Tailscale配合Headscale组网

Tailscale 简介

Tailscale 是一项服务，可让您在世界任何地方安全、轻松地访问您拥有的设备和应用程序。它使用开源WireGuard协议启用加密的点对点连接，这意味着只有您的私有网络上的设备才能相互通信。

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Tailscale 建立在安全的网络结构之上，与传统方法相比，提供速度、稳定性和简单性。Tailscale 快速可靠，与通过中央网关服务器传输所有网络流量的传统方案不同，Tailscale 创建了一个点对点网状网络（称为 tailnet）。

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Tailscale 两种使用方式：

下载官方客户端，连接官方免费控制服务器，使用简单，但由于服务器在国外有一定网络延迟；
基于开源headscale自建控制服务器，连接速度较快。

官网：https://tailscale.com/

Headscale 简介

Tailscale 的控制服务器是不开源的，而且对免费用户有诸多限制，目前有一款开源的实现叫 Headscale，Headscale 由欧洲航天局的 Juan Font 使用 Go 语言开发，在 BSD 许可下发布，实现了 Tailscale 控制服务器的所有主要功能，可以部署在企业内部，没有任何设备数量的限制，且所有的网络流量都由自己控制，Headscale是Tailscale 控制服务器的开源、自托管实现。
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项目地址：https://github.com/juanfont/headscale

安装 headscale

参考：https://github.com/juanfont/headscale/blob/main/docs/running-headscale-container.md

前提条件：准备一台具有公网IP地址的Linux服务器，例如公有云的云主机。

创建相关目录，用于保存headscale配置和SQLite数据库：

mkdir -p /data/headscale/config
cd /data/headscale

在 headscale 目录中创建一个空的 SQlite 数据库：

touch ./config/db.sqlite

从headscale 存储库下载示例配置的副本（强烈推荐）。

wget -O ./config/config.yaml https://raw.githubusercontent.com/juanfont/headscale/main/config-example.yaml

修改配置文件，其中your-host-name 需要设置为服务器公网IP地址：

server_url: <http://your-host-name:8080>
metrics_listen_addr: 0.0.0.0:9090
private_key_path: /etc/headscale/private.key
db_path: /etc/headscale/db.sqlite

在主机 headscale 目录中工作时启动 headscale 服务器：

docker run -d --name headscale \
  --restart always \
  -v /data/headscale/config:/etc/headscale/ \
  -p 8080:8080 \
  -p 9090:9090 \
  headscale/headscale:0.15-alpine headscale serve

验证正在运行的容器：

root@ubuntu-vm:~# docker ps
CONTAINER ID   IMAGE                             COMMAND             CREATED        STATUS        PORTS                                                                                  NAMES
d1d9cd29c469   headscale/headscale:0.15-alpine   "headscale serve"   8 weeks ago    Up 5 hours    0.0.0.0:8080->8080/tcp, :::8080->8080/tcp, 0.0.0.0:9090->9090/tcp, :::9090->9090/tcp   headscale

验证headscale是否可用：

root@ubuntu-vm:~# curl http://127.0.0.1:9090/metrics
# HELP gin_request_duration_seconds The HTTP request latencies in seconds.
# TYPE gin_request_duration_seconds summary
gin_request_duration_seconds_sum 0
gin_request_duration_seconds_count 0
# HELP gin_request_size_bytes The HTTP request sizes in bytes.
# TYPE gin_request_size_bytes summary
gin_request_size_bytes_sum 0
gin_request_size_bytes_count 0
# HELP gin_response_size_bytes The HTTP response sizes in bytes.
# TYPE gin_response_size_bytes summary
.....

