發佈於 作者: Johnny

[Linux 架站] Wireguard VPN 設定教學

Wireguard 是由 Jason A. Donenfeld 開發的，
基於 UDP 協定的 VPN (Virtual private network) 程式，
有著比 IPsec 與 OpenVPN 更高的效能，
但設定上有一些些小複雜，這篇教學就來釋疑關於 Wireguard 詳細伺服器與用戶端的設定。

安裝 (以下是 Ubuntu 的指令)

sudo apt install wireguard

這裡有各式系統版本安裝指令：https://www.wireguard.com/install/

建立伺服器 (Server) 金鑰

建立伺服器 (Server) 金鑰，
金鑰是非對稱式加密的金鑰，有公鑰與私鑰各一對，
產生金鑰很簡單，用一行指令完成： 

$ wg genkey | tee server_privateKey | wg pubkey > server_publicKey

就會產生二個檔案：

  • server_privateKey 伺服器私鑰
  • server_publicKey 伺服器公鑰

先留著備用。

建立用戶端 (Client) 的金鑰

建立用戶端 (Client) 的金鑰，指令相同：

$ wg genkey | tee client1_privateKey | wg pubkey > client1_publicKey

就會產生二個檔案：

  • client1_privateKey 用戶01私鑰
  • client1_publicKey 用戶01公鑰

留著備用。

建立共享密鑰 (PresharedKey) (非必要)

這選項非必要，如果你需要加強防護，可以再建立這個 共享密鑰 (PresharedKey) 來加強防護。
這個金鑰只需要產生 一個 就好。伺服器、用戶端 通通都是設定這一把。
如果要加共享密鑰，就通通都加，如果不加就通通不加。

wg genpsk > psk

留著備用。

設定值

接下來就是讓人有點混亂的地方了，撰寫設定檔。
以下分成三個部分，伺服器設定檔、 Client01 設定檔、 Client02 設定檔 來分別介紹。

伺服器 (Server) 設定檔

我們可以用 vi 來修改設定檔

$ vi /etc/wireguard/wg0.conf

有可能沒有這個資料夾，有可能沒有這個檔案，請自行建立。

大致會填入：

  1. 伺服器私鑰 Server PrivateKey
  2. 伺服器配發 IP 地址（假設為：192.168.100.1/24）
  3. 連接埠 (Port) （假設為：51820）
  4. 所有用戶的設定
    1. 該用戶配發的 IP 位址 (需事先指定好)
    2. 該用戶的公鑰 (PublicKey)

大致範例如下：

[Interface]
Address = 192.168.100.1/24
PrivateKey = IDnOe........(伺服器私鑰 Server PrivateKey)........xNFM=
MTU = 1500
ListenPort = 51820
PostUp = iptables -A FORWARD -i wg0 -j ACCEPT && iptables -A FORWARD -o wg0 -j ACCEPT && iptables -t nat -A POSTROUTING -o ens4 -j MASQUERADE
PostDown = iptables -D FORWARD -i wg0 -j ACCEPT && iptables -D FORWARD -o wg0 -j ACCEPT && iptables -t nat -D POSTROUTING -o ens4 -j MASQUERADE

# Client01
[Peer]
AllowedIPs = 192.168.100.2/32
PublicKey = p58AA........(用戶01公鑰 Client01 PublicKey)........cK8AY=

# Client02
[Peer]
AllowedIPs = 192.168.100.3/32
PublicKey = JM5oVD........(用戶02公鑰 Client02 PublicKey)........Axjyc=

分成 [Interface] 段落與 [Peer] 段落

伺服器 (Server) 的 [Interface] 段落

伺服器的 [Interface] 段落，存放伺服器的設定

  • Address：為 VPN 內網的 IP 位址
    （範例是 IP 是 192.168.100.1，子網路遮罩 24 意思為 255.255.255.0）
  • PrivateKey：這邊填入剛剛產生的伺服器私鑰
  • MTU：為 Maximum Transmission Unit (最大傳輸單元)
    意指設定最大封包大小（這個值可不設定）
  • ListenPort：聆聽的連接埠 (Port)
  • PostUp：當 VPN 服務啟動時要連帶執行的指令
  • PostDown：恰巧跟前者相反，當 VPN 服務停止時要連帶執行的指令

