谈谈如何使用Linux建立IP隧道

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随着互联网中IPv4可用地址的日益减少，越来越多的企业开始采用NAT方式上网，可用公网IP地址越来越少，而通过互联网访问内部服务器的需求却不断增加，因此本文对linux环境下建立通过互联网的IP隧道的方法，以实现对内部服务器的访问进行一些初浅的探讨，希望能起到抛砖引玉的作用。

方法一：基于SSH的加密通道

SSH (Secure Shell)是一套安全的网络连接程序,它可以实现通过网络远程登录其他系统，它就是加密的telnet协议。但是OPENSSH除了具有远程登录功能以外，更可以建立加密IP隧道。



我们这里假设Alice.org服务器位于某个企业网的内网，其IP地址为192.168.2.200，它通过NAT方式可以访问互联网。我们现在需要通过位于互联网上的名字为bob.org的机器里访问Alice，也就是远程登录Alice。这时候我们就需要在bob和alice之间建立IP隧道。我们首先登录Alice，执行命令：

# ssh -R 11022:127.0.0.1:22 [email protected]



该命令表示登录服务器211.1.1.1，并将服务器的11022定向为本地的22号端口。执行完该命令以后，会提示输入ideal用户密码，输入以后就会登录到远程服务器bob。这时在bob上netstat -ln就会发现11022端口监听，保持从alice到bob的ssh连接不断开。从互联网任何位置登录服务器bob以后，我们可以通过该隧道登录到alice服务器，执行以下命令：

# ssh localhost -p 11022



该命令表示连接本地的11022端口，因为我们已经创建了从alice到bob的隧道，因此连接本地的11022端口实际上就是通过隧道访问alice的22端口号。

这样通过这个隧道就可以实现登录位于内部网的服务器alice，但是因为ssh命令中指定了源端口，这种隧道一般只能支持一种协议，对于特定应用则具有加密带来的安全性的优点，但灵活性则不够，而且为了保证隧道畅通，从alice到bob的ssh连接不能断开，也就意味着用户不能退出alice，否则隧道就会关闭。

方法二：使用vtun建立IP隧道

VTun （Virtual TUNnel，http://vtun.sourceforge.net）是一个功能很强的软件，可以利用它来建立 IP虚拟隧道，而且隧道的数目可以不受限制，完全依照机器的能力而定，并且在此基础上应用上可以实现VPN、移动IP等功能。

Vtun所支持的通道并且具有多种功能特性：

加密：支持基于CHAP的认证、并采用BlowFish 128bit密钥。
压缩：支持zlib、lzo等多种压缩算法。
通信整形：平台无关，允许分别限制进入和流出通道的速率。

Vtun支持以下类型通道：

IP tunnel (tun)：支持ppp的IP隧道。
以太网隧道（Ethernet tunnel）：支持可以实现以太网封装的各种协议，如：IPX、Appletalk、Bridge等。
串口通道（Serial tunnel，tty)：支持串行电缆的传输方式，如：PPP、SLIP等。
管道通道（Pipe tunnel，pipe)：支持所有能使用Unix管道的程序。

Vtun支持多种平台，包括：Linux、BSD以及 Solaris。

下载软件：

http://prdownloads.sourceforge.net/vtun/vtun-2.6.tar.gz

http://vtun.sourceforge.net/tun/tun-1.1.tar.gz

网络介绍



bob.org拥有固定ip(211.1.1.1)，所以作为vtun的服务器端。alice.org没有固定的ip，采用的是NAT接入方式，因为没有固定公网IP地址，也没有域名。alice.org应该作为VPN的客户端，通过vtund连接bob.org服务器，建立VPN通道。

首先确保两台服务器都允许IP forwarding。这点可以通过运行命令：

# /sbin/sysctl -w net.ipv4.ip_forward=1



如果希望永久打开，则可以通过编辑/etc/sysctl.conf文件，将其中的net.ipv4.ipforward=0行改成net.ipv4.ipforward=1来实现。

安装tun设备

在安装vtun之前我们首先要安装虚拟通道点到点设备（Virtual Point-to-Point(TUN) and Ethernet(TAP) devices），将会在/dev中产生两个虚拟通道设备/dev/tunX（字符设备）和tunX（virtual Point-to-Point interface，虚拟点到点接口）。

安装vtun-1.1.tar.gz：

1. 解压软件：

# tar xvfz tun-1.1.tar.gz



2. 配置：

# cd tun-1.1
# ./ configure



注意：安装tun需要系统安装有和当前内核版本一致的内核源代码，因此建议安装位于安装光盘的内核源代码RPM包。

3. 安装：

# make install



4. 加在内核模块

# modprobe tun



如果希望系统启动时自动加载该模块，则编辑/etc/modules.conf，添加：

alias char-major-90 tun #2.2.x内核
alias char-major-10-200 tun #2.4.x内核



这样就完成了对ip隧道驱动tunX的安装。查看内核模块，看tun是否被正确安装：

# lsmod
Module Size Used by
tun 4064 3



安装Vtund

解压缩：
#tar xvfz vtun-2.6.tar.gz
#cd vtund



配置：

# ./configure --disable-lzo --disable-zlib --disable-shaper



注：我们这里不打算压缩和流量成形，因此需要带这些参数，如果希望支持压缩，则需要先安装lzo或者zlib软件。

编译安装：

# make install



默认情况下，vtund被安装在/usr/local/sbin/目录下，而默认的配置文件则为/usr/local/etc/vtund.conf中。需要在两台机器上分别安装vtund和tun驱动，其中bob.org服务器上的vtund以服务器方式运行，而alice.org的vtund以客户端方式运行。

