunu
CDN alan adı, Alibaba Cloud gibi CDN hizmet sağlayıcıları tarafından planlanır ve kontrol edilir. Kullanıcı istek bağlantısı, iş hizmetinden farklıdır. Sonuç olarak, iş hizmeti IPv6'dır ve CDN IPv4'tür; veya CDN IPv6'dır ve işletme hizmeti IPv4'tür. İş ile birleşik gri ölçek.
Çözüm: CDN alan adlarının ve ticari alan adlarının birlikte yönetilmesine ve gri bölgelerin ve operatörlerin aynı anda açılmasına izin vermek için HTTPDNS özelliklerini kullanın. Aynı zamanda, IPv6'ya özel CDN alan adı eklenir ve APP tarafı, iş tarafı aracılığıyla iş mantığı ekler ve aynı gri tonlama ritim yeteneğini elde etmek için farklı alan adları verir. İş hizmeti tarafından istemciye döndürülen çıkış IP'si IPv6 olduğunda, IPv6 CDN etki alanı adı çağrılır; iş hizmeti tarafından istemciye döndürülen çıkış IP'si IPv4 olduğunda, IPv4CDN etki alanı adı çağrılır.
Mimari tasarım
(Resim: Youku IPv6 dönüşüm mimarisi diyagramı)
İstemciden sunucuya, ilgili tüm ekipman, ağlar, APP'ler, sunucular, hizmetler vb. Tümü dönüşüm kapsamındadır.
1) Mobil ağ ve yerel alan ağı dahil olmak üzere kullanıcı tarafı ağı: Mobil ağın bu kısmı operatörlere ve üç büyük operatörün mevcut 4G IPv6 destek oranına bağlıdır. > % 70, sabit geniş bant dahili LAN'ın genel destek oranı% 30'dan azdır ve ev yönlendiricilerinin yükseltilmesi gerekir;
2) Kullanıcı terminal ekipmanı: Aygıt yazılımını güncellemek ve yükseltmek için cep telefonuna ve diğer terminal ekipman üreticilerine güvenerek, küçük marka terminaller kaderine terk edilir. IPv6 Wi-Fi'ye normal şekilde bağlanmak için bazı Android telefonların 64 segment IPv6'ya atanması gerekir;
3) İşletim Sistemi / Tarayıcı: Apple, Google, vb .'nin güncelleme ritmine bağlı olarak, istemci işletim sistemi ve tarayıcının en son sürüme güncellenmesi gerekir, eski işletim sistemi temelde desteklemez;
4) İstemci APP / PC web sayfası: Temel ağ paketinin, uygulama planında ayrıntılı olarak açıklandığı üzere IPv6 ve sürüm düşürme yeteneklerini desteklemesi gerekir;
5) HTTPDNS: Çift yığınlı ağları destekleyen bir istemciye bir IPv6 adresi vermek için belirli bir stratejiye dayanarak, HTTPDNS'nin dönüşümünü desteklemesi gerekir;
6) Yerel DNS: DNS, IPv6 çözümlemesini desteklemek için gereklidir ve etki alanı adı çözümleme kaydına bir AAAA kaydı eklenir;
7) Ağ bağlantısı: Operatörün, kullanıcı tarafındaki dışa aktarma ağı ve sunucu tarafındaki bilgisayar odası çıkışı, ağ yönlendirmesi vb. Dahil olmak üzere IPv6'yı desteklemesi gerekir;
8) LVS: Tüm hizmetlerin dışa aktarılmasının IPv6'yı desteklemesi ve talebi RS'ye (Ters Proxy Hizmeti) iletmesi gerekir.
9) Ters proxy katmanı: isteği belirli bir iş sunucusuna iletin ve istemci IPv6 adresini getirin;
10) Ticari hizmetler: lütfen sonraki bölüme bakın.
Ayrıntılı uygulama adımları
Tüm dönüşüm süreci şunları içerir: istemci APP ve PC / H5 uç / işletme sunucusu dönüşümü, güvenlik testi ve gri seviye garanti yetenekleri.
