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Route 53 支援 DNS64，以及 NAT Gateway 支援 NAT64

AWS 宣佈了一套機制，讓 IPv6-only 的機器可以連到 IPv4-only 的服務：「Let Your IPv6-only Workloads Connect to IPv4 Services」。

首先是 DNS64，針對只有 IPv4-only 的 A record 自動加上 AAAA record (如果已經有 AAAA record 的則不變)，這邊提到的 64:ff9b::/96 是來自 DNS64 標準內的規範：

The DNS resolver first checks if the record contains an IPv6 address (AAAA record). If it does, the IPv6 address is returned. The IPv6 host can connect to the service using just IPv6. When the record only contains an IPv4 address, the Route 53 resolver synthesizes an IPv6 address by prepending the well-known 64:ff9b::/96 prefix to the IPv4 address.

再來就是 NAT Gateway 可以把 64:ff9b::/96 透過 NAT64 轉到 IPv4 network 上：

You may configure subnet routing to send all packets starting with 64:ff9b::/96 to the NAT gateway. The NAT gateway recognizes the IPv6 address prefix, extracts the IPv4 address from it, and initiates an IPv4 connection to the destination. As usual, the source IPv4 address is the IPv4 address of the NAT gateway itself.

由於有些 protocol 會帶 IP address 資訊，所以不能保證 NAT64 一定會動，但大多數的情況應該是可以解決，至少提供了 IPv6-only server 連到 IPv4-only network 上的方法...

PChome 修正了問題，以及 RFC 4074 的說明

早些時候測試發現 PChome 已經修正了之前提到的問題：「PChome 24h 連線會慢的原因...」、「PChome 24h 連線會慢的原因... (續篇)」，這邊除了整理一下以外，也要修正之前文章裡的錯誤。

在 RFC 4074 (Common Misbehavior Against DNS Queries for IPv6 Addresses) 裡面提到了當你只有 IPv4 address 時，DNS server 要怎麼回應的問題。

在「3. Expected Behavior」說明了正確的作法，當只有 A RR 沒有 AAAA RR 的時候，應該要傳回 NOERROR，而 answer section 裡面不要放東西：

Suppose that an authoritative server has an A RR but has no AAAA RR for a host name. Then, the server should return a response to a query for an AAAA RR of the name with the response code (RCODE) being 0 (indicating no error) and with an empty answer section (see Sections 4.3.2 and 6.2.4 of [1]). Such a response indicates that there is at least one RR of a different type than AAAA for the queried name, and the stub resolver can then look for A RRs.

在「4.2. Return "Name Error"」裡提到，如果傳回 NXDOMAIN (3)，表示查詢的這個名稱完全沒有 RR，而不僅僅限於 AAAA record，這就是我犯的錯誤 (在前面的文章建議傳回 NXDOMAIN)：

This type of server returns a response with RCODE 3 ("Name Error") to a query for an AAAA RR, indicating that it does not have any RRs of any type for the queried name.

With this response, the stub resolver may immediately give up and never fall back. Even if the resolver retries with a query for an A RR, the negative response for the name has been cached in the caching server, and the caching server will simply return the negative response. As a result, the stub resolver considers this to be a fatal error in name resolution.

Several examples of this behavior are known to the authors. As of this writing, all have been fixed.

PChome 這次的修正回應了正確的值 (而不是我提到的 NXDOMAIN)：

$ dig shopping.gs1.pchome.com.tw aaaa @ns1.gs1.pchome.com.tw

; <<>> DiG 9.9.5-3ubuntu0.16-Ubuntu <<>> shopping.gs1.pchome.com.tw aaaa @ns1.gs1.pchome.com.tw
;; global options: +cmd
;; Got answer:
;; ->>HEADER<<<<- opcode: QUERY, status: NOERROR, id: 40767
;; flags: qr aa rd ad; QUERY: 1, ANSWER: 0, AUTHORITY: 1, ADDITIONAL: 1
;; WARNING: recursion requested but not available

;; OPT PSEUDOSECTION:
; EDNS: version: 0, flags:; udp: 1280
;; QUESTION SECTION:
;shopping.gs1.pchome.com.tw.    IN      AAAA

;; AUTHORITY SECTION:
gs1.pchome.com.tw.      5       IN      SOA     ns1.gs1.pchome.com.tw. root.dns.pchome.com.tw. 20171123 3600 3 3600 5

;; Query time: 16 msec
;; SERVER: 210.242.216.91#53(210.242.216.91)
;; WHEN: Fri Nov 24 01:44:52 CST 2017
;; MSG SIZE  rcvd: 134

另外 RFC 也有一些其他的文件可以參考，像是 RFC 2308 (Negative Caching of DNS Queries (DNS NCACHE))、RFC 4697 (Observed DNS Resolution Misbehavior) 以及 RFC 8020 (NXDOMAIN: There Really Is Nothing Underneath)，這些文件描述了蠻多常見的問題以及正確的處理方法，讀完對於現在愈來愈複雜的 DNS 架構有不少幫助。

