SmartHome計画 第３弾です。
TK(@simplewasbest)です。今回はちょっとした備忘録代わりです。
Raspberry piをGETしてからというもの、Home GatewayとしてのRaspberryが有能過ぎて、色々と活用してみたい欲に駆られています。
今回はラズパイを使って、VPNサーバを構築したいと思います。実は今までもQNAPのNASサーバを使って、L2TP
via IPsec VPNを構築してはいたんですが、なんだか色々不安定というか、使いづらいというか、元々のサーバスペック(1 core/128Mメモリ)が貧弱という理由もあってか、作動状況がとても不安定になってしまっていたんですよね。
一方ラズパイはあの小さな筐体かつて消費電力で、ハイスペック(4 core/1GBメモリ)ですから、ただのHomekitだけに使うには勿体ないですよね。なので、今回はあのラズパイにVPNサーバ化してしまおうという計画です。
そうすると一気にラズパイがHome Gatewayとしての役割が増してきて、今後の可能性が更に広がるような気がします。
先ずは構成
上記の通り、そんな大した構成ではありません。今までQNAP NASにやらせていたVPNサーバ機能を外だしするだけですね。QNAPでは色々と問題が起きた時に何が起きているのかイマイチ良くわかんなかった（中にSSHで覗けば見れるんでしょうが）のもあって、今回ラズパイを使って、自分で一から作ってしまえばもっと使いやすく（Trouble shooting含めて）なるんじゃないかと期待しています。
ラズパイのセットアップは、割愛します。以下参照してもらえばとりあえずOKだと思います。
https://qiita.com/Halhira/items/1da2ae543217be26988a
導入するのは、以下のHWとSWです。
- SoftEther VPN https://ja.softether.org/
- Raspberry Pi 3 Model B+
うちの家はこのラズパイ構成にさらにIKEA Tradfri + Hue用途にも兼用させています。
良く知らなかったんですが、FREEのVPNサーバ/クライアントソフトで、Linuxだけじゃなく、Windows/Mac/Solaris/FreeBSDとか色々な環境で動くみたいです。組込み系のVPNでも、もしかしたらよく使われてるのかしら？
インストールの全体手順は以下。
1. VPNサーバのインストール
2. VPNサーバの設定
3. ルーターのポート開放
4. DDNSの設定
5. Firewallの設定
最後のFirewallの設定は、ラズパイを外部に公開するので、ポートを規制しておかないとかなと思って、念のため入れています。前にルーターFWを入れているので、そこまで気にしなくても良いかなとも思いますが、まー念のため。
VPNサーバのインストール
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#適当なVersionのファイルをDL(Linux/ARM32bit) $wget http://jp.softether-download.com/files/softether/v4.27-9668-beta-2018.05.29-tree/Linux/SoftEther_VPN_Server/32bit_-_ARM_EABI/ # パッケージを解凍 tar zxvf softether-vpnserver-v4.27-9664-beta-2018.04.20-linux-arm_eabi-32bit.tar.gz # フォルダごとを移動して、make sudo mv vpnserver /usr/local cd /usr/local/vpnserver/ sudo make # 実行権限を付与 sudo chmod 600 * sudo chmod 700 vpncmd sudo chmod 700 vpnserver |
インストールができているかの確認。
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$ sudo ./vpncmd vpncmd コマンド - SoftEther VPN コマンドライン管理ユーティリティ SoftEther VPN コマンドライン管理ユーティリティ (vpncmd コマンド) Version 4.27 Build 9668 (Japanese) Compiled 2018/05/29 21:51:20 by yagi at pc33 Copyright (c) SoftEther VPN Project. All Rights Reserved. vpncmd プログラムを使って以下のことができます。 1. VPN Server または VPN Bridge の管理 2. VPN Client の管理 3. VPN Tools コマンドの使用 (証明書作成や通信速度測定) 1 - 3 を選択: 3 VPN Tools を起動しました。HELP と入力すると、使用できるコマンド一覧が表示できます。 VPN Tools>check Check コマンド - SoftEther VPN の動作が可能かどうかチェックする --------------------------------------------------- SoftEther VPN 動作環境チェックツール Copyright (c) SoftEther VPN Project. All Rights Reserved. この動作環境チェックツールを実行したシステムがテストに合格した場合は、SoftEther VPN ソフトウェアが動作する可能性が高いです。チェックにはしばらく時間がかかる場合があります。そのままお待ちください... 'カーネル系' のチェック中... [合格] ○ 'メモリ操作系' のチェック中... [合格] ○ 'ANSI / Unicode 文字列処理系' のチェック中... [合格] ○ 'ファイルシステム' のチェック中... [Unit] [合格] ○ 'スレッド処理システム' のチェック中... [合格] ○ 'ネットワークシステム' のチェック中... [合格] ○ すべてのチェックに合格しました。このシステム上で SoftEther VPN Server / Bridge が正しく動作する可能性が高いと思われます。 コマンドは正常に終了しました。 VPN Tools>exit |
これでVPNサーバ自体はインストール完了ですが、このままだと起動等が使いづらいので、サービス化してしまいましょう。
