НОВОСТИ Простой UDP hole punching на примере IPIP-туннеля

Alvaros
Онлайн

Alvaros

Ветеран
.
Регистрация
14.05.16
Сообщения
21.461
Реакции
102
Репутация
204
Доброе время суток!
В этой статье хочу рассказать как я реализовал ( ) скрипт на Bash для соединения двух компьютеров, находящимися за NAT, с использованием технологии UDP hole punching на примере ОС Ubuntu/Debian.

Организация соединения состоит из нескольких шагов:
1. Запуск узла и ожидание готовности удаленного узла;
2. Определение внешнего IP-адреса и UDP-порта;
3. Передача внешнего IP-адреса и UDP-порта удаленному узлу;
4. Получение внешнего IP-адреса и UDP-порта от удаленного узла;
5. Организация IPIP-туннуля;
6. Мониторинг соединения;
7. При обрыве соединения удалять IPIP туннель.

Я долго думал и еще думаю, что можно использовать для обмена данными между узлами, самое простое и быстрое для меня на данный момент, это работа через Яндекс.диск.
  • Во первых, это простота в использовании — нужно 3 действия: создать, прочитать, удалить. С помощью curl это:
    Создать:

    curl -s -X MKCOL --user "$usename:$password"

    Прочитать:

    curl -s --user "$usename:$password" -X PROPFIND -H "Depth: 1"

    Удалить:

    curl -s -X DELETE --user "$usename:$password"
  • Во вторых, это простота в установке:

    apt install curl


Для определения внешнего IP-адреса и UDP-порта используется stun-client командой:

stun stun.sipnet.ru -v -p $1 2>&1 | grep "MappedAddress"

Установка командой:

apt install stun-client


Для организации туннеля используются штатные средства ОС из пакета iproute2. Существует которые можно поднять штатными средствами (L2TPv3, GRE и т.п.), но я выбрал IPIP потому что он создаёт минимальную дополнительную нагрузку на систему. Я пробовал L2TPv3 поверх UDP и разочаровался, скорость упала в 10 раз, но это могут быть различные ограничения связанные с провайдерами или еще чего-то. Так как IPIP-туннель работает на уровне IP, то используется FOU-туннель для того, что бы работать на уровне UDP-портов. Для организации IPIP-туннеля нужно:

— загрузить модуль FOU:

modprobe fou

— слушать локальный порт:

ip fou add port $localport ipproto 4

— создать туннель:

ip link add name fou$name type ipip remote $remoteip local $localip encap fou encap-sport $localport encap-dport $remoteport

— поднять интерфейс туннеля:

ip link set up dev fou$name

— назначить внутренний локальный и внутренний удаленный IP-адрес тунеля:

ip addr add $intIP peer $peerip dev fou$name


Удалить туннель:

ip link del dev fou$name


ip fou del port $localport


Мониторинг состояния туннеля происходит с помощью периодического пинга внутреннего IP-адреса туннеля удаленного узла, командой:

ping -c 1 $peerip -s 0

Периодический пинг нужен в первую очередь для поддержания канала, иначе при простое туннеля на роутерах могут очиститься таблицы NAT и тогда соединение разорвется.
Если пинг пропадает, то IPIP-туннель удаляется и ждет готовности от удаленного узла.

Собственно сам скрипт:

#!/bin/bash
username="[email protected]"
password="password"
folder="vpnid"
intip="10.0.0.1"
localport=`shuf -i 10000-65000 -n 1`
cid=`shuf -i 10000-99999 -n 1`
tid=`shuf -i 10-99 -n 1`
function yaread {
curl -s --user "$1:$2" -X PROPFIND -H "Depth: 1" | sed 's/></>\n//g' | sed 's/d:displayname>//g' | grep -v $3 | grep -v $4 | sort -r
}
function yacreate {
curl -s -X MKCOL --user "$1:$2"
}
function yadelete {
curl -s -X DELETE --user "$1:$2"
}
function myipport {
stun stun.sipnet.ru -v -p $1 2>&1 | grep "MappedAddress" | sort | uniq | awk '{print $3}' | head -n1
}
function tunnel-up {
modprobe fou
ip fou add port $4 ipproto 4
ip link add name fou$7 type ipip remote $1 local $3 encap fou encap-sport $4 encap-dport $2
ip link set up dev fou$7
ip addr add $6 peer $5 dev fou$7
}
function tunnel-check {
sleep 10
pings=0
until [[ $pings == 4 ]]; do
if ping -c 1 $1 -s 0 &>/dev/null;
then echo -n .; n=0
else echo -n !; ((pings++))
fi
sleep 15
done
}
function tunnel-down {
ip link del dev fou$1
ip fou del port $2
}
trap 'echo -e "\nDisconnecting..." && yadelete $username $password $folder; tunnel-down $tunnelid $localport; echo "IPIP tunnel disconnected!"; exit 1' 1 2 3 8 9 14 15
until [[ -n $end ]]; do
yacreate $username $password $folder
until [[ -n $ip ]]; do
mydate=`date +%s`
timeout="60"
list=`yaread $username $password $folder $cid | head -n1`
yacreate $username $password $folder/$mydate:$cid
for l in $list; do
if [ `echo $l | sed 's/:/ /g' | awk {'print $1'}` -ge $(($mydate-65)) ]; then
#echo $list
myipport=`myipport $localport`
yacreate $username $password $folder/$mydate:$cid:$myipport:$intip:$tid
timeout=$(( $timeout + `echo $l | sed 's/:/ /g' | awk {'print $1'}` - $mydate + 3 ))
ip=`echo $l | sed 's/:/ /g' | awk '{print $3}'`
port=`echo $l | sed 's/:/ /g' | awk '{print $4}'`
peerip=`echo $l | sed 's/:/ /g' | awk '{print $5}'`
peerid=`echo $l | sed 's/:/ /g' | awk '{print $6}'`
if [[ -n $peerid ]]; then tunnelid=$(($peerid*$tid)); fi
fi
done
if ( [[ -z "$ip" ]] && [ "$timeout" -gt 0 ] ) ; then
echo -n "!"
sleep $timeout
fi
done
localip=`ip route get $ip | head -n1 | sed 's|.*src ||' | cut -d' ' -f1`
tunnel-up $ip $port $localip $localport $peerip $intip $tunnelid
tunnel-check $peerip
tunnel-down $tunnelid $localport
yadelete $username $password $folder
unset ip port myipport
done
exit 0

Переменные username, password и folder должны быть одинаковые на обоих сторонах, а вот intip — разные, например: 10.0.0.1 и 10.0.0.2. Время на узлах должно быть синхронизированно. Запускать скрипт можно так:

nohup script.sh &

Обращаю внимание на то, что IPIP-теннель небезопасен с точки зрения того, что трафик не шифруется, но это легко решается при помощи IPsec по , она мне показалось простой и понятной.
Использую данный скрипт для подключения к рабочим ПК уже несколько недель и проблем не замечал. Удобно в плане того, что настроил и забыл.
Возможно у Вас будут замечания и предложения, буду рад выслушать)
Спасибо за внимание!
 
Сверху Снизу