实路出真知 FreeBSD8下Bridge配置open科学

【.com 独家特稿】公司的办公网络是192.168.4.0/24，均只用单网卡eth0，通过Juniper防火墙映射公网IP上网，即内网内所有的机器的网关均是防火墙的固定IP-192.168.4.3,目前想通过外网拨号(科学服务器IP为192.168.4.46)进公司内部局域网进行办公，另外还要求能够连通到公司内部的192.168.10.0、192.168.20.0、192.168.21.0网段的服务器，要求比之前复杂；而同事们的拨号环境又一样，有的是小区环境，有的是ADSL，还有的是电信3G无线上网；我将大家的需求归纳了下，即：

推荐专题：企业内网开发环境部署与管理全攻略（FreeBSD+PHP）

一、要求能够在ADSL拨号或小区环境下顺利的科学到公司的open科学服务器中；

二、公司的办公环境是192.168.4.0，拨上来要求能够连到192.168.21.0,192.168.20.0,192.168.10.0的服务器网段；

三、公司的网络环境已定型，不可能在路由器或防火墙上作更改；

四、考虑到路由穿透的问题，即最低限度要做到局对局。

基于以上考虑，我们准备采取open科学的网桥模式。

公司的办公拓补很简单，如下图：

以下资料参考chinaunix网友温占考的翻译文章，特此注明。

◆使用路由还是桥接的科学？

路由和桥接的主要不同参看FAQ，桥接的详细信息参看Ethernet Bridging。总的来说，路由对大多数人来说是一种更好的方式，因为它比桥接效率更高也更容易设置(仅Open科学配置文件本身)。路由还可以给每个客户端设置不同的访问权限。推荐使用路由，除非你需要使用依赖于桥接的特性，比如：科学需要处理非IP协议，例如IPX协议。在科学上运行的程序依赖于网络广播(例如局域网游戏)。不建立Samba或WINS服务器，而允许在科学上浏览Windows共享文件。

◆TUN设备和TAP设备的不同？

TAP设备是一块虚拟的以太网卡，TUN设备是一个虚拟的点到点IP链接。

◆什么是桥接?

桥接是在一个子网上创建一个虚拟的、广域的以太网LAN一种技术。桥接的实践信息，参看Ethernet Bridging Mini-HOWTO，形象的解释就是它就是连通不同局域网的桥梁，当外网用户科学过来时，如果能够连通open科学机器，那么open科学能够连通的机器，外网用户都应该能够连通。#p#

◆桥接和路由的不同?

桥接和路由是通过科学连接系统的两种方法。

桥接的优点：广播可以穿越科学–允许依赖局域网广播的软件运行，比如Windows的NetBIOS文件共享和网上邻居。无需配置路由：可以和以太网上的任何协议一起工作，包括IPv4, IPv6, Netware IPX, AppleTalk等等。

Relatively easy-to-configure solution for road warriors.

桥接的缺点：比路由效率低，扩展性不太好。

路由的优点：高效和可扩展、更好的MTU调节

路由的缺点：要使跨越科学的网络浏览工作，客户端必须使用一个WINS服务器(比如samba)。必须设置连接每一个子网的路由。依赖于广播的软件不能看到在科学另一边的机器。仅支持IPv4, 如果连接两边的tun驱动明确支持IPv6，则也支持IPv6.

◆桥接和路由在配置上有什么不同?

当客户端通过桥接方式连接远端网络时，它被分配一个远端物理以太子网的IP地址，从而能够和远端子网其它机器交互就象它是连接在本地一样。桥接需要特殊的OS-相关的工具用来将物理以太网卡和虚拟的TAP设备桥接起来。在Linux下，brtcl就是这样一个工具。

对于Windowx XP或更高版本，从”控制面板->网络连接”中选中TAP-Win32网卡和以太网卡，点击鼠标右键，选择轿接。而客户端通过路由方式连接时，它使用自己的独立子网, 并且在客户机和远端网关上都设置了路由，从而可以使数据包无缝地穿越科学。客户端可以不只是一台机子，它可以是几台机子组成的一个子网。

桥接和路由很相似，主要的不同是路由的科学不传送IP广播包，但是桥接的科学传送IP广播包。

要使用桥接方式，连接的两端都必须使用–dev tap，如果使用路由方式，可以使用–dev tap也可以使用–dev tun，但是连接的两端必须一致. 对于路由方式而言，–dev tun的效率要更高一些。

