2013年3月23日星期六

利用obfsproxy+OpenVPN进行翻墙


利用obfsproxy+OpenVPN进行翻墙的方式，目前情况下相当稳定快速。
obfsproxy 是 Tor Project 的一个附属项目，采用流量混淆的方式专门用于突破互联网封锁。对用户的表现形式是一个TCP端口转发隧道，和 ssh -L 的功能完全一致。
除了介绍obfsproxy+OpenVPN翻墙以外，本文还介绍了如何使用 Raspberry Pi 搭设翻墙网关实现无缝翻墙的方法。下文中B和C部分属于平行关系，任选其一配置即可。
本文目标读者为有一定Linux和网络知识基础的用户，并没有把所有命令全部傻瓜话的列出，如果是小白请先准备技术支持老师一枚（别找我啊……）

A. 服务器端配置

OpenVPN配置

首先，我们需要先安装配置OpenVPN，如果你不需要IPv6的话，直接用包管理安装就行。否则请到官网下载2.3版本的源码自行编译安装。（目前最新版本是2.3 RC2）
Debian编译OpenVPN所需要的包有libssl-dev, libpam0g-dev, liblzo2-dev
注：若是自行编译的OpenVPN，会缺少easy-rsa和init.d脚本，easy-rsa可以从OpenVPN官方的Github获得。init.d 脚本可以从各发行版的源码获得：
如果你没有修改安装prefix的话，OpenVPN会被安装到/usr/local/sbin/openvpn上，记得修改init.d脚本的相应内容。
接下来，按照标准的OpenVPN部署流程，生成各种密钥和证书（CA, server, client）。Linode 的官方文档写的非常好，这里不再阐述。
我使用的服务端配置(/etc/openvpn/openvpn.conf)如下：
local 127.0.0.1
port 40059
proto tcp
dev tun
ca ca.crt
cert server.crt
key server.key
dh dh1024.pem
server 172.16.0.0 255.255.255.0
ifconfig-pool-persist ipp.txt
duplicate-cn
keepalive 10 120
comp-lzo
persist-key
persist-tun
status openvpn-status.log
log-append  /var/log/openvpn.log
verb 3
mute 10
由于我们需要使用obfsproxy进行二次混淆，所以这里让OpenVPN监听在127.0.0.1上。市面上的路由器默认的IPv4子网一般是 192.168.X.X或者10.X.X.X，这里为了避免和原有网络冲突，我选择了172.16.0.0/24作为VPN的子网。
接下来设置iptables进行NAT转换，这里省略了Linode文档中的安全部分（DROP），需要可自行补上。
sudo iptables -t nat -A POSTROUTING -s 172.16.0.0/24 -o eth0 -j MASQUERADE
为了保证服务器重启后自动配置iptables，请需要将这条命令加入启动脚本
  • Debian/Ubuntu 用户：启动脚本的路径为 /etc/rc.local
  • Gentoo 用户：需要在/etc/local.d目录中创建一个后缀为.start的文件（如openvpn_iptables.start），将命令写在里面，同时记得使用chmod a+x。
接下来启动内核的IPv4转发
sudo sysctl -w net.ipv4.ip_forward=1
为了保证重启后不需要人工干预，在/etc/sysctl.conf中加入net.ipv4.ip_forward=1，这样重新启动后就不再需要sysctl -w了。
现在可以把OpenVPN跑起来了，命令如下
sudo /etc/init.d/openvpn start

obfsproxy配置

现在开始编译安装obfsproxy，官方指导文档在这 https://www.torproject.org/projects/obfsproxy-instructions.html.en
注：Gentoo用户在emerge libevent时请注意添加USE标记ssl。
Debian/Ubuntu用户可以直接使用包管理安装
sudo apt-get install obfsproxy
安装配置完毕后，启动obfsproxy，命令如下：
obfsproxy obfs2 --dest=127.0.0.1:40059 server 0.0.0.0:9132
请记得使用screen，nohup或daemon的方式运行obfsproxy。daemon当然最好，我比较懒就直接跑在screen里面了。
至此，服务端配置完毕。