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# サービス起動ファイルの作成 （名前はお好みで） $ sudo vim /etc/systemd/system/softether-vpn.service [Unit] Description=Softether VPN Server Service After=network.target [Service] Type=forking User=root ExecStart=/usr/local/vpnserver/vpnserver start ExecStop=/usr/local/vpnserver/vpnserver stop Restart=on-abort WorkingDirectory=/usr/local/vpnserver/ ExecStartPre=/sbin/ip link set dev eth0 promisc on [Install] WantedBy=multi-user.target #実行権限の付与 $ chmod +x /etc/systemd/system/softether-vpn.service ＃ デーモンの再起動と起動確認 $sudo systemctl daemon-reload $ sudo systemctl start softether-vpn $ sudo systemctl status softether-vpn ● softether-vpn.service - Softether VPN Server Service Loaded: loaded (/etc/systemd/system/softether-vpn.service; disabled; vendor preset: enabled) Active: active (running) since Fri 2018-09-07 17:21:53 JST; 4s ago Process: 26300 ExecStart=/usr/local/vpnserver/vpnserver start (code=exited, status=0/SUCCESS) Process: 26296 ExecStartPre=/sbin/ip link set dev eth0 promisc on (code=exited, status=0/SUCCESS) Main PID: 26303 (vpnserver) CGroup: /system.slice/softether-vpn.service ├─26303 /usr/local/vpnserver/vpnserver execsvc └─26304 /usr/local/vpnserver/vpnserver execsvc 9月 07 17:21:53 raspberrypi systemd[1]: Starting Softether VPN Server Service... 9月 07 17:21:53 raspberrypi vpnserver[26300]: The SoftEther VPN Server service has been started. 9月 07 17:21:53 raspberrypi systemd[1]: Started Softether VPN Server Service. # 自動起動設定 $ sudo systemctl enable softether-vpn |
VPNサーバの設定
そちらを使っても良いのでは？
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# 設定コマンドを起動 $ sudo ./vpncmd 1. VPN Server または VPN Bridge の管理 2. VPN Client の管理 3. VPN Tools コマンドの使用 (証明書作成や通信速度測定) 1 - 3 を選択: 1 # 仮想ハブを選択。今回は特に複数のハブを使って〜〜とは考えていないので、デフォルトのものを使ってます。 VPN Server>hub default Hub コマンド - 管理する仮想 HUB の選択 仮想 HUB "DEFAULT" を選択しました。 コマンドは正常に終了しました。 # ユーザの作成 VPN Server/DEFAULT>usercreate UserCreate コマンド - ユーザーの作成 ユーザー名: hoge 参加するグループ名: ユーザーの本名: ユーザーの説明: コマンドは正常に終了しました。 # ユーザのパスワードの設定 VPN Server/DEFAULT>userpasswordset UserPasswordSet コマンド - ユーザーの認証方法をパスワード認証に設定しパスワードを設定 ユーザー名: hoge パスワードを入力してください。キャンセルするには Ctrl+D キーを押してください。 パスワード: ******** 確認入力 : ******** コマンドは正常に終了しました。 # L2TPの設定 VPN Server/DEFAULT>ipsecenable IPsecEnable コマンド - IPsec VPN サーバー機能の有効化 / 無効化 L2TP over IPsec サーバー機能を有効 (yes / no): yes Raw L2TP サーバー機能を有効 (yes / no): no EtherIP / L2TPv3 over IPsec サーバー機能を有効 (yes / no): no IPsec 事前共有鍵の文字列 (9 文字以下を推奨): hogehoge VPN 接続時に仮想 HUB 名が省略された場合のデフォルト仮想 HUB 名: default コマンドは正常に終了しました。 # 何のコマンドが良くわからないけど、とりあえず入れておく VPN Server/DEFAULT>securenatenable SecureNatEnable コマンド - 仮想 NAT および DHCP サーバー機能 (SecureNAT 機能) の有効化 コマンドは正常に終了しました。 |
ルーターのポート開放設定
詳しくは書きませんが、WAN側からルーターにアクセスしてVPNを貼るためには、ポート開放、ポートフォワーディングをしてあげる必要があります。メーカーによって呼び方は様々ですが、要はWAN側からのアクセスをポート指定でLAN側のラズパイに投げてあげないと、VPNが貼れません。
L2TPの場合、以下のポートを開放してあげる必要があります。
esp プロトコル（プロトコル番号 50）
isakmp/UDP（ポート番号 500）
ipsec-nat-t/UDP（ポート番号 4500）
l2tp/UDP（ポート番号 1701）
DDNSの設定
これもかなり重要な設定です。DNSとはと言う一般論のネットワーク話になるので、細かくは割愛しますが、、、基本的にフレッツ光とか、一般的なISPは固定グローバルIPなんてくれません。勿論お金を追加で払えばやってくれるとは思いますが、そうでなければ基本的には、グローバルIPがコロコロ変わります。