Ethernet Bridging 

桥接概览

以太网桥接将一个以太网接口和一个或多个虚拟TAP接口结合(combine)并将它们桥接为一个桥接接口。以太网桥接代表一个物理以太网交换机 (switch)的软件模拟，以太网桥可以 认为是在一台机器上共享一个IP子网连接多个以太网卡(物理的或虚拟的)的软件交换机，

通过将在不同地方的一个物理以太网卡和一个Open科学的TAP接口桥接，可以将两个以太网络在逻辑上合并为好象是一个以太子网。

一、这里交待下open科学的操作系统及网络分配等。

open科学服务器采用64bit的FreeBSD8，分配的IP为192.168.4.46，通过防火墙NAT上网，网关为192.168.4.3，单网卡，无公网IP；Freebsd8下配置网卡跟linux一样，用脚本控制较简单，脚本如下：

[root@open科学 ~]# cat /root/addbr0.sh
#!/bin/sh
kldload if_tap
ifconfig bridge0 create
ifconfig bridge0 addm re0
ifconfig bridge0 192.168.4.241  netmask 255.255.255.0  broadcast 192.168.4.255
/usr/local/sbin/open科学 --config /usr/local/etc/server.conf --daemon open科学
ifconfig bridge0 addm tap0
ifconfig bridge0 deletem tap0
/usr/local/sbin/open科学 --config /usr/local/etc/server.conf --daemon open科学
ifconfig bridge0 addm tap0

#p#

这里说明一下，跟bridge0分配的也是192.168.4.0网段的机器，这里我看网上大部分的文章都是用IP，即192.168.4.46，我建议另一个IP配置，这个IP不能跟局域网的IP发生冲突，脚本成功运行后，可用命令ifconfig 检查下，成功的配置应该如下：

二、安装过程我简略带过，不会的朋友请参考googel的相关搜索结果或我的上一篇文章《实路出真知 配置open科学时应该注意的事项》，Server端的配置如下，这是重头戏，相关语法我会详细介绍。

[root@open科学 ~]# cat /usr/local/etc/server.conf | grep -v "^#" | grep -v "^;"  | sed '/^$/d'
port 1194
proto udp
dev tap0
ca   /usr/local/src/open科学-2.0.9/easy-rsa/2.0/keys/ca.crt
cert /usr/local/src/open科学-2.0.9/easy-rsa/2.0/keys/server.crt
key  /usr/local/src/open科学-2.0.9/easy-rsa/2.0/keys/server.key  # This file should be kept secret
dh /usr/local/src/open科学-2.0.9/easy-rsa/2.0/keys/dh1024.pem
ifconfig 192.168.4.241  255.255.255.0
server-bridge 192.168.4.241 255.255.255.0 192.168.4.244 192.168.4.246
push "redirect-gateway"
client-to-client
keepalive 10 120
comp-lzo
user nobody
group nobody
persist-key
persist-tun
status open科学-status.log
log-append  open科学.log
verb 3

以上脚本运行时已成功启动了open科学，并分配了网桥bridge0地址–192.168.4.241，可用命令lsof  -i:1194检验下。#p#

这里我将server.conf详细参数说明下，这里也是用bridge配置的重点

;locala.b.c.d ##申明本机使用的IP地址，也可以不说明
port1194 ##申明使用的端口，默认1194
;prototcp ##申明使用的协议，默认使用UDP，如果使用HTTP proxy，必须使用TCP协议
proto udp 
dev tap ##申明使用的设备可选tap和tun，tap是二层设备，支持链路层协议。#tun是ip层的点对点协议，限制稍微多一些，本人习惯使用TAP设备
;devtun 
;dev-nodeMyTap #windows下需要像这样指定设备名
##Open科学使用的ROOT CA，使用build-ca生成的，用于验证客户是证书是否合法
ca /user/local/src/open科学-2.0.9/easy-rsa/keys/ca.crt 
#Server使用的证书文件
cert /usr/local/src/open科学-2.0.9/easy-rsa/keys/server.crt
#Server使用的证书对应的key，注意文件的权限，防止被盗
key /usr/local/src/open科学-2.0.9/easy-rsa/keys/server.key
#This file should be kept secret
#CRL文件的申明，被吊销的证书链，这些证书将无法登录
crl-verify 科学crl.pem
#上面提到的生成的Diffie-Hellman文件
dh /user/local/src/open科学-2.0.9/easy-rsa/keys/dh1024.pem
#防止open科学重新启动后"忘记"Client曾经使用过的IP地址
ifconfig-pool-persistipp.txt
#Bridge状态下类似DHCPD的配置，为客户分配地址，由于这里工作在桥接模式
server-bridge 192.168.4.241 255.255.255.0 192.168.4.244 192.168.4.246

