日期: 2023 年 9 月 1 日

家庭搭建OPENCONNECT VPN(ubuntu 22.04)

家里运行了一些服务，希望在外面也可以方便的访问它们。

旧办法是通过路由器端口映射到内网端口，但这种方式已经很难满足我的场景，因为例如hadoop服务会开放很多web页面端口，实在难以逐一映射。

于是我选择了在家里自建 VPN 服务器，然后只把 VPN 服务的端口映射到路由器，这样只要在外面连接 VPN 即可像在家里一样任意访问内部网络了。

搭建Openconnect

openconnect 是开源 VPN 项目，包含了服务端和客户端（PC/MAC/Android），是商业产品思科 Cisco Anyconnect的开源版本。

为什么选择它呢？因为它能够从服务端自定义下发路由规则到客户端，这样就可以控制客户端哪些流量需要送往VPN隧道、哪些流量不需要经过VPN隧道，实现类似于同时兼顾访问家庭内网和公司内网的目的。

搭建方式参考官方手册：https://gitlab.com/openconnect/recipes，以 Debian 为例进行安装配置，非常方便：

这样就安装完成 openconnect 服务端了。

配置Ocserv

接下来配置VPN服务端，分为2大部分：

  • 自签一下SSL证书，因为这个VPN协议需要SSL加密。（自签没关系，只要客户端登录时选择信任证书即可）
  • 配置ocserv.conf配置文件，主要是定义VPN如何认证用户、VPN网段、还有更高级的路由表下发。
SSL证书

首先搞证书，按官方教程来即可：https://gitlab.com/openconnect/recipes/-/blob/master/ocserv-configuration-basic.md#certificate-management-self-signed

第一步：

第二步（原样敲入即可，信息都不重要）：

第三步（原样敲入即可，信息都不重要）：

第四步（生成CA证书）：

第五步（用CA签VPN证书）：

把VPN证书拷到ocserv配置目录下：

Ocserv.Conf

先修改登录方式，采用用户密码进行登录：

创建密码文件

创建用户

删除用户(如果需要的话），此处只是留下删除用户的命令，不是要求必须执行，否则刚刚创建的用户就被删除了：

然后VPN监听端口有需要可以改一下：

然后就是VPN网段的配置了，我家里是192.168.1.x网段，我们要让VPN使用一个不同的网段，因为VPN server要给每个连接过来的VPN client分配一个VPN网段的IP，如果这个IP和192.168.1.x网段的某个IP冲突就有问题了，所以一定是不同网段的，同样道理也不能和客户端所在的局域网段冲突。

所以我配置了192.168.50.x的一个冷门网段，足够分配254个VPN client，为什么不是255个呢？因为VPN服务端会先占1个IP。

暂时我们配置这些，现在我们启动ocserv来介绍一下VPN是如何工作的。

分析Ocserv工作原理

大家自行在路由器映射VPN端口到公网，然后下载openconnect gui客户端（https://openconnect.github.io/openconnect-gui/），然后连接这样的地址：

https://公网IP:路由器映射端口

即可连接到家里内网的VPN服务端，输入任意正确的linux账号密码即可登录。

连接成功后，在客户端打开命令行查看路由表（我是windows电脑，使用route print命令），会发现2条本就存在的路由记录：

这是因为windows电脑也在家里，所以本身就被局域网下发了默认网关路由到192.168.2.1路由器、以及192.168.2.x网段的路由记录，这台电脑的自身IP是192.168.2.103。

但是连接VPN后，则多了2条VPN网段的记录：

又来了一条优先级更高（2）的默认网关路由，指向了192.168.50.1，也就是VPN server的IP地址，同时也多了一条192.168.50.x 这个VPN网段的路由记录，此时电脑上也出现了一张虚拟的网卡，其IP就是192.168.50.250，这是VPN server给分配的，由VPN client负责虚拟出本地网卡。

此时发往192.168.50.x网段的流量会直接从VPN网卡送出，发往其他IP的流量也会命中192.168.8.1的默认网关（同样是从VPN网卡送出），而不是电脑所在局域网原本下发的192.168.2.1的默认网关。