PChome 24h 連線會慢的原因... (續篇)

上一篇「PChome 24h 連線會慢的原因...」寫到 DNS resolver 會倒在路邊，但沒寫會怎麼倒... 因為規格書上沒有寫當問不到要問的東西時要怎麼處理，所以每一家處理的方式都不太一樣。

我把對各 DNS resolver 查詢 100 次的結果放在 GitHub Gist 上：「Query 24h.pchome.com.tw」，大家都是回 SERVFAIL，只是時間不一樣 (最後一個 x.xxxx total 的部份表示實際秒數，wall clock)。

先看這次的主角好了，HiNet 的 168.95.1.1 與 168.95.192.1，同時也應該是 PChome 24h 服務使用人數最多的 DNS resolver。

這兩個 DNS resolver 在遇到問題時不會馬上回 SERVFAIL，加上業界有小道消息說中華自己改了不少 code，所以跟一般的 open source software 行為不太一樣。由於看不到 PChome 端的 DNS packet，所以只能就行為來猜... 應該是在第一輪都查不到後，會先 random sleep 一段時間，然後再去問一次，如果第二次還是失敗的話才回應 SERVFAIL。

這個 random sleep 看起來可能是 10 秒，因為數據上看起來最長的時間就是這個了。

SEEDNet 的 139.175.1.1 以及 Google 的 8.8.8.8 都沒這個問題，都會馬上回應 SERVFAIL。

前陣子新出的 9.9.9.9 (參考「新的 DNS Resolver：9.9.9.9」) 則是有些特別的狀況，可以看到前面有三個 query 很慢 (第 2、3、5 三行)，但後面的速度就正常了。可能是新加坡那邊有三台伺服器在服務 (目前我這邊測試的機器到 9.9.9.9 會到新加坡)，在第一次遇到都沒有答案時會有特殊的演算法先確認，之後就會 cache 住？

所以各家 DNS resolver 反應都不太一樣，然後最大那家有問題 XD

24h.pchome.com.tw 慢一次，ecvip.pchome.com.tw 再慢一次，圖片的 a.ecimg.tw 再慢一次，一個頁面上多來幾個 domain 就會讓人受不了了 XD

其實我只要改成 8.8.8.8 或是改走 proxy.hinet.net 就可以解決啦，但還是寫下來吧 (抓頭)。

PChome 24h 連線會慢的原因...

Update：續篇請參考「PChome 24h 連線會慢的原因... (續篇)」。

tl;dr：因為他們的 DNS servers 不會對 IPv6 的 AAAA record 正確的回應 NXDOMAIN，導致 DNS resolver 會不斷嘗試。

好像一行就把原因講完了啊，還是多寫一些細節好了。

起因於我的電腦連 PChome 24h 時常常會卡住，Google Chrome 會寫「Resolving host...」，於是就花了些時間找這個問題。

一開始先用幾個工具測試，發現 host 會卡，但不知道卡什麼：

$ host 24h.pchome.com.tw

拿 tcpdump 出來聽的時候發現 host 會跑 A、AAAA 以及 MX 三個種類，而後面兩個都會卡住：

24h.pchome.com.tw is an alias for shopping.gs1.pchome.com.tw.
shopping.gs1.pchome.com.tw has address 210.242.43.53
;; connection timed out; no servers could be reached
;; connection timed out; no servers could be reached

這樣就有方向了... 我的電腦是 Dual-stack network (同時有 IPv4 address 與 IPv6 address)，所以可以預期 Google Chrome 會去查 IPv6 address。而國內很多網站都還沒有把有 IPv6 的情境當標準測試，很容易中獎...

有了方向後，用 dig 測試 IPv6 的 AAAA，發現都是給 SERVFAIL，而且多跑幾次就發現會卡住：

$ dig 24h.pchome.com.tw aaaa @168.95.192.1

然後對 {cheetah,dns,dns2,dns3,wolf}.pchome.com.tw (上層登記的) 與 dns4.pchome.com.tw (實際多的) 測，可以拿到 CNAME record，像是這樣：

$ dig 24h.pchome.com.tw aaaa @dns.pchome.com.tw

; <<>> DiG 9.9.5-3ubuntu0.16-Ubuntu <<>> 24h.pchome.com.tw aaaa @dns.pchome.com.tw
;; global options: +cmd
;; Got answer:
;; ->>HEADER<<- opcode: QUERY, status: NOERROR, id: 26037
;; flags: qr aa rd; QUERY: 1, ANSWER: 1, AUTHORITY: 5, ADDITIONAL: 6
;; WARNING: recursion requested but not available

;; OPT PSEUDOSECTION:
; EDNS: version: 0, flags:; udp: 4096
;; QUESTION SECTION:
;24h.pchome.com.tw.             IN      AAAA

;; ANSWER SECTION:
24h.pchome.com.tw.      300     IN      CNAME   shopping.gs1.pchome.com.tw.