B. 客户端配置

obfsproxy配置

首先编译安装obfsproxy，文档同上。
Mac用户可以用使用homebrew安装，请参照这里 https://github.com/mtigas/homebrew-tor/blob/master/README.md
由于我们需要将所有流量重定向到OpenVPN，而由于使用了obfsproxy，OpenVPN不知道服务器IP是多少没办法对到OpenVPN 服务器的流量进行特殊处理，所以我们需要手动将到服务器的路由固定下来，假设你的服务器IP为12.34.56.78，当前网络的网关地址是 192.168.1.1：（路由修改的命令请根据自己的操作系统自行调整，此处以Mac OS X为例）
sudo route add 12.34.56.78 192.168.1.1
完成了之后，开始运行obfsproxy
obfsproxy obfs2 --dest=12.34.56.78:9132 client 127.0.0.1:50443
如果是Mac用户，可以使用我的脚本，稍微简便一些（需要sudo）
#!/bin/bash

SERVER_IP="12.34.56.78"
GATEWAY=`netstat -nr | grep '^default' | grep -v 'tun' | sed 's/default *([0-9.]*) .*/1/'`

/sbin/route add $SERVER_IP $GATEWAY
/usr/local/bin/obfsproxy obfs2 --dest=${SERVER_IP}:9132 client 127.0.0.1:50443
# Below line won't be excuted until obfsproxy exit
/sbin/route delete $SERVER_IP $GATEWAY

OpenVPN配置

接下来选择你喜爱的OpenVPN客户端软件进行连接就可以了，我的配置式样例如下：
remote 127.0.0.1 50443 tcp-client
pull
tls-client
ns-cert-type server
persist-key
ca ca.crt
redirect-gateway def1
nobind
persist-tun
cert cert.crt
comp-lzo adaptive
dev tun
key key.key
dhcp-option DNS 8.8.8.8
resolv-retry infinite
log-append /var/log/openvpn.log
好的，现在你又可以尽情享受OpenVPN的全局翻墙了，如有需要可以结合 chnroutes 区分国内外流量进行选择性翻墙。

C. Raspberry Pi 翻墙网关配置

整个网络结构图如下:

使用 Raspberry Pi 作为翻墙网关有很多好处，一是不用再每次都手动连接VPN，二是一次配置所有设备通用，更奇妙的是结合chnroutes使用，客户端和 RPi 之间会自动使用ICMP Redirect修改客户端路由，下次再访问同一国内IP就不会再经过 RPi 了。
警告：修改网络配置极有可能使得RPi无法联网，请在保证可以直接控制RPi的情况下操作。
Raspberry Pi 使用 Debian wheezy 作为操作系统，其他操作系统也大同小异。
首先，在RPi上安装OpenVPN和obfsproxy，同样，如果需要IPv6还是得自行编译安装OpenVPN。编译方法参照之前服务器部署部分，obfsproxy可以直接使用包管理安装。
同样，我们还是需要启动内核的IPv4转发
sudo sysctl -w net.ipv4.ip_forward=1
记得同时修改/etc/sysctl.conf保证重启也有效。
接下来我们需要让RPi的IP固定下来，修改/etc/network/interfaces文件，将eth0的相关部分改成这样，请参照自己的网络情况修改
auto eth0
iface eth0 inet static
  address 192.168.1.2
  netmask 255.255.255.0
  gateway 192.168.1.1
  dns-nameservers 8.8.8.8
为了让interfaces文件可以设置DNS服务器，也就是让dns-nameservers 8.8.8.8这句话生效，我们需要再额外安装一个包
sudo apt-get install resolvconf
使用以下命令使得配置生效，直接重启也行
sudo /etc/init.d/networking restart
接下来，使用 chnroute 生成路由脚本，（这步可以在电脑上执行，然后将生成好的文件拷贝过来）
python chnroutes.py -p linux
得到两个文件ip-pre-up和ip-down，其中ip-pre-up开头如下，
/bin/bash
export PATH="/bin:/sbin:/usr/sbin:/usr/bin"

