Kiểm thử NAT64/DNS64: truy cập IPv4 từ mạng IPv6-only và failover

Test phải xác nhận client IPv6-only phân giải và truy cập dịch vụ IPv4 đúng, translation giữ checksum/fragment/ICMP semantics cần thiết, và hệ thống còn headroom khi số flow tăng. Khi lỗi, phải biết gián đoạn do DNS, translator, route hay ứng dụng.

Tách successful connection rate, application transaction success và user-visible latency. TCP connect thành công không chứng minh HTTP/TLS, SIP, FTP hoặc giao thức chứa địa chỉ trong payload hoạt động đúng.

Lab gồm client IPv6-only, resolver DNS64 chính/dự phòng, NAT64 A/B, dịch vụ IPv4 kiểm soát được, authoritative DNS và network emulator. Capture ở phía IPv6, giữa DNS, và phía IPv4; thu mapping/state, port usage, route và resource telemetry của translator.

Tạo nhóm đích: A-only, dual-stack, AAAA-only, DNSSEC-signed và tên không tồn tại. Thêm IPv4 literal cùng ứng dụng thực tế. Nếu có PREF64/RFC 8781, kiểm tra client học prefix và hành vi khi prefix đổi.

Ghi NAT64 prefix theo RFC 6052, pool IPv4, port range, mapping/filtering behavior, TCP/UDP/ICMP timer, endpoint dependency và hairpin policy. Với DNS64, khóa synthesis prefix, exclusion rule, TTL/cache, DNSSEC validation và upstream resolver.

Traffic profile phải nêu protocol mix, connection rate, concurrent session, object size, duration, destination diversity và think time. Kiểm soát MTU/PMTUD, fragmentation, RTT, loss và asymmetric route; ghi version/config hash của resolver và translator.

KPI · Cách đo · Bằng chứng DNS correctness · AAAA tổng hợp/không tổng hợp đúng case · Query/response raw Translation success · Flow IPv6 đối chiếu flow IPv4 · Capture hai phía Port headroom · Used/free/collision theo tải · NAT counter/state Transaction success · Thành công ở lớp ứng dụng · Client/server log Failover loss · Mất transaction/packet và recovery · Sequence + timeline

Thêm latency p50/p95/p99, setup time, retransmission, ICMP error mapping và resource headroom. Pass/fail phải nêu tải, duration, prefix, timer và kỳ vọng stateful failover; không dùng throughput tổng hợp duy nhất.

Case · Kỳ vọng · Rủi ro A-only domain · DNS64 tổng hợp AAAA đúng · Sai prefix/TTL Dual-stack domain · Dùng AAAA gốc theo policy · Tổng hợp thừa DNSSEC signed · Hành vi theo validation design · Bogus/validation fail IPv4 literal · Có/không cơ chế hỗ trợ rõ · Silent failure Port pool cao tải · Từ chối có quan sát · Port exhaustion NAT64 failover · Recovery theo state policy · Mất session/blackhole Fragment/PMTUD · MTU discovery đúng · Silent drop

Mỗi case chạy cả TCP, UDP và ICMP phù hợp; thêm TLS/HTTP transaction để chứng minh ứng dụng. Lặp failover/failback và ghi cả session cũ lẫn kết nối mới.

Pha DNS xác minh A/AAAA, TTL, cache, NXDOMAIN và DNSSEC. Pha functional đối chiếu tuple, checksum, ICMP và application transaction. Pha scale tăng connection rate, concurrent flow và destination diversity để tìm giới hạn port/state.

Pha impairment thêm latency, loss, MTU giảm và fragmentation. Pha HA ngắt DNS64, NAT64, uplink và route; pha soak giữ tải dài để tìm state leak. Lưu pcap hai phía, DNS trace, NAT state/counter, server log và raw result.

DNS64 và DNSSEC cần thiết kế rõ nơi validation diễn ra; synthesis có thể xung đột với end-to-end validation nếu triển khai sai. Test cả validating resolver, non-validating client và client tự validation theo kiến trúc thực tế; không tắt DNSSEC chỉ để làm test “xanh”.

IPv4 literal không thể được DNS64 tổng hợp; nếu hệ thống dùng cơ chế discovery prefix hoặc translation phía client, test riêng và ghi chuẩn áp dụng. Với HA, xác định state có được đồng bộ không: session cũ có thể rớt theo thiết kế trong khi connection mới phải phục hồi trong budget.

• [ ] Chốt prefix, pool, timer, DNSSEC và HA policy.
• [ ] Tạo domain A-only, dual-stack, signed và negative case.
• [ ] Đồng bộ capture/counter hai phía translator.
• [ ] Chạy baseline TCP/UDP/ICMP và ứng dụng.
• [ ] Tăng connection rate/concurrency từng bậc.
• [ ] Theo dõi port/state/resource headroom.
• [ ] Tiêm MTU, loss, route và node failure.
• [ ] Kiểm tra session cũ, kết nối mới và failback.
• [ ] Lưu config hash, pcap, DNS trace và server log.

Kết quả chỉ áp dụng cho prefix, pool, timer, resolver, translator, application mix và network condition đã thử. DNS resolution thành công không chứng minh translation; một web transaction thành công không đại diện giao thức chứa IPv4 literal hoặc địa chỉ trong payload.

Không so hai NAT64 bằng throughput nếu khác port pool, state timer, CPU offload hoặc HA mode. Khả năng DNSSEC, PREF64 và state synchronization phải xác nhận theo phiên bản cụ thể.

• NAT64: Dịch địa chỉ/giao thức giữa IPv6 và IPv4.
• DNS64: Tổng hợp AAAA từ bản ghi A theo prefix NAT64.
• Pref64: Prefix IPv6 dùng để biểu diễn địa chỉ IPv4.
• Stateful translation: Translator giữ mapping/session state.
• Port exhaustion: Cạn cổng nguồn khả dụng cho mapping.
• PMTUD: Cơ chế khám phá MTU của đường đi.
• IPv4 literal: Địa chỉ IPv4 được dùng trực tiếp, không qua DNS.