#open科学中有个参数是push，它表示通过科学 Server往Client push路由，
client通过pull指令获得Server push的所有选项并应用(这一点很重要，这样其他服务器添加一下路由就可以登陆了，
否则无效，这个最好和你的内网断一至，否则也不生效)，但在网桥模式下这个就不需要配置了，这个主要用于其路由模式。


#如果可以让科学 Client之间相互访问直接通过open科学程序转发

client-to-client
#NAT后面使用科学，如果科学长时间不通信，NAT Session可能会失效，
#导致科学连接丢失，为防止之类事情的发生，keepalive提供一个类似于ping的机制，
#下面表示每10秒通过科学的Control通道ping对方，如果连续120秒无法ping通，
#认为连接丢失，并重新启动科学，重新连接
#（对于mode server模式下的open科学不会重新连接）。
keepalive10 120
#对数据进行压缩，注意Server和Client一致
comp-lzo
#定义最大连接数
max-clients100
#定义运行open科学的用户
usernobody
groupnobody
#通过keepalive检测超时后，重新启动科学，不重新读取keys，保留第一次使用的keys
persist-key
#通过keepalive检测超时后，重新启动科学，一直保持tun或者tap设备是linkup的，
#否则网络连接会先linkdown然后linkup
persist-tun
#定期把open科学的一些状态信息写到文件中，以便自己写程序计费或者进行其他操作
statusopen科学-status.log
#记录日志，每次重新启动open科学后删除原有的log信息
log
open科学.log
#相当于debug level，具体查看manual
verb3
客户端的配置文件较简单， 我们这里就不能详细阐述了，如下：
[root@open科学]# cat client.txt | grep -v "^;" | grep -v "^#" | sed '/^$/d'
client
dev tap0
proto udp
remote 192.168.4.46 1194
#内网通过防火墙NAT作的DMZ映射出去
resolv-retry infinite
nobind
persist-key
persist-tun
ca ca.crt
cert zacharyz.crt
key zacharyz.key
comp-lzo
verb 3

测试结果：

我们测试时分配的是联通的公网IP，测试时发现只要一拨号，无论是ADSL还是小区环境，结果只要能连通192.168.4.46的机器，它所能连通的网段均都能连通，由于 我只需要ssh环境即可完成日常工作，但其它同事需要远程桌面环境，所以准备将其更改完电信的公网IP；另整个环境部署工作完成时，得到了我们部门经理Manager Z的帮助，这里 表示感谢。这篇文章主要介绍的是桥接模式下的open科学，如果只需要路由模式，请参考我在51cto的另一篇open科学相关文章，请注意二者的区别；整个open科学在64bit的Freebsd8下完成。

实际投入运用结果：

将open科学映射的外网改成电信IP后，发现丢包现象完全没有了；通过ADSL拨号上来，192.168.21.0/192.168.4.0/192.168.10.0/10.0.0.0这些网段的服务机和客户机全通了；比路由模式确实简单方便多了，如果有open科学网桥需求的同志可参考这篇线上环境文章。

整个环境搭配总结：

一、同事们的上网环境不一样，有的是长城带宽，还有的是广电网，我是天翼3G，还有的是ADSL共享上网，使用效果大家还是非常满意的，open科学的穿透非常强，什么的硬件防火墙或路由器都穿透了；

二、电信服务器对应电信的拨号客户端效果不错，如果是联通对电信，那就是个杯具了；

三、尽量让环境搭得让大家舒服些，我在服务器添加了”push dns”选项，就是可以让大家一边上内网，一边聊QQ，工作和娱乐两不误；

四、以后有环境的话我会用open科学作机房的网关，用于多机房的科学连接。

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