伺服器 (Server) 的 [Peer] 段落

伺服器的 [Peer] 段落，是存放 能連進來的用戶 列表
有幾個用戶就設定幾段 [Peer] 段落
上面例子是設定二個能連進來的用戶
（Server 的 Peer 定義跟 Client 定義不一樣，要注意）

  • PublicKey：這邊填入用戶的公鑰
  • PresharedKey：填入產生共享密鑰之 psk 檔內容（該選項非必要）
  • AllowedIPs：設定該用戶連進來配發的 IP 位址，每個人都必須唯一值，不可重複

用戶一號 Client01 設定檔

以下列出 Client 設定檔，可以參酌修改。
需要填入：

  1. 用戶01私鑰 Client01 PrivateKey
  2. 伺服器公鑰 Server PublicKey
  3. 配發用戶01的 IP (假設為：192.168.100.2/24)
  4. 伺服器位址 (假設為：vpn.example.com:51820)
  5. 共享密鑰 (如果有的話，本範例沒有)
[Interface]
PrivateKey = AOAHHE........(用戶01私鑰 Client01 PrivateKey)........7RDE0=
Address = 192.168.100.2/24
DNS = 1.1.1.1

[Peer]
PublicKey = RNrgG........(伺服器公鑰 Server PublicKey)........EpJ0A=
AllowedIPs = 192.168.1.0/24
Endpoint = vpn.example.com:51820
PersistentKeepalive = 30

用戶二號 Client02 設定檔

跟 Client01 差不多，只是有小小的不同，故列出來給大家參考。
需要填入：

  1. 用戶02私鑰 Client02 PrivateKey
  2. 伺服器公鑰 Server PublicKey
  3. 配發用戶02的 IP (假設為：192.168.100.3/24)
  4. 伺服器位址 (假設為：vpn.example.com:51820)
  5. 共享密鑰 (如果有的話，本範例沒有)
[Interface]
PrivateKey = eWEo5G........(用戶02私鑰 Client02 PrivateKey)........0RBQc=
Address = 192.168.100.3/24
DNS = 1.1.1.1

[Peer]
PublicKey = RNrgG........(伺服器公鑰 Server PublicKey)........EpJ0A=
AllowedIPs = 192.168.1.0/24
Endpoint = vpn.example.com:51820
PersistentKeepalive = 30

二個用戶基本上大同小異，一併這邊做一個說明

用戶端 (Client) 的 [Interface] 段落

  • PrivateKey：這邊填入該用戶的私鑰
  • Address：填入與伺服器設定相同配發 IP 位址，一定要跟伺服器寫的一致
  • DNS：給定指定的 DNS Server （範例為：1.1.1.1 也可以用 8.8.8.8 或者別的 DNS）

用戶端 (Client) 的 [Peer] 段落

這邊定義了伺服器的連線資訊
（Server 的 Peer 定義跟 Client 定義不一樣，要注意）

  • PublicKey：填入伺服器的公鑰
  • PresharedKey：填入產生共享密鑰之 psk 檔內容（該選項非必要）
  • AllowedIPs：這邊設定比較特別，設定 哪些網段的流量會流向 VPN
    如果設定 0.0.0.0/0 的話，意指所有對外連線都會流向 VPN（如果要透過跳板機來上網就可以如此設定）。
    你可以設定特定的網段，例如伺服器群所在的網段，意指如果有連接伺服器群才會流向 VPN，否則直接對外，直接直連 Internet 而不透過 VPN。
  • Endpoint：連線到伺服器的位址（可以用網址，也可以用 IP）
  • PersistentKeepalive：保持連線的設定，範例設定 30 意指 30 秒會檢查一次連線。

