28.01.2020 10:47
zabbius 13 9200 Источник


Всем привет, недавно прочитал давнюю статью о том, как можно ускорить OpenVPN на роутере, перенеся шифрование на отдельную железку, которая припаивается внутри самого роутера. У меня аналогичный с автором случай — TP-Link WDR3500 с 128 мегабайтами оперативки и бедным процессором, который напрочь не справляется с шифрованием туннелей. Однако, лезть в роутер с паяльником мне категорически не хотелось. Под катом мой опыт выноса OpenVPN на отдельную железку с резервированием на роутере на случай аварии.

Задача


Есть роутер TP-Link WDR3500 и Orange Pi Zero H2. Хотим, чтобы шифрованием туннелей в штатном режиме занимался Orange Pi, при этом если с ним что-то случится, обработка VPN вернется обратно на роутер. Все настройки фаервола на роутере должны работать как раньше. И вообще в целом добавление дополнительной железки должно пройти для всех прозрачно и незаметно. OpenVPN работает по TCP, адаптер TAP в режиме моста (server-bridge).

Решение


Вместо подключения по USB я решил потратить один порт роутера и завести по нему на Orange Pi все подсети, в которых есть VPN бридж. Получается, что железка будет физически висеть в тех же сетях, что и VPN сервера на роутере. После этого поднимаем ровно такие же сервера на Orange Pi, а на роутере настраиваем какой-нибудь прокси чтобы он отдавал все входящие подключения на внешний сервер, а если Orange Pi помер или недоступен — тогда на внутренний fallback сервер. Я взял HAProxy.

Получается так:

  1. Приходит клиент
  2. Если внешний сервер недоступен — как и раньше подключение идет на внутренний сервер
  3. Если доступен — клиента принимает Orange Pi
  4. VPN на Orange Pi дешифрует пакеты и выплевывает их обратно в роутер
  5. Роутер маршрутизирует их куда-нибудь

Пример реализации


Итак, пусть у нас есть на роутере две сети — main(1) и guest(2), для каждой их них есть OpenVPN сервер для подключения снаружи.

Конфигурация сети


Нам нужно прокинуть обе сети через один порт, поэтому создаем 2 VLAN'a.

На роутере в разделе Network/Switch создаем VLAN'ы (например 1 и 2) и включаем их в tagged режиме на нужном порту, добавляем вновь созданные eth0.1 и eth0.2 к соответствующим сетям (например, добавляем в brigde).

На Orange Pi создаем два VLAN интерфейса (у меня Archlinux ARM + netctl):

/etc/netctl/vlan-main
Description='Main VLAN on eth0'
Interface=vlan-main
Connection=vlan
BindsToInterfaces=eth0
VLANID=1
IP=no

/etc/netctl/vlan-guest
Description='Guest VLAN on eth0'
Interface=vlan-guest
Connection=vlan
BindsToInterfaces=eth0
VLANID=2
IP=no

И сразу создаем два бриджа для них:

/etc/netctl/br-main
Description="Main Bridge connection"
Interface=br-main
Connection=bridge
BindsToInterfaces=(vlan-main)
IP=dhcp

/etc/netctl/br-guest
Description="Guest Bridge connection"
Interface=br-guest
Connection=bridge
BindsToInterfaces=(vlan-guest)
IP=dhcp

Включаем автостарт на все 4 профиля (netctl enable). Теперь после перезагрузки Orange Pi будет висеть в двух требуемых сетях. Адреса интерфейсов на Orange Pi настраиваем в Static Leases на роутере.

ip addr show
4: vlan-main@eth0: <BROADCAST,MULTICAST,PROMISC,UP,LOWER_UP> mtu 1500 qdisc noqueue master br-main state UP group default qlen 1000
    link/ether 02:42:f0:f8:23:c8 brd ff:ff:ff:ff:ff:ff
    inet6 fe80::42:f0ff:fef8:23c8/64 scope link 
       valid_lft forever preferred_lft forever