OLDGW=`ip route show | grep '^default' | sed -e 's/default via \([^ ]*\).*/\1/'`

if [ $OLDGW == '' ]; then
    exit 0
fi

if [ ! -e /tmp/vpn_oldgw ]; then
    echo $OLDGW > /tmp/vpn_oldgw
fi

route add -net 1.0.1.0 netmask 255.255.255.0 gw $OLDGW
...
其中获得网关的命令我自己测试发现有问题不成功，修改为这样
OLDGW=`ip route show | grep eth0 | grep '^default' | sed -e 's/default via ([^ ]+) dev eth0/1/'`
动态获得网关IP的方法有时会不太可靠，如果网络情况不常变化，可以考虑直接把网关IP写进去
OLDGW="192.168.1.1"
在RPi上执行sudo bash ./ip-pre-up，将国内IP的路由固定下来（没有必要等到OpenVPN链接后再固定，也不需要每次断开后就删除，除非网关地址变了，否则一直放着就好）。注意这个脚本可能要运行一段时间才能完成。
和客户端部分一样，连接之前我们也需要先将到服务器的路由固定下来，一体化脚本如下（记得修改服务器IP）
#!/bin/bash

SERVER_IP="12.34.56.78"
GATEWAY=`ip route show | grep eth0 | grep '^default' | sed -e 's/default via ([^ ]+) dev eth0/1/'`

/sbin/route add -host $SERVER_IP gw $GATEWAY

/usr/local/bin/obfsproxy obfs2 --dest=${SERVER_IP}:9132 client 0.0.0.0:50443

#/sbin/route delete -host $SERVER_IP gw $GATEWAY
使用screen，nohup或daemon的方式将这个脚本运行起来（需要root权限），就可以开始进行OpenVPN的配置了
将所需要的证书和密钥放到/etc/openvpn/目录下。配置文件和上文B部分一致，命名为openvpn.conf。启动openvpn：
sudo /etc/init.d/openvpn start
可以查看一下OpenVPN的日志，看看链接是否成功
sudo tail /var/log/openvpn.log
当看到“Initialization Sequence Completed”后，就表示我们已经基本上大功告成了。接下来测试一下。
[root@blankwonder-rpi]openvpn # ping twitter.com
PING twitter.com (199.59.149.230) 56(84) bytes of data.
64 bytes from www4.twitter.com (199.59.149.230): icmp_req=1 ttl=247 time=631 ms
64 bytes from www4.twitter.com (199.59.149.230): icmp_req=2 ttl=247 time=328 ms
64 bytes from www4.twitter.com (199.59.149.230): icmp_req=3 ttl=247 time=477 ms
64 bytes from www4.twitter.com (199.59.149.230): icmp_req=4 ttl=247 time=326 ms
^C
--- twitter.com ping statistics ---
5 packets transmitted, 4 received, 20% packet loss, time 4025ms
rtt min/avg/max/mdev = 326.018/440.823/631.233/125.840 ms
OK，RPi目前已处于翻墙状态了。接下来，让我们的设备也能翻墙。
在RPi中启动iptables的NAT转换
sudo iptables -t nat -A POSTROUTING -o tun0 -j MASQUERADE
将需要翻墙的设备的IP地址设为手动，将网关地址设为RPi的地址（本文中为192.168.1.2），DNS服务器地址设为8.8.8.8，打开浏览器试一下，你是不是已经畅通无阻了？
接下来为了使得以后使用不用再手动修改路由，到路由器上修改DHCP设置，将网关地址设置为RPi的地址，DNS改为8.8.8.8。如果你的路由 不支持手动设置DHCP路由地址（比如我的Time Capsule……），那就把他的DHCP直接关了，在RPi上直接自建一个DHCP服务器（比如dnsmasq）


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