啟動 Wireguard 伺服器

$ wg-quick up wg0

這樣可以把這個 VPN 伺服器啟動，你會發現多一個網路介面，名字就是我們命名的 wg0。

可以用以下指令列出網路介面

$ ip a

啟動 Wireguard 用戶端 (Client) ，連線至伺服器

$ wg-quick up client1

然後測試

$ curl ipinfo.io/ip

看看 IP 有沒有變化？（如果全部對外流量都流進 VPN 的話，理論上 Public IP 位址一定會不一樣。）
或者 ping 看看你的伺服器群

（在 ping 沒有關的時候），測試看看有沒有正常回應 ping

Troubleshooting 疑難排解

設定 VPN 最難的就是除錯了。列出一些我遇到的問題。最多的情況就是連不上，
但連不上分成很多種情況，小弟這邊列出來可以一一檢查。

可以觀察

  • Data received
  • Data sent
  • Lastest handshake

這幾個值還有 Log

問題：做不了 Handshake

如果 Data received 少的很可憐，Log 顯示沒有做到一次 Handshake，很有可能是被擋了。
請檢查防火牆 (Firewall) 有沒有開對應的 Port。
尤其是雲端主機（Amazon, GCP…等），他們後台有自帶一個防火牆，直接從他的後台做設定。

用戶端請檢查連線資訊是否有錯？欲連接的 IP 位址、連接埠 (Port) 是否有錯？
測試一下 DNS，是不是存粹 DNS 無法正確解析？
而或者你的 Nameserver 的 A 紀錄根本就是設錯的？

用 ping 跟 nslookup 查證。

問題：Handshake 有成功，但網路整個連不上

要檢查 Wireguard 伺服器 (Server) 設定的 PostUp 跟 PostDown 裡面的指令有沒有問題。
裡面有寫了二個介面 wg0 跟 ens4

  • wg0：是 Wireguard 啟動時，會自動產生的介面名稱，這個 需跟你的檔名一致 。
  • ens4：是對外的介面名稱 (Interface)，也有可能是 eth0 或者別的名字。

用戶端 [Peer] 段落的 AllowedIPs 是不是設定了 0.0.0.0/0 ？
意指所有對外連線都會流向 VPN，如果設定上去整個網路貌似斷線就是這個緣故。

伺服器端 (Server) 的 net.ipv4.ip_forward 與 net.ipv6.conf.all.forwarding 有沒有正確打開？
因為 Wireguard 伺服器設定的 PostUp 跟 PostDown 裡面有設定 FORWARD 必須打開。

問題：Handshake 有成功，但 ping 不到伺服器

如果是設定 VPN 來存取伺服器群的話，
可以測試連上 VPN 後，使用伺服器的 私人 IP (Private IP) 能不能正確 ping 到？
如果不行，請檢查用戶端 [Peer] 段落的 AllowedIPs 網段是不是設錯？
尤其是 子網路遮罩 (Subnet mask) 是不是有算對？

如果是 Class B 的 私人 IP
就不會是常見的 /24 (255.255.255.0)
而會是 /20 (255.255.240.0)

看你伺服器群的網路怎麼設計。

重點整理

最後統合幾個設定重點：

  • 整套系統採非對稱式加密，會產生公鑰私鑰一對金鑰，
    用公鑰加密、私鑰可解密
    故需要二對金鑰
  • 所有的用戶端 (Client) 需要預先指定好分配的 IP 位址
  • 伺服器 (Server)：填入伺服器自身的私鑰，與所有用戶端 (Client) 公鑰
  • 用戶端 (Client)：填入伺服器公鑰與自身的私鑰
  • 記得查看 Log 來除錯 (debug) 並檢查設定檔問題

以上幾點供參考，祝設定順利。😊

很複雜？來，這有工具XD

很後來亂逛才看到的，直接幫你生好
https://www.wireguardconfig.com/

參考資料

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