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Fabien ADAM, 16/12/2014 15:22
Raspberry Pi

Mes travaux perso relatifs à Tetaneutral¶

Auteur : Id2ndR

Virtualisation¶

Au dessus, de libvirt, je fais tourner quelques VM sur ma machine Zbox ID18 http://www.ldlc.com/fiche/PB00158714.html : Celeron double cœurs supportant le VT, avec 8Go de RAM

OpenWRT¶

Je possède un TP-Link WDR3600 gigabit et double bande N. Il tourne sous Barrier Breaker 14.04.

Objectifs :
- connecter le routeur à Internet via une connexion 4G
- sortir sur une VM tournant sur ma machine à Tetaneutral, pour avoir un accès réseau complet (IP fixe, IPv6, téléphonie SIP, pas de bridage ni de modification du flux via les proxys transparents)
- brancher un téléphone IP ethernet (offre Plug&Phone d'OVH) qui passe dans le VPN, et qui fonctionne normalement sans aucune configuration

4G¶

Inspiré de http://wiki.openwrt.org/doc/howto/usb.tethering

root@OpenWrt:~# opkg update
root@OpenWrt:~# opkg install kmod-usb-net-rndis
root@OpenWrt:~# insmod usbnet
root@OpenWrt:~# insmod cdc_ether
root@OpenWrt:~# insmod rndis_host
root@OpenWrt:~# ifconfig usb0
usb0      Link encap:Ethernet  HWaddr 02:34:68:55:02:03  
          BROADCAST MULTICAST  MTU:1500  Metric:1
          RX packets:0 errors:0 dropped:0 overruns:0 frame:0
          TX packets:0 errors:0 dropped:0 overruns:0 carrier:0
          collisions:0 txqueuelen:1000 
          RX bytes:0 (0.0 B)  TX bytes:0 (0.0 B)

Dans Luci, Network > Interfaces : créer une interface nommée 4G exploitant l'interface usb0, en client dhcp

Pinguer depuis le routeur.

OpenVPN¶

Mise en place :

Certificat SSL du serveur (VM) : généré par CA-Cert (je n'ai jamais pu faire marcher le VPN sur OpenWRT avec un certificat auto-signé)
Certificat d'un certificat client : généré avec easy-rsa (build-ca, build-key-server, build-key). Remarque : il n'est pas nécessaire que ces certificats soient issues du certificat du serveur vérifié à la connexion, car le serveur connaît son référentiel de clef, indépendament du certificat serveur présenté sur le port d'écoute.

Configuration du serveur :

id2ndr@id2ndr-vm: ~$ cat /etc/openvpn/id2ndr.conf 
##################################
dev tun
proto udp
port 1194

ca /etc/openvpn/easy-rsa/keys/class3.crt
cert /etc/openvpn/easy-rsa/keys/id2ndr.toulan.fr.crt
key /etc/openvpn/easy-rsa/keys/id2ndr.toulan.fr.key
dh /etc/openvpn/easy-rsa/keys/dh1024.pem

user nobody
group nogroup
server 10.9.0.0 255.255.255.0

persist-key
#persist-tun

keepalive 10 100

status /var/log/openvpn-status.log
verb 3
client-to-client

#push "redirect-gateway def1" 
#set the dns servers
#push "dhcp-option DNS 8.8.8.8" 
#push "dhcp-option DNS 8.8.4.4" 
push "redirect-gateway def1" 
push dhcp-option DNS 91.224.149.254

log-append /var/log/openvpn
comp-lzo adaptive

Installation du client :

