- 2.2 网络拓扑结构
- 2.3 具体步骤
-
- 2.3.1 中继服务器配置
- 2.3.2 其他peer
- 2.3.3 测试
- 2.4 WireGuard配置文件说明
- 3 WireGuard工具
-
- 3.1 wg-easy
- 3.2 wg-gen-web
- 3.3 dsnet
1 引言
1.1 什么是WireGuard
官方介绍如下：
WireGuard ® 是一款极其简单但快速且现代的 VPN，采用最先进的加密技术。它的目标是比 IPsec 更快、更简单、更精简、更有用，同时避免令人头疼的问题。它的性能远高于 OpenVPN。
WireGuard 被设计为通用 VPN，可在嵌入式接口和超级计算机上运行，适合许多不同的情况。它最初针对 Linux 内核发布，现在已跨平台（Windows、macOS、BSD、iOS、Android）且可广泛部署。它目前正在大力开发中，但它可能已被视为业内最安全、最易于使用且最简单的 VPN 解决方案。
我们可以用一句话概括它：
WGuard是一款可以组建虚拟私人局域网（VPN）的软件，允许用户通过公共网络（如互联网）安全地传输数据，同时保持数据的机密性和完整性。
WireGuard有如下优势：
- 更轻便：以Linux内核模块的形式运行，资源占用小。
- 更高效：相比目前主流的IPSec、OpenVPN等协议，WireGuard的效率要更高。
- 更快速：比目前主流的VPN协议，连接速度要更快。
- 更安全：使用了更先进的加密技术。
- 更易搭建：部署难度相对更低。
- 更隐蔽：以UDP协议进行数据传输，比TCP协议更低调。
- 不易被封锁：TCP阻断对WireGuard无效，IP被墙的情况下仍然可用。
- 更省电：不使用时不进行数据传输，移动端更省电。
1.2 WireGuard可以用来做什么
- 建立VPN（不限设备类型）
WireGuard支持多种平台，包括电脑、智能手机和路由器。这一特性使其成为构建虚拟私有网络（VPN）的理想选择，能在这些设备上实现安全连接。无论是用于远程工作、保护数据隐私，还是绕过地理限制，WireGuard都能提供稳定且安全的网络连接。
2. 实现内网穿透
内网穿透，即NAT（Network Address Translator）穿透，是指计算机在内网（局域网）内使用私有IP地址，在连接外网（互联网）时使用全局IP地址的技术。该技术被普遍使用在有多台主机但只通过一个公有IP地址访问的私有网络中。
举个例子：比如我在实验室配置了一个服务器 Server A，当我在实验室的时候，就可以通过自己的笔记本使用SSH连接【因为我和服务器处于一个局域网】，当我回宿舍以后，就没有办法直接使用SSH连接了【因为我和服务器不在一个局域网】，这个时候就需要进行NAT穿透，让我在宿舍也可以使用SSH连接Server A。
通过Wireguard可以将广域网上的主机连接起来，形成一个局域网。只需要有一台具有固定公网IP的服务器，就可以将其作为我们搭建的局域网的中心节点，让其他的主机（不论是否有公网IP，不论是否在NAT内），都通过这个中心节点和彼此相连。由此就构建了一个中心辐射型的局域网，实现了内网穿透等功能。
- Docker容器通信
WireGuard还可用于Docker容器之间的通信。在Docker环境中，容器之间的网络通信是一个重要的问题。WireGuard通过提供一种安全的通信方式，能够在不同容器之间建立一个加密的网络连接，从而保障数据的安全传输。这对于需要在不同容器间安全共享数据的应用尤为重要。
1.3 WireGuard原理
WireGuard源码地址
WireGuard 是一种在第 3 层（网络层）运行的安全网络隧道，与传统的 VPN 解决方案（如 IPsec 和 OpenVPN）相比，它的设计更安全、性能更高且更易于使用。它是作为 Linux 内核虚拟网络接口实现的，基于安全隧道的基本原理：将peer的公钥与隧道源 IP 地址关联。
相关术语：
- Peer/Node/Device
连接到VPN 并为自己注册一个VPN子网地址（如 192.0.2.3）的主机。还可以通过使用逗号分隔的 CIDR 指定子网范围，为其自身地址以外的 IP 地址选择路由。
- 中继服务器（Bounce Server）
一个公网可达的peer，可以将流量中继到
NAT后面的其他peer。Bounce Server并不是特殊的节点，它和其他peer一样，唯一的区别是它有公网 IP，并且开启了内核级别的 IP 转发，可以将 威屁恩 的流量转发到其他客户端。
- 子网（Subnet）
一组私有 IP，例如
192.0.2.1-255或192.168.1.1/24，一般在 NAT 后面，例如办公室局域网或家庭网络。
- CIDR 表示法
CIDR，即无类域间路由（Classless Inter-Domain Routing），是一种用于对IP地址进行灵活表示和分配的标准。
- NAT
子网的私有 IP 地址由路由器提供，通过公网无法直接访问私有子网设备，需要通过 NAT 做网络地址转换。路由器会跟踪发出的连接，并将响应转发到正确的内部 IP。
- 公开端点（Public Endpoint）
节点的公网 IP 地址:端口，例如
123.124.125.126:1234，或者直接使用域名some.domain.tld:1234。如果peer节点不在同一子网中，那么节点的公开端点必须使用公网 IP 地址。
- 私钥（Private key）
单个节点的 WireGuard 私钥，生成方法是：
wg genkey > example.key。
- 公钥（Public key）
单个节点的 WireGuard 公钥，生成方式为：
