AdguardTeam/DnsLibs项目中Happy Eyeballs机制在DoH协议下的IPv4/IPv6实现优化
背景概述
在DNS-over-HTTPS(DoH)协议实现中，客户端需要同时处理IPv4和IPv6地址的解析请求。传统实现采用顺序尝试或简单回退机制，当首个IP地址连接失败时，系统会在下一次请求时尝试另一个IP地址。这种设计存在两个显著缺陷：
- 单次请求场景下无法自动切换协议栈
- 故障转移延迟影响用户体验
问题本质
项目原有实现存在协议栈切换的"冷启动"问题：当首次请求使用的IP协议版本（如IPv6）连接失败时，需要等待整个请求超时后，在后续请求中才会尝试另一种IP协议版本（IPv4）。这种设计导致：
- 单次测试请求无法验证双栈兼容性
- 真实用户场景下增加额外延迟
- 不符合RFC8305(Happy Eyeballs v2)的最佳实践
技术解决方案
核心改进是引入真正的Happy Eyeballs算法，该优化包含以下关键技术点：
1. 并行连接机制
- 同时发起IPv4和IPv6连接尝试
- 采用竞速(Race)模式，优先使用最先建立成功的连接
- 动态调整连接超时阈值（建议IPv6 300ms，IPv4 1s）
2. 智能回退策略
- 维护历史连接成功率统计
- 自动标记故障端点
- 实现基于网络质量的动态选择
3. 连接复用优化
- 对成功建立的连接实施Keep-Alive
- 双栈连接池统一管理
- TLS会话票据复用
实现影响
该优化对系统产生多方面提升：
性能提升
- 减少协议栈切换延迟50-300ms
- 降低95%分位延迟波动
- 提高弱网环境下的连接成功率
兼容性增强
- 完美支持IPv6-only网络环境
- 兼容存在NAT64转换的场景
- 正确处理ICMP不可达等中间件反馈
测试验证
新增以下测试用例：
- 单次请求双栈竞速验证
- 模拟IPv6黑洞路由场景
- 交替故障注入测试
开发者建议
对于需要实现类似功能的开发者，建议注意：
- 连接竞速时需要控制并发量，避免产生SYN洪泛
- 合理设置IPv6优先级的衰减因子
- 实现平滑的失败切换机制，避免频繁振荡
- 考虑增加本地网络环境探测（如IPv6可达性测试）
该优化已随DnsLibs v2.5版本发布，显著提升了DoH客户端在各种网络环境下的连接鲁棒性。
创作声明：本文部分内容由AI辅助生成（AIGC），仅供参考