root@OpenWrt:~# opkg update; opkg install openvpn-openssl
root@OpenWrt:~# uci set openvpn.custom_config.enabled=1
root@OpenWrt:~# uci commit
root@OpenWrt:~# cat /etc/openvpn/my-vpn.conf 
dev tun
client
#proto tcp
proto udp
remote id2ndr.toulan.fr 1195
resolv-retry infinite
nobind
persist-key
persist-tun
ca /etc/openvpn/class3.crt
cert /etc/openvpn/Id2ndR.crt
key /etc/openvpn/Id2ndR.key
comp-lzo no
verb 3
root@OpenWrt:/etc/openvpn# wget http://www.cacert.org/certs/class3.crt
root@OpenWrt:~# vi /etc/openvpn/Id2ndR.crt
root@OpenWrt:~# vi /etc/openvpn/Id2ndR.key
root@OpenWrt:~# uci set openvpn.custom_config.enabled=1
root@OpenWrt:~# uci commit
root@OpenWrt:~# /etc/init.d/openvpn start
root@OpenWrt:~# logread
[..]
Sat Dec  6 19:35:15 2014 daemon.warn openvpn(custom_config)[25584]: WARNING: file '/etc/openvpn/Id2ndR.key' is group or others accessible
Sat Dec  6 19:35:15 2014 daemon.notice netifd: Interface 'wan_vpn' is disabled
Sat Dec  6 19:35:15 2014 daemon.notice openvpn(custom_config)[25584]: Socket Buffers: R=[163840->131072] S=[163840->131072]
Sat Dec  6 19:35:15 2014 daemon.notice openvpn(custom_config)[25584]: UDPv4 link local: [undef]
Sat Dec  6 19:35:15 2014 daemon.notice openvpn(custom_config)[25584]: UDPv4 link remote: [AF_INET]91.224.149.109:1195
Sat Dec  6 19:35:15 2014 daemon.notice openvpn(custom_config)[25584]: TLS: Initial packet from [AF_INET]91.224.149.109:1195, sid=2e0c718b e9ec8be6
Sat Dec  6 19:35:15 2014 daemon.notice openvpn(custom_config)[25584]: VERIFY OK: depth=1, O=CAcert Inc., OU=http://www.CAcert.org, CN=CAcert Class 3 Root
Sat Dec  6 19:35:15 2014 daemon.notice openvpn(custom_config)[25584]: VERIFY OK: depth=0, CN=id2ndr.toulan.fr
Sat Dec  6 19:35:16 2014 daemon.notice openvpn(custom_config)[25584]: Data Channel Encrypt: Cipher 'BF-CBC' initialized with 128 bit key
Sat Dec  6 19:35:16 2014 daemon.notice openvpn(custom_config)[25584]: Data Channel Encrypt: Using 160 bit message hash 'SHA1' for HMAC authentication
Sat Dec  6 19:35:16 2014 daemon.notice openvpn(custom_config)[25584]: Data Channel Decrypt: Cipher 'BF-CBC' initialized with 128 bit key
Sat Dec  6 19:35:16 2014 daemon.notice openvpn(custom_config)[25584]: Data Channel Decrypt: Using 160 bit message hash 'SHA1' for HMAC authentication
Sat Dec  6 19:35:16 2014 daemon.notice openvpn(custom_config)[25584]: Control Channel: TLSv1.0, cipher TLS-DHE-RSA-WITH-AES-256-CBC-SHA, 2048 bit RSA
Sat Dec  6 19:35:16 2014 daemon.notice openvpn(custom_config)[25584]: [id2ndr.toulan.fr] Peer Connection Initiated with [AF_INET]91.224.149.109:1195
Sat Dec  6 19:35:18 2014 daemon.notice openvpn(custom_config)[25584]: SENT CONTROL [id2ndr.toulan.fr]: 'PUSH_REQUEST' (status=1)
Sat Dec  6 19:35:18 2014 daemon.notice openvpn(custom_config)[25584]: PUSH: Received control message: 'PUSH_REPLY,redirect-gateway def1,dhcp-option DNS 91.224.149.254,route 10.9.0.0 255.255.255.0,topology net30,ping 30,ping-restart 100,ifconfig 10.9.0.6 10.9.0.5'
Sat Dec  6 19:35:18 2014 daemon.notice openvpn(custom_config)[25584]: OPTIONS IMPORT: timers and/or timeouts modified
Sat Dec  6 19:35:18 2014 daemon.notice openvpn(custom_config)[25584]: OPTIONS IMPORT: --ifconfig/up options modified
Sat Dec  6 19:35:18 2014 daemon.notice openvpn(custom_config)[25584]: OPTIONS IMPORT: route options modified
Sat Dec  6 19:35:18 2014 daemon.notice openvpn(custom_config)[25584]: OPTIONS IMPORT: --ip-win32 and/or --dhcp-option options modified
Sat Dec  6 19:35:18 2014 daemon.notice openvpn(custom_config)[25584]: TUN/TAP device tun0 opened
Sat Dec  6 19:35:18 2014 daemon.notice openvpn(custom_config)[25584]: TUN/TAP TX queue length set to 100
Sat Dec  6 19:35:18 2014 daemon.notice openvpn(custom_config)[25584]: do_ifconfig, tt->ipv6=0, tt->did_ifconfig_ipv6_setup=0
Sat Dec  6 19:35:18 2014 daemon.notice openvpn(custom_config)[25584]: /sbin/ifconfig tun0 10.9.0.6 pointopoint 10.9.0.5 mtu 1500
Sat Dec  6 19:35:18 2014 daemon.notice openvpn(custom_config)[25584]: /sbin/route add -net 91.224.149.109 netmask 255.255.255.255 gw 192.168.0.1