IP更新期間については、MyDNSが８日間IP通知がない場合にサーバから警告が出てしまうので、このシェルでは７日間（約1000回）のタイミングで強制的にIP通知するようにシェルを改版しています。
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# シェルフォルダを作成 $ mkdir -p /opt/scripts/mydns |
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# シェルの作成 $ vim /opt/scripts/update_mydns_ip.sh #!/bin/sh #Id password ID=mydns494862 PASSWORD=yuAj6Dt37fG #変数定義 HTTP="http://" IPV6=${HTTP}${ID}:${PASSWORD}@ipv6.mydns.jp/login.html IPV4=${HTTP}${ID}:${PASSWORD}@ipv4.mydns.jp/login.html SCRIPT_DIR=/opt/scripts/mydns IP_FILE=$SCRIPT_DIR/CURRENT_IP.txt DATE_FILE=$SCRIPT_DIR/DATE.txt #未更新期間の記録 CURRENT_IP="0.0.0.0" NEW_IP="0.0.0.0" DATE=0 UPDATE_LOG=$SCRIPT_DIR/UPDATE.log #前回のIP if [ -f $IP_FILE ] ; then CURRENT_IP=`cat $IP_FILE` fi #今回のIP # curl ifconfig.co # curl inet-ip.info NEW_IP=`curl inet-ip.info` #未更新期間の取得 if [ -f $DATE_FILE ] ; then DATE=`cat $DATE_FILE` fi if [ $CURRENT_IP = $NEW_IP ] ; then #未更新期間が7日以上であれば、強制的にIP通知 if [ $DATE -ge 1000] ; then wget -q -O $SCRIPT_DIR/`date +%Y%m%d_%H%M%S`_ipv6.txt $IPV6 if [ $? = 0 ] ; then sleep 3; wget -q -O $SCRIPT_DIR/`date +%Y%m%d_%H%M%S`_ipv4.txt $IPV4 if [ $? = 0 ] ; then #更新 echo $NEW_IP > $IP_FILE echo 0 > $DATE_FILE echo [`date +%Y%m%d_%H%M%S`] update $CURRENT_IP to $NEW_IP >> $UPDATE_LOG fi fi else #未更新期間を1つ追加 echo $((DATE += 1)) > $DATE_FILE fi #IPが違うのであれば、更新 else wget -q -O $SCRIPT_DIR/`date +%Y%m%d_%H%M%S`_ipv6.txt $IPV6 if [ $? = 0 ] ; then sleep 3; wget -q -O $SCRIPT_DIR/`date +%Y%m%d_%H%M%S`_ipv4.txt $IPV4 if [ $? = 0 ] ; then #更新 echo $NEW_IP > $IP_FILE echo 0 > $DATE_FILE echo [`date +%Y%m%d_%H%M%S`] update $CURRENT_IP to $NEW_IP >> $UPDATE_LOG fi fi fi |
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# 実行権限の付与 $ chmod +x /opt/scripts/update_mydns_ip.sh # crontabに記述 $ crontab -e 0,10,20,30,40,50 * * * * /opt/scripts/update_mydns_ip.sh 2>> /var/log/mydns_error.log |
Firewallの設定
通常Debianだと、iptablesとかを使うらしいんですが、ワタシは仕事でCentOSの方が良く使っているので、firewalldを使うことにしました。こっちの方が馴染みがあるので・・・
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# firewalldのインストール、自動起動化 $ sudo apt-get install firewalld $ sudo systemctl enable firewalld # ポート開放の設定 $ sudo firewall-cmd --add-service=https --zone=public –-permanent $ sudo firewall-cmd --add-port=50/udp --zone=public –-permanent $ sudo firewall-cmd --add-port=500/udp --zone=public –-permanent $ sudo firewall-cmd --add-port=4500/udp --zone=public –-permanent $ sudo firewall-cmd --add-port=1701/udp --zone=public –-permanent # 接続インターフェイス名の確認 $ ifconfig # 確認したインターフェイスをFirewallに紐付ける $ sudo firewall-cmd --zone=public --change-interface=wlan0 success # リロードさせて確認 $ sudo firewall-cmd --reload success $ sudo firewall-cmd --list-all public (active) target: default icmp-block-inversion: no interfaces: wlan0 sources: services: ssh dhcpv6-client https ports: 50/udp 500/udp 4500/udp 1701/udp protocols: masquerade: no forward-ports: source-ports: icmp-blocks: rich rules: |
最後の確認
最後にVPNクライアント側から接続を確認します。Windows/Mac/iPhoneそれぞれの設定があると思いますが、基本的には全部一緒です。
https://www.cup.com/staticip/manual/win10_l2tp.html