所以VPN网卡已经劫持了所有外出流量，经过VPN虚拟网卡封包为物理IP送往VPN server，再由VPN server拆包后得到真实IP地址，继续进行转发。

此时VPN server也多了一条该客户端的路由记录：

也就是192.168.50.250这个vpn client的流量全部送给vpns0虚拟网卡，也就是说回给该vpn client的包也需要经过vpn server的虚拟网卡封包送走。

vpn基本就是这个原理。

这点原理还不够

不要以为理解上面就万事大吉了，当VPN client请求baidu.com时，baidu的IP地址会命中默认网关发往192.168.50.1默认网关，经过封包送到VPN server的监听端口。

然后VPN server会把封包拆开，linux协议栈看到真实目标IP是baidu.com，那么显然该IP地址不是本机，需要forward给百度，此时需要linux的netfilters进行流量forward才能再次送给192.168.2.1家庭物理网关到达百度，这一步需要我们在服务端开启ipv4 forward特性：

sudo vim /etc/sysctl.conf

net.ipv4.ip_forward=1
net.ipv6.ip_forward=1

然后执行sysctl -p生效。

配置防火墙的IP Masquerading

请使用以下命令检查服务器的主网卡接口

例如，可以检查到网卡接口名字是eth0，则执行

这里命令-A表示添加到nat表的POSTROUTING链。这样就可以把VPN网络连接到Internet，并且把你的网络对外隐藏起来。这样Internet只能看到你的VPN服务器IP，但是不能看到你的VPN客户端IP，类似于你家中路由器隐藏起家庭网络。

现在可以检查一下NAT表的POSTROUTING链，可以看到目标是anywhere的源为anywhere的都执行MASQUERADE。

显示输出：

为了持久化iptables规则（默认重启后就没了），所以我们需要安装一下工具：

sudo apt install iptables-persistent

然后保存一次：

sudo netfilter-persistent save

最后

更高级的特性就是配置ocserv.conf的路由下发，下发一些路由规则到VPNclient ，这样可以控制哪些网段的流量不要发给VPN隧道，可以兼顾客户端本地局域网和家庭局域网两路一起访问的需求，但是这个要求客户端本地局域网段、VPN网段、家庭局域网段三者不能冲突。

大家可以试一下ocserv.conf中的route和no-route配置项，比如我希望VPN client不要让公司网段走VPN，那么就可以加一条这样的配置（假设公司网段是172.26.201.x）：

no-route = 172.26.201.0/255.255.255.0

这样VPN client侧的虚拟网卡就会判断目标IP是这个网段的就不发往VPN server了，而是走本地其他路由规则寻址。

如果你家里的网络是路由器/旁路由FQ或者绿色dns的话，那么可以令vpn server的默认网关指向fq路由器，同时让vpn client使用你家里的绿色dns，这样就可以让vpn客户端透明fq了。

比如我家里旁路由上有绿色DNS，所以我可以令ocserv.conf下发它的IP地址作为客户端使用的DNS服务器地址（家里的192.168.2.201运行着绿色DNS，然后vpn client可以通过隧道访问到它）：

在ocserv.conf中指定dns服务器地址，下发给vpn client：

dns = 192.168.2.201

这样vpn client就会请求192.168.2.201进行域名解析，得到无污染IP。

理解上述原理需要对路由表、netfilters有清晰认识，否则可能比较困难，希望对你有点帮助。

智能分流

https://github.com/don-johnny/anyconnect-routes

国内IP不进行代理，参考如下开源项目：

https://github.com/CNMan/ocserv-cn-no-route

遇到的问题

1. 对于 ubuntu 22.04 系统，目前（2023.09.01) 系统自带的 ocserv 1.1.3 会在启动之后崩溃，出现如下日志：

解决此问题的方法就是安装 ocserv 1.1.6以及以后的版本，可以从源代码编译安装。这里有个简单的解决方法，就是从 ubuntu 23.04 的安装源中下载已经编译好的安装包，直接进行安装，如下：

2. 对于腾讯云购买的海外 轻量应用服务器 需要在管理控制台配置防火墙规则，放开端口访问，否则无法进行正常的通讯访问。

参考链接