wg pubkey < example.key > example.key.pub。
- DNS
域名服务器，用于将域名解析为 VPN 客户端的 IP，不让 DNS请求泄漏到 VPN 之外。
主要功能和原理如下
WireGuard 通过添加一个（或多个）网络接口来工作，例如
eth0或wlan0，称为wg0（或wg1、wg2、wg3等）。然后可以使用ifconfig(8)或ip-address(8)正常配置该网络接口，并使用route(8)或ip-route(8)添加和删除其路由，以及所有普通网络实用程序都是如此。接口的特定 WireGuard 方面使用wg(8)工具进行配置。该接口充当隧道接口。WireGuard 将隧道 IP 地址与公钥和远程端点相关联。当接口向peer发送数据包时，它会执行以下操作：
- 该数据包适用于 192.168.30.8。那是哪位peer啊？让我看看…好吧，这是给peer
ABCDEFGH的。 （或者，如果它不适合任何已配置的peer，则丢弃该数据包。）- 使用peer
ABCDEFGH的公钥加密整个 IP 数据包。- Peer
ABCDEFGH的远程端点是什么？让我看看…好的，端点是主机 216.58.211.110 上的 UDP 端口 53133。- 使用 UDP 通过 Internet 将步骤 2 中的加密字节发送到 216.58.211.110:53133。
当接口收到数据包时，会发生以下情况：
- 我刚刚从主机 98.139.183.24 上的 UDP 端口 7361 收到一个数据包。让我们来解密吧！
- 它为peer
LMNOPQRS正确解密和验证。好的，让我们记住，peerLMNOPQRS的最新 Internet 端点是使用 UDP 的 98.139.183.24:7361。- 解密后，明文数据包来自 192.168.43.89。是否允许peer
LMNOPQRS以 192.168.43.89 向我们发送数据包？- 如果是，则在接口上接受数据包。如果没有，就放弃它。
WireGuard 的核心是一个称为加密密钥路由的概念，它的工作原理是将公钥与隧道内允许的隧道 IP 地址列表相关联。每个网络接口都有一个私钥和一个peer点列表。每个peer都有一个公钥。公钥短小且简单，由peer用来相互验证。它们可以通过任何带外方法传递以在配置文件中使用，类似于将 SSH 公钥发送给朋友以访问 shell 服务器的方式。
1.4 WireGuard安装
wireGuard官方安装教程
2 WireGuard组网实现内网穿透
2.1 前提条件
- 公网服务器： 必须拥有一台具有公网IP地址的服务器，这是内网穿透的关键。该服务器充当中转站，负责将外部请求传递到内部网络。
- 网络设备配置权限： 需要对内部网络的路由器或防火墙有一定的配置权限，以便进行端口映射或其他必要的网络设置。这确保了从公网服务器到内网的连接是有效的。
- 安装WireGuard： 在公网服务器和内网设备上都需要安装和配置WireGuard软件。确保两端的WireGuard配置一致，包括公私钥的生成和网络接口的配置。
- 开启相应端口： 在公网服务器的防火墙配置中，需要打开WireGuard所使用的端口（默认是51820/UDP），以确保能够接收来自内网设备的连接请求。
- 合适的网络拓扑： 确保了解内部网络的拓扑结构，以便正确设置WireGuard配置，包括允许流量通过的子网、路由等。
2.2 网络拓扑结构
2.3 具体步骤
2.3.1 中继服务器配置
- 创建密钥对
wg genkey | tee server_privatekey | wg pubkey > server_publickey执行以上两条命令后，会在执行命令的当前文件夹自动生成2个文件：
- 开启IP地址转发
sudo sysctl net.ipv4.ip_forward如果显示1则说明已开启，否则则未开启。
echo “net.ipv4.ip_forward = 1” >> /etc/sysctl.conf
echo “net.ipv4.conf.all.proxy_arp = 1” >> /etc/sysctl.conf
sysctl -p /etc/sysctl.conf
- 设置IP地址伪装
允许防火墙伪装IP
firewall-cmd --add-masquerade
检查是否允许伪装IP
firewall-cmd --query-masquerade
禁止防火墙伪装IP
firewall-cmd --remove-masquerade
- 配置wireguard虚拟网卡（不推荐，只是让读者直观了解过程）
sudo ip link add wg0 type wireguard # 添加一块叫 wg0 的虚拟 wireguard 网卡
sudo ip addr add 192.168.71.1/24 dev wg0 # 给 wg0 网卡添加 ip 地址 192.168.71.1，子网掩码 255.255.255.0
sudo wg set wg0 private-key ./server-privatekey # wireguard 设置密钥
sudo ip link set wg0 up # 启用刚刚添加的网卡
自我介绍一下，小编13年上海交大毕业，曾经在小公司待过，也去过华为、OPPO等大厂，18年进入阿里一直到现在。
深知大多数网络安全工程师，想要提升技能，往往是自己摸索成长，但自己不成体系的自学效果低效又漫长，而且极易碰到天花板技术停滞不前！
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