创建一个命名空间：

docker exec headscale \
  headscale namespaces create myfirstnamespace

生成认证key

docker exec headscale \
  headscale --namespace myfirstnamespace preauthkeys create --reusable --expiration 24h

查看生成的authkey

root@ubuntu-vm:~/.config/clash# docker exec headscale \
>   headscale --namespace myfirstnamespace preauthkeys create --reusable --expiration 24h
fc42723daaxxxxxxxxxxxxxx00d69ddbad3d5afd0bd5

Windows客户端注册

以这台windows客户端位于家里网络为例。

1、下载官方tailscale客户端并安装：https://tailscale.com/download/

2、访问headscale控制端http://<headscale-ip>:8080，点击下载安装Windows registry file注册表文件。

在这里插入图片描述

3、客户端开启路由转发功能

搜索框输入regedit，打开注册表编辑器，在注册表编辑器中将参数IPEnableRouter的值从0修改为1，然后关闭注册表编辑器并重新启动系统。

HKEY_LOCAL_MACHINE\SYSTEM\CurrentControlSet\Services\Tcpip\Parameters

4、注册客户端到headscale控制服务器

打开 windows CMD命令行界面，执行以下命令

tailscale up --accept-dns=false --accept-routes --advertise-routes=192.168.10.0/24 --login-server=http://<headscale-ip>:8080 --authkey fc42723daad8a30xxxxxxx9ddbad3d5afd0bd5

参数说明：

–advertise-routes 将本地子网也发布到headscale网络，这样无需所有设备都安装tailscale客户端就能接入tailscale点对点网络
–login-server headscale控制服务器的公网IP地址
–authkey 上一步生成的authkey

5、headscale控制端确认客户端节点已注册并处于在线状态，并且headscale为每个客户端额外分配了一个IP地址100.64.0.5 ，也可以使用该IP地址直接访问客户端所在机器

root@ubuntu-vm:~# docker exec -it headscale headscale nodes list
ID | Name        | NodeKey | Namespace        | IP addresses                  | Ephemeral | Last seen           | Online  | Expired
7  | windows11   | [dJBsL] | myfirstnamespace | fd7a:115c:a1e0::5, 100.64.0.5 | false     | 2022-08-27 03:04:03 | online  | no

如果需要删除客户端执行以下命令

root@ubuntu-vm:~# docker exec -it headscale sh
/ # headscale nodes delete -i 7

6、默认客户端发布的子网并未启用，需要在headscale控制端启用发布的子网，查看客户端发布的subnet

root@ubuntu-vm:~# docker exec -it headscale sh
/ # headscale nodes routes list -i 7
Route           | Enabled
192.168.10.0/24 | false

执行以下命令启用发布的子网

/ # headscale nodes routes enable -i 7 -r 192.168.10.0/24
Route           | Enabled
192.168.10.0/24 | true

Linux客户端注册

以这台Linux客户端位于阿里云VPC网络为例。

1、使用容器安装tailscale客户端

docker run -d --name tailscaled \
  --restart always \
  -v /var/lib:/var/lib \
  -v /dev/net/tun:/dev/net/tun \
  -v /lib/modules:/lib/modules \
  --network=host --privileged=true \
  tailscale/tailscale tailscaled

2、开启路由转发

echo 'net.ipv4.ip_forward = 1' | tee /etc/sysctl.d/ipforwarding.conf
echo 'net.ipv6.conf.all.forwarding = 1' | tee -a /etc/sysctl.d/ipforwarding.conf
sysctl -p /etc/sysctl.d/ipforwarding.conf

3、注册客户端到headscale

docker exec -it tailscaled \
tailscale up --accept-dns=false --accept-routes --advertise-routes=10.0.10.0/24 --login-server=http://<headscale-ip>:8080 --authkey fc42723daad8xxxxxxxxxxxxxx69ddbad3d5afd0bd5

4、同样在headscale控制端启用发布的子网

测试网络连接

基于以上方式，可以接入任意网络中的任意节点到headscale点对点网络，tailscale网络无视防火墙和NAT设备，安装了tailscale客户端并完成注册的节点之间私网IP直接能够互通。如果发布了本地网络的子网，子网中的任意设备无需全部安装headscale客户端也具有同样效果。

上面注册了一台windows客户端和一台linux客户端，假设windows客户端是一台位于公司网络的办公主机，或者是一台位于家里宽带网络的笔记本电脑，linux客户端是阿里云上VPC中的一台云服务器，下图是最终实现的组网效果。

图中的任意设备和节点之间可以直接通过私有IP地址互相访问和通信，例如你可以在家里访问公司服务器，在公司访问家里个人NAS存储，在公司访问阿里云上的ECS开发测试服务器。
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