;; AUTHORITY SECTION:
gs1.pchome.com.tw.      300     IN      NS      ns3.gs1.pchome.com.tw.
gs1.pchome.com.tw.      300     IN      NS      ns1.gs1.pchome.com.tw.
gs1.pchome.com.tw.      300     IN      NS      ns4.gs1.pchome.com.tw.
gs1.pchome.com.tw.      300     IN      NS      ns5.gs1.pchome.com.tw.
gs1.pchome.com.tw.      300     IN      NS      ns2.gs1.pchome.com.tw.

;; ADDITIONAL SECTION:
ns1.gs1.pchome.com.tw.  300     IN      A       210.242.216.91
ns2.gs1.pchome.com.tw.  300     IN      A       210.242.216.92
ns3.gs1.pchome.com.tw.  300     IN      A       210.242.43.93
ns4.gs1.pchome.com.tw.  300     IN      A       203.69.38.91
ns5.gs1.pchome.com.tw.  300     IN      A       210.71.147.91

;; Query time: 12 msec
;; SERVER: 210.59.230.85#53(210.59.230.85)
;; WHEN: Wed Nov 22 11:05:24 CST 2017
;; MSG SIZE  rcvd: 243

但往 ns{1,2,3,4,5}.gs1.pchome.com.tw 問的時候給不出答案，也不給 NXDOMAIN，像是這樣：

$ dig shopping.gs1.pchome.com.tw aaaa @ns1.gs1.pchome.com.tw

; <<>> DiG 9.9.5-3ubuntu0.16-Ubuntu <<>> shopping.gs1.pchome.com.tw aaaa @ns1.gs1.pchome.com.tw
;; global options: +cmd
;; Got answer:
;; ->>HEADER<<- opcode: QUERY, status: NOERROR, id: 36249
;; flags: qr rd ad; QUERY: 1, ANSWER: 0, AUTHORITY: 5, ADDITIONAL: 6
;; WARNING: recursion requested but not available

;; OPT PSEUDOSECTION:
; EDNS: version: 0, flags:; udp: 1280
;; QUESTION SECTION:
;shopping.gs1.pchome.com.tw.    IN      AAAA

;; AUTHORITY SECTION:
gs1.pchome.com.tw.      3600    IN      NS      ns3.gs1.pchome.com.tw.
gs1.pchome.com.tw.      3600    IN      NS      ns4.gs1.pchome.com.tw.
gs1.pchome.com.tw.      3600    IN      NS      ns5.gs1.pchome.com.tw.
gs1.pchome.com.tw.      3600    IN      NS      ns1.gs1.pchome.com.tw.
gs1.pchome.com.tw.      3600    IN      NS      ns2.gs1.pchome.com.tw.

;; ADDITIONAL SECTION:
ns3.gs1.pchome.com.tw.  3600    IN      A       210.242.43.93
ns4.gs1.pchome.com.tw.  3600    IN      A       203.69.38.91
ns5.gs1.pchome.com.tw.  3600    IN      A       210.71.147.91
ns1.gs1.pchome.com.tw.  3600    IN      A       210.242.216.91
ns2.gs1.pchome.com.tw.  3600    IN      A       210.242.216.92

;; Query time: 11 msec
;; SERVER: 210.242.216.91#53(210.242.216.91)
;; WHEN: Wed Nov 22 11:07:17 CST 2017
;; MSG SIZE  rcvd: 310

於是 DNS resolver 就倒在路邊了...

Dropbox 的桌面端應用支援 IPv6 環境了...

算是宣示性質的新聞稿吧，畢竟官網與 blog 以及 API 都還是沒 AAAA record：「Adding IPv6 connectivity support to the Dropbox desktop client」。

文章裡面提到支援 IPv6 only network，應該是指 ISP 有支援 NAT64 轉換的情況下可以使用 Dropbox 資源，而不是 Dropbox 整個 IPv6 ready...

gslin@home [~] [17:49/W4] dig www.dropbox.com aaaa @8.8.8.8

; <<>> DiG 9.9.5-3ubuntu0.14-Ubuntu <<>> www.dropbox.com aaaa @8.8.8.8
;; global options: +cmd
;; Got answer:
;; ->>HEADER<<- opcode: QUERY, status: NOERROR, id: 63706
;; flags: qr rd ra; QUERY: 1, ANSWER: 1, AUTHORITY: 1, ADDITIONAL: 1

;; OPT PSEUDOSECTION:
; EDNS: version: 0, flags:; udp: 512
;; QUESTION SECTION:
;www.dropbox.com.               IN      AAAA

;; ANSWER SECTION:
www.dropbox.com.        55      IN      CNAME   www.dropbox-dns.com.

;; AUTHORITY SECTION:
dropbox-dns.com.        1794    IN      SOA     dns1.p06.nsone.net. hostmaster.nsone.net. 1493415466 43200 7200 1209600 60

;; Query time: 18 msec
;; SERVER: 8.8.8.8#53(8.8.8.8)
;; WHEN: Sat Apr 29 17:49:10 CST 2017
;; MSG SIZE  rcvd: 139