5: vlan-guest@eth0: <BROADCAST,MULTICAST,PROMISC,UP,LOWER_UP> mtu 1500 qdisc noqueue master br-guest state UP group default qlen 1000
    link/ether 02:42:f0:f8:23:c8 brd ff:ff:ff:ff:ff:ff
    inet6 fe80::42:f0ff:fef8:23c8/64 scope link 
       valid_lft forever preferred_lft forever

6: br-main: <BROADCAST,MULTICAST,UP,LOWER_UP> mtu 1500 qdisc noqueue state UP group default qlen 1000
    link/ether 52:c7:0f:89:71:6e brd ff:ff:ff:ff:ff:ff
    inet 192.168.1.3/24 brd 192.168.1.255 scope global dynamic noprefixroute br-main
       valid_lft 29379sec preferred_lft 21439sec
    inet6 fe80::50c7:fff:fe89:716e/64 scope link 
       valid_lft forever preferred_lft forever

7: br-guest: <BROADCAST,MULTICAST,UP,LOWER_UP> mtu 1500 qdisc noqueue state UP group default qlen 1000
    link/ether ee:ea:19:31:34:32 brd ff:ff:ff:ff:ff:ff
    inet 192.168.2.3/24 brd 192.168.2.255 scope global br-guest
       valid_lft forever preferred_lft forever
    inet6 fe80::ecea:19ff:fe31:3432/64 scope link 
       valid_lft forever preferred_lft forever

Настройка VPN


Дальше копируем с роутера настройки для OpenVPN и ключи. Настройки обычно можно взять в /tmp/etc/openvpn*.conf

По умолчанию openvpn, запущенный в режиме TAP и server-bridge держит свой интерфейс неактивным. Чтобы все заработало, надо добавить скрипт, запускаемый при активации соединения.

/etc/openvpn/main.conf
dev vpn-main
dev-type tap

client-to-client
persist-key
persist-tun
ca /etc/openvpn/main/ca.crt
cert /etc/openvpn/main/main.crt
cipher AES-256-CBC
comp-lzo yes
dh /etc/openvpn/main/dh2048.pem
ifconfig-pool-persist /etc/openvpn/ipp_main.txt
keepalive 10 60
key /etc/openvpn/main/main.key
port 443
proto tcp
push "redirect-gateway"
push "dhcp-option DNS 192.168.1.1"
server-bridge 192.168.1.3 255.255.255.0 192.168.1.200 192.168.1.229
status /tmp/openvpn.main.status
verb 3

setenv profile_name main
script-security 2
up /etc/openvpn/vpn-up.sh

/etc/openvpn/vpn-up.sh
#!/bin/sh

ifconfig vpn-${profile_name} up
brctl addif br-${profile_name} vpn-${profile_name}

В результате как только случится подключение, интерфейс vpn-main будет добавлен в br-main. Для сетки guest — аналогично с точностью до имени интерфейса и адреса в server-bridge.

Маршрутизация запросов снаружи и проксирование


На этом шаге Orange Pi уже умеет принимать подключения и пускать клиентов в нужные сети. Осталось настроить проксирование входящих подключений на роутере.

Переносим роутерные VPN сервера на другие порты, ставим на роутер HAProxy и настраиваем:

/etc/haproxy.cfg
global
        maxconn 256
        uid 0
        gid 0
        daemon

defaults
        retries 1
        contimeout 1000
        option splice-auto

listen guest_vpn
        bind :444
        mode tcp
        server 0-orange 192.168.2.3:444 check
        server 1-local  127.0.0.1:4444 check backup

listen main_vpn
        bind :443
        mode tcp
        server 0-orange 192.168.1.3:443 check
        server 1-local  127.0.0.1:4443 check backup

Наслаждаемся


Если все прошло по плану — клиенты уйдут на Orange Pi и процессор роутера больше не будет греться, а скорость VPN ощутимо возрастет. При этом останутся актуальными все сетевые правила, которые прописаны на роутере. В случае аварии на Orange Pi он отвалится и HAProxy завернет клиентов на локальные сервера.

Спасибо за внимание, пожелания и исправления приветствуются.