1. İstemci UYGULAMASI
1) Ağ alt paketini güncelleyin: Grup ikinci taraf paketini veya üçüncü taraf ağ kitaplığını içeriyorsa, en son sürüme yükseltilmesi gerekir. Üçüncü taraf ağ kitaplığının IPv6 özelliğine sahip olduğunu onaylaması gerekir, aksi takdirde başka bir ağ kitaplığı seçmeniz gerekir;
2) IP adresi kitaplığını yükseltme: IP adresi kitaplığı terminale entegre edilmişse, IPv6 kayıtlarını içeren bir IP adresi kitaplığına yükseltilmesi gerekir;
3) HTTPDNS hizmet kitaplığını yükseltin: HTTPDNS hizmetini kullanıyorsanız, AAAA kayıtlarının verilmesini desteklediğini onaylamanız gerekir; Yerel DNS çözümlemesi kullanıyorsanız, AAAA kayıt çözümleme kimliği eklemek için DNS hizmeti isteği parametrelerinin uygulamasını değiştirmeniz gerekir;
4) Düşürme yeteneğini desteklemek için dönüşüm: Üç bölümlü kitaplık, IPv6 bağlantısının kalitesi zayıfken IPv4'ü otomatik olarak düşürme yeteneğine sahipse, değiştirmeye gerek yoktur. Aksi takdirde, işletme veya mimari tarafın IPv6 ağının kalitesini yargılaması ve bozulma işlevini uygulaması gerekir;
5) Algılama gömülü noktalarının yeniden yapılandırılması: Zayıf ağ ve zaman alan DNS durumunda, algılama normal olabilir ve IPv6'nın gömülü noktalarının normal şekilde raporlanıp raporlanmadığı;
6) Test yöntemi: Tüm işlevlerin yalnızca IPv4'ü, IPv6 / IPv4 ikili yığın testini geçmesi gerekir. IPv6'nın yalnızca koşullar izin verdiğinde testi geçmesi gerekir.
2. İşletme sunucusu / PC / H5
1) IP adresi kitaplığının kullanımı: Adres kitaplığının yararlı olup olmadığı ve kullanıcının IP'sinin coğrafi kökenini yargılayın. Gerekirse, IPv6 adres kitaplığına yükseltin ve arama yöntemini güncelleyin;
2) IP adresi formatı değerlendirmesi: kullanıcının IP'sinin doğrulanıp doğrulanmayacağı, varsa, IPv6 adres formatında bir düzenli ifade değerlendirmesinin eklenmesi gerekir;
3) IP adresi depolama: IP için bir depolama kitaplığı olup olmadığı, ilgili alanın uzunluğunu değiştirmeniz gerekir, IPv6 IPv4'ten daha uzundur, MySQL VARBINARY (16) alan türünü önerir;
4) Bağımlı bağlantıda değişiklik: IP'nin aşağı akış bağımlı işletmeye bir arayüz parametresi olarak geçirilip geçirilmeyeceği. Eğer öyleyse, aşağı havza bağımlı işletmelerin de dönüştürülmesi gerekir;
5) İstemcinin IP adresi nasıl alınır: İstemcinin istek başlığından alınıyorsa, çift yığınlı bir ortamda, aynı istek için IPv4 ve IPv6 adreslerinden yalnızca birini elde edebilirsiniz ve ikisini birden elde etmek imkansızdır. İstemci adresi istek gövdesindeki bir alandan geçerse, istemcinin tüm v4 ve v6 adreslerini almanız gerekip gerekmediğini düşünmeniz gerekir;
6) Günlük: Üçüncü taraf bir toplama aracı kullanıldığında, toplama aracı IPv6'yı desteklemiyorsa, toplanan veriler sunucunun istek günlüğü ile hizalanmayarak GAP ile sonuçlanır. Bu nedenle, üçüncü taraf veri ürünlerinin, kullanıcı IPv6 verilerinin toplanmasını destekleyebilmesi gerekir;
7) İzleme: Yargılama koşulu / istatistiksel koşul olarak kullanıcı IP'si ile bir izleme yapılandırması olduğunda, değiştirilmesi gerekir;
8) Büyük veri istatistikleri: Yargı koşulunun / istatistiksel koşulun içeriği olarak kullanıcı IP'si olduğunda, iş dönüşümü gereklidir.