vtund.conf配置文件说明:

vtund.conf文件是vtund配置文件。Vtund.conf文件格式为：

name {
keyword value;
keyword value;
.
}



关键字定义值后的分号是必须的，name后必须有完整的{}。Name可以有以下几个值：

options：定义通用选项，例如端口号等信息；
default：所有会话的默认值；
session(可以为任意名，用于识别一个会话)：指定该会话的特定值，用以覆盖default中的定义。

下面是作为作者实际运行环境中以服务器方式运行的vtund.conf的内容：

options { # bob.org，隧道IP地址为10.0.2.2
     port 5000; # vtund服务器监听端口
     ppp /usr/sbin/pppd;
     ifconfig /sbin/ifconfig;
     route /sbin/route;
     firewall /sbin/ipchains;
     # vtund需要调用的各种程序的路径信息；
}
# 默认会话选项
default {
     type tun; #
     proto udp;# 下层采用UDP协议
     comp no; # 不对会话压缩
     encr no; # 不对会话加密
     keepalive yes #保证连接一直激活；

     alice { # 主机alice建立的会话特定选项，可以覆盖默认会话选项的配置
          pass alice; # 回话建立密钥
          type tun; # 通道类型为IP隧道方式
          proto tcp; # 采用下层tcp协议
          comp no; # 不对会话压缩
          encr no; # 不对会话加密
          keepalive yes; # Keep connection alive

     up {#连接建立时，首先应该运行的命令
          ifconfig "%% 10.0.2.2 pointopoint 10.0.1.2 mtu 1450";
          #首先激活接口，其中采用ppp建立连接，ppp本地IP为10.0.2.2，
          #而远程IP分配为10.0.1.2。
          program /sbin/arp "-sD 10.0.1.2 eth0 pub"; #配置arp表项
          route "add -net 10.0.1.0 netmask 255.255.255.0 gw 10.0.2.2";
         # 添加路由
     };
     down {#连接建立时，首先应该运行的命令
          program "/sbin/arp -d 10.0.1.2 -i eth0";
     };
}


vtund的更详细说明请参考man vtund.conf的帮助手册内容。
下面是作为作者实际运行环境中以客户端方式运行的vtund.conf的内容：

客户端(yyy.org VPN_IP=10.0.1.2)：

options {

port 5000;
ppp /usr/sbin/pppd;
ifconfig /sbin/ifconfig;
route /sbin/route;
firewall /sbin/ipchains;

}

alice {

pass alice;
keepalive yes;

up {

ifconfig "%% 10.0.1.2 pointopoint 10.0.2.2 mtu 1450";
program /sbin/arp "-sD 10.0.2.2 eth0 pub";
route "add -net 10.0.2.0 netmask 255.255.255.0 gw 10.0.1.2";
firewall "-A forward -s 10.0.0.0/24 -d 10.0.2.0/24 -j ACCEPT";

};

down {

  firewall "-D forward -s 10.0.0.0/24 -d 10.0.2.0/24 -j ACCEPT";
  program "/sbin/arp -d 10.0.2.2 -i eth0";

};
}



启动vtund

服务器端(bob.org)：只须以root身份执行/usr/sbin/vtund -s就可以了，如果希望系统启动后自动建立VPN通道，可以将这个命令加入/etc/rc.d/rc.local中。

客户端(alice.org)：只须以root身份执行/usr/local/sbin/vtund alice bob.org就可以了，如果希望系统启动后自动建立VPN通道，可以将这个命令加入/etc/rc.d/rc.local中。

如果连接建立起来以后，在alice上运行ifconfig应该有以下的输出：

tun0 Link encapoint-to-Point Protocol
inet addr:10.0.1.2 P-t-P:10.0.2.2 Mask:255.255.255.255
UP POINTOPOINT RUNNING NOARP MULTICAST MTU:1450 Metric:1
RX packets:0 errors:0 dropped:0 overruns:0 frame:0
TX packets:0 errors:0 dropped:0 overruns:0 carrier:0
collisions:0 txqueuelen:10
RX bytes:0 (0.0 b) TX bytes:0 (0.0 b)



可以看到，系统多了一个网络接口tun0，其IP地址为10.0.1.2，而对端（服务器端）IP地址则为10.0.2.2。这时在alice或者bob上，可以建立静态路由信息或者直接连接对端的网络或主机，实现跨越互联网的VPN隧道，当然该隧道并没有加密。

注：如果在客户端运行vtund alice bob.org后连接无建立，则应该注意查看内核是否加载了tun0模块。

(责任编辑：战莹)

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