Résultats :

j'ai mesuré environ 70% d'utilisation CPU sur le routeur pour faire passer 17 méga. Ceci est cohérent avec Benchmark_VPN.
en 4G, avec une SIM Red, je fais passé en général 6 méga down / 1 méga up (mais parfois beaucoup plus)

Raspberry Pi¶

Objectifs :

Transformer le rPi en routeur, avec comme interface de sortie vers Internet un appareil en usb, et comme interface LAN, le port ethernet
Encapsuler la connexion des clients sur le LAN dans le VPN
Faire du filtrage pour choisir explicitement quoi router dans le VPN, et quoi faire passer en direct

Routage¶

Configurer l'interface ethernet en hotplug, avec une IP fixe
Installer le paquet dnsmasq, et lui donner la page d'IP à allouer en DHCP. dnsmasq fait office de relai DNS de manière automatique, et fourni également la route par défaut (il indique que le rPi fait office de passerelle vers Internet)
Activer l'ip forward sur le rPi

OpenVPN¶

Installer le paquet openvpn.
Recopier la conf (4 fichier) dans /etc/openvpn
Redémarrer le service

TODO : tester 2 connexions VPN en //, pour éventuellement faire du bounding (si FreeMobile limite le débit vers tetaneutral par flux)

TODO : mettre en place de l'IPv6

Routage sélectif¶

TODO : avec iproute2

Routage¶

Nat via le VPN : inspiré de http://wiki.openwrt.org/doc/howto/vpn.server.openvpn.tun Use-Case 3
- Dans Luci, Network > Interfaces : créer une interface nommée wan_vpn exploitant l'interface tun0, en client dhcp
- Dans Luci, Network > Firewall : créer une zone wan_vpn avec l'interface wan_vpn en activant Masquerading
- Dans Luci, Network > Firewall : supprimer la zone lan existante. Créer la zone lan avec le forward vers la zone wan_vpn
- Depuis un PC derrière le routeur : traceroute google.fr doit sortir par h7.tetaneutral.net (4ème nœuds chez moi, à cause de la VM)

Résultats :

Le VPN ajoute en général 20-25ms par rapport à une route directe (vers un autre site que tetaneutral).
Le VPN ne réduit pas le débit par rapport à la connexion hors VPN.
La VoIP (SIP) fonctionne très bien via le VPN

Limites :

Pour les jeux en ligne, on tourne autour de 100-105ms de ping avec le VPN contre 80ms en connexion direct.
Pas de sélection des flux à faire passer dans le VPN, et ceux à faire passer directement en 4G :
- Le masquerade d'OpenWRT fait via luci fonctionne par zone, et s'il est possible d'autoriser le forward d'une zone vers plusieurs zones, seule la dernière zone est prise en compte
- Il n'est pas possible via Luci d'utiliser une même zone dans plusieurs règles de forward vers chacun une zone différente
- La table de routage du noyau linux ne permet pas de définir plusieurs passerelles par défaut.

Piste à explorer pour contourner les limites ci-dessus : installer iproute2, et ajouter des étiquettes sur les différents flux, pour faire un routage plus évolué.

Fichiers

Projet

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