3. Güvenlik, test ve gri seviye garantisi
Esas olarak çevrimiçi olmadan önce test garantisini ve çevrimiçi olduktan sonra gri seviye drenaj yeteneğini içerir.
1) Test güvencesi: istemci günlüklerini yakalama; istemci hizmeti dönüşümü, ağ algılama yetenekleri ekleme; istemci IPv6 bağlantı günlükleri ekler, sunucu günlüğü araçları IPv6 istemci adreslerinin analizini ve özetini destekler; IPv6 trafik stres testi yeteneği; simülasyon IPv6 ağ hız sınırı, gecikme artırma özelliği.
2) Gri seviye drenaj kapasitesi iki yöntemi içerir:
HTTPDNS yöntemi: kullanıcı ekipmanına dayalı beyaz liste; bölge + operatör + kullanıcı ekipmanının yüzdesi + beyaz listesine göre; APP sürümünün tam yüzdesine göre.
LocalDNS (ADNS) yöntemi: ADNS, bir etki alanı adı altında birden çok CNAME çözümleme işlevinin yapılandırmasını destekleyen bir özelliği yeni geliştirmiş ve kullanıma sunmuştur ve her yorum ağırlıklarla yapılandırılabilir.Orantılı kontrol, IDNS CNAME ağırlık yapılandırması değiştirilerek elde edilebilir. Aynı zamanda kendi hattı ve operatörlerin seçim kabiliyeti ile bölgenin gri tonlu talebini karşılayabilmektedir.
3) Otomasyon yeteneği: Tam otomatik gri tonlamalı drenaj elde etmek için gri tonlama oranını ve zaman ritmini başlangıç parametrelerine ve gri tonlamalı hedeflere göre otomatik olarak planlayan otomatik bir gri tonlama sistemi geliştirdik. Erken uyarıyı izleme + otomatik geri alma özelliği, kahve içerken gri seviyesini izlemek bu kadar basit.
özet
IPv6 hala bir geçiş dönemindedir. Şu anda IPv4 / IPv6 çift yığın geliştirme aşamasındadır. Teknoloji ve ürünlerin yalnızca çift yığın ortamında ortaya çıkan sorunlara özel dikkat göstermesini gerektirir. Bu sorunlara atıfta bulunulacak neredeyse hiçbir bilgi yoktur, bu da işletme ve bakım ekibinin dayanıklılığını test eder. . İşte önerilerimden bazıları:
IPv6 adresleri hala tahsis edilmektedir ve IPv6 adres kitaplığının inşası uzun vadeli bir proje olacaktır.IPv6 atfı ile IPv4 atfı arasında bir sapma olduğunda, hangi tarafın ilk önce güvenilmesi gerektiği iş özelliklerine göre değerlendirilmelidir;
IPv6 yapısına yapılan en büyük yatırım izleme yeteneklerinin dönüştürülmesidir.Tüm iş izleme IPv6'yı desteklemelidir, aksi takdirde IPv6 ağ sorunlarını bulamayacaktır. Çift yığınlı bir ortamda, toplam modunda gözlemlemeyin, ancak ilgili protokol yığınlarını gözlemleyin;
Benzersiz çift yığınlı IPv6, IPv4'ün bozulma kapasitesine geri döndü ve web tarafı işi tarayıcının yeteneklerine aşırı derecede güvenmemelidir, çünkü bazen güvenilir değildir. İşletme alan adını sağduyu ile bölebilir, kullanıcı ortamını ve ağ kalitesini değerlendirebilir ve sürüm düşürme yeteneklerine ulaşmak için farklı ortamlarda farklı alan adları verebilirsiniz;
Çift yığınlı bir ortamda, tam bir iş süreci IPv4'ü kısmen ve kısmen IPv6'yı alabilir. Bir iş sorunu olduğunda, nedenini bulmak için yeterince gömülü noktaya ihtiyaç vardır, çünkü bazı senaryolarda sorunu yeniden oluşturmak zordur;
IPv6'nın dönüşümü daha çok gelecekteki iş senaryoları için 5G odaklı bir düzendir. Mevcut kullanıcı deneyimi açık değildir, bu nedenle ürün için maliyet performansını vurgulamaya gerek yoktur.
