Kiểm thử DHCPv6 Prefix Delegation: lifetime, renumbering và CPE failover

RFC 9915 (STD 102, tháng 01/2026) là đặc tả DHCPv6 hiện hành, thay thế RFC 8415 và bao gồm IA_PD để server/delegating router cấp prefix cho client/requesting router. Khi kiểm thiết bị cũ, ghi rõ implementation dựa trên RFC nào. CPE sau đó phân chia prefix cho link nội bộ và thường quảng bá qua Router Advertisement. Mục tiêu đo phải ghi rõ kích thước prefix, số LAN, persistence, lifetime và hành vi khi upstream thay đổi.

PD khác cấp một địa chỉ WAN bằng IA_NA. Một CPE có thể có WAN link-local, địa chỉ global và delegated prefix cùng lúc; inventory/test log phải phân biệt để tránh báo “WAN có IPv6” trong khi LAN không có route usable.

Topology gồm DHCPv6 delegating router/server, access network hoặc relay nếu có, CPE/requesting router, tối thiểu hai LAN và host probe. Đặt capture ở WAN CPE, từng LAN và upstream route point. Dùng DNS/application endpoint dual-stack hoặc IPv6-only để đo dịch vụ.

Chuỗi bằng chứng: Solicit/Advertise/Request/Reply → IA_PD/prefix/lifetime → subnet assignment → RA/host address → upstream/downstream route → traffic. Mỗi bước cần timestamp và identifier; chỉ ping gateway không chứng minh upstream return route đúng.

Khóa server/CPE build, DUID, IAID, delegated length, T1/T2, preferred/valid lifetime, rapid commit, relay options, prefix exclusion nếu dùng, persistence storage và RA timers. Tách stateful address, SLAAC và PD để biết cơ chế nào tạo kết quả.

Kiểm cả clean boot và warm reboot; cùng DUID/IAID có thể ảnh hưởng prefix stability. Với HA CPE, ghi cơ chế đồng bộ lease, virtual MAC/link-local và ownership của prefix. Network impairment nên được áp riêng cho DHCPv6 control message và data plane.

Đo latency, packet loss và session continuity trong lúc control state đổi. Tổng thời gian có địa chỉ không đồng nghĩa service usable nếu DNS, firewall hoặc return route chưa cập nhật.

• KPI: PD acquisition time · Cách đo: Link up → usable prefix/route · Bằng chứng: Packet trace + route log · Pass/fail: Theo bootstrap SLO
• KPI: Prefix correctness · Cách đo: Đối chiếu pool/length/exclusion · Bằng chứng: Lease + config diff · Pass/fail: Không overlap/leak
• KPI: Renew/rebind success · Cách đo: T1/T2 event → Reply · Bằng chứng: Trace + lease state · Pass/fail: Không mất usable route
• KPI: Renumber overlap · Cách đo: Old/new preferred/valid window · Bằng chứng: Host address/RA timeline · Pass/fail: Theo policy chuyển đổi
• KPI: Service interruption · Cách đo: Continuous flow gap · Bằng chứng: Probe sequence · Pass/fail: Theo RTO
• KPI: Stale prefix handling · Cách đo: Hết valid lifetime → CPE ngừng dùng prefix; host theo RA/SLAAC · Bằng chứng: Lease, RIB, RA và host state · Pass/fail: Phân biệt lifetime PD và host

Negative test phải gồm DUID/IAID collision, prefix ngoài pool, lifetime bất hợp lý và relay metadata sai. Không dùng fault có thể phá production pool; tách lab hoặc reservation riêng.

• Tình huống: Initial boot · Kỳ vọng control plane: Nhận đúng IA_PD · Kỳ vọng LAN/service: LAN có prefix/route · Rủi ro: Chậm bootstrap
• Tình huống: Renew mất Reply · Kỳ vọng control plane: Retry rồi rebind · Kỳ vọng LAN/service: Duy trì prefix còn valid · Rủi ro: Thu hồi sớm
• Tình huống: Server đổi prefix · Kỳ vọng control plane: Old deprecated, new preferred · Kỳ vọng LAN/service: Phiên mới dùng new · Rủi ro: Renumber gián đoạn
• Tình huống: CPE reboot · Kỳ vọng control plane: Khôi phục/renew hợp lệ · Kỳ vọng LAN/service: Không quảng bá stale · Rủi ro: Prefix drift
• Tình huống: Server failover · Kỳ vọng control plane: Lease nhất quán · Kỳ vọng LAN/service: Không duplicate prefix · Rủi ro: Split-brain
• Tình huống: Pool exhausted · Kỳ vọng control plane: Status rõ, không cấp trùng · Kỳ vọng LAN/service: Fail có kiểm soát · Rủi ro: Overlap tenant

• Bước 1: Lập manifest pool, excluded range, expected prefix length và tenant/CPE mapping.
• Bước 2: Clear state có kiểm soát, boot CPE và capture toàn bộ DHCPv6 exchange.
• Bước 3: Xác nhận DUID/IAID, IA_PD, T1/T2/lifetime và status code. Kiểm cả T1/T2 bằng 0 theo quy tắc client; IA_PD có T1 > T2 khi cả hai khác 0 phải bị loại, và prefix có preferred lifetime > valid lifetime phải bị loại theo RFC.
• Bước 4: Kiểm CPE chia subnet không overlap, phát RA và cài route upstream/downstream.
• Bước 5: Phát traffic IPv6 từ mỗi LAN; đo DNS, TCP/UDP và return path.
• Bước 6: Chờ hoặc rút ngắn lifetime trong lab để quan sát renew, rebind và expiry.
• Bước 7: Drop chọn lọc Renew/Reply; kiểm retry/backoff và continuity.
• Bước 8: Lặp theo scale CPE/prefix, relay path và nhiều server.

Khi cấp prefix mới, host có thể giữ địa chỉ cũ ở trạng thái deprecated trong valid lifetime và dùng địa chỉ mới cho kết nối mới. Test phải quan sát source-address selection, DNS record/update nếu có, firewall rule và phiên dài. CPE không được tiếp tục dùng delegated prefix đã hết valid lifetime. Tuy nhiên, host SLAAC có lifetime nhận qua RA và quy tắc bảo vệ khi giảm valid lifetime của RFC 4862; không giả định host xóa địa chỉ ngay khi lease PD hết hạn. Không ép valid lifetime quá ngắn chỉ để test nhanh nếu điều đó không phản ánh design.

Với server/CPE HA, gây lỗi một thành phần tại thời điểm trước T1, giữa T1–T2 và sau T2. Xác nhận không hai client độc lập cùng sở hữu prefix ngoài thiết kế; cặp CPE HA dùng chung lease phải có đồng bộ và fencing/ownership rõ. Node dự phòng cần có state đúng và route withdrawal không tạo blackhole. Sau recovery, reconcile lease database với RIB và prefix thực trên LAN.

Checklist:

• Old prefix bị deprecate/thu hồi theo lifetime.
• New prefix được route hai chiều trước khi dùng.
• DNS/firewall/monitoring nhận diện cả cửa sổ chuyển đổi.
• Phiên cũ và phiên mới được đo riêng.
• Reboot không quảng bá prefix hết hạn.

Kiểm theo thứ tự: WAN link-local/default route, DHCPv6 exchange, IA_PD/lifetime, subnet assignment, RA/host address, upstream route, firewall và DNS. Lưu packet trace trước khi restart CPE vì restart có thể xóa trạng thái cần điều tra.

Nếu một LAN lỗi còn LAN khác tốt, ưu tiên subnet mapping/RA/VLAN. Nếu mọi LAN lỗi nhưng IA_PD còn valid, kiểm upstream return route và CPE forwarding. Sau sửa, chạy cả flow mới và phiên dài, không chỉ ping6.

Pass ở một CPE/server build và một prefix length không đại diện cho thiết bị khác hoặc scale production. DHCPv6-PD không tự bảo đảm DNS, firewall, source-address selection và application support.

RFC mô tả protocol behavior, còn policy về prefix stability/lifetime phụ thuộc operator. Mọi ngưỡng cần gắn topology, access technology, version và mục tiêu dịch vụ.

• IA_PD: identity association chứa delegated prefix.
• DUID/IAID: định danh client và association dùng trong DHCPv6.
• Preferred lifetime: thời gian địa chỉ/prefix được ưu tiên cho kết nối mới.
• Valid lifetime: thời gian còn hợp lệ trước khi phải ngừng dùng.
• Renew/Rebind: giai đoạn gia hạn với server cũ hoặc server khả dụng khác.
• Renumbering: chuyển mạng từ prefix cũ sang prefix mới.