ZeroTier实现内网穿透、异地组网

背景

公司有几台内网服务器没有公网IP地址，只能在公司局域网内访问，多有不便。通过工具实现内网穿透后，内网服务器上的一些服务如gitlab、jira、Jenkins甚至是SSH就可以实现异地访问。目前较为流行的内网穿透工具有frp、ngrok、zerotier、花生壳等。这两天简单研究了一下zerotier，所以本篇文章主要介绍zerotier。

ZeroTier简介

项目地址：https://github.com/zerotier/ZeroTierOne

ZeroTier是一款利用 UDP 打洞来实现内网穿透的工具，相比其他工具成功率更高、部署更简单。其基本工作原理是组建一个虚拟局域网，各个设备（NAS、Linux、Windows、Mac、iOS、Android）安装了客户端、加入到这个虚拟局域网后，就会自动分配一个IP，从而实现局域网内各个设备及服务的相互访问。

zerotier的一些专有名词：

• PLANET 行星服务器，Zerotier 官方根服务器，在国外。免费版最大支持25个设备连接。
• MOON 卫星服务器，私有根服务器，可以利用带有公网IP的云服务器自己搭建，起到代理加速的作用
• LEAF 网络客户端，连接到根服务器的网络节点，如上述提到的NAS、群晖、Linux、Windows等

使用PLANET 行星服务器

通过Zerotier官方根服务器建立虚拟局域网，优点是在没有自带公网IP的云服务器的情况下也可以异地组网，部署简单快捷，全地球都可以访问；缺点是：① 免费版允许连接的设备有限，最大25台，不过个人或小团队使用的话也够用了；② 数据不安全，毕竟是外国的服务器，一般没什么重要数据的情况下可以使用；③ 受网络波动影响，用网高峰期可能连接不稳定；

一、注册ZeroTier服务

1.注册账号

访问https://my.zerotier.com/network，注册账号，注册后登录。

2.创建网络

注册后登录到主页，会有一个“Create A Network”的黄色按钮，点击即可创建一个网络，一切保持默认即可。

创建完成后，主页会显示这个网络，记住这个16位的NETWORK ID，后面会用到。

二、客户端加入网络

1.内网服务器安装客户端

因为主要就是想内网穿透访到这几台内网服务器，所以这几台服务器都要安装zerotier客户端。zerotier有两种安装方式，一种是最原始方式的编译安装，一种是通过脚本自动安装。下面分别介绍一下这两种方式：

方式一：脚本安装

首次安装的话，推荐这种方式，简单快捷，只要执行以下命令一键安装即可。安装完成后会自动在/var/lib/zerotier-one/下生成相关文件及目录

curl -s https://install.zerotier.com | sudo bash  # Linux系统

其他操作系统：下载地址：https://www.zerotier.com/download/

方式二：编译安装

① 下载源码包

这种方式稍微有点繁琐，需要安装一些依赖，比如：gcc、cargo。主要适用于zerotier无法加入网络，想卸载重装但卸载不干净的情况。首次安装推荐使用方式一。

可以先通过Windows下载到本地然后通过SSH工具上传到服务器，再解压。当然如果服务器已经安装git工具就更方便了，可以通过git命令一键克隆源码：

git clone https://github.com/zerotier/ZeroTierOne.git

文件夹内会显示如下文件：

② 编译

进入ZeroTierOne，执行make命令即可

make

执行make时可能会遇到报错“g: error: unrecognized command line option ‘-std=c++17’”，是因为编译器不支持c++17，需要升级GCC。

CentOS默认安装的GCC是4.8.5的版本，可以通过如下方式升级g++，推荐7.3版本。

yum install gcc 
gcc -v 
yum -y install centos-release-scl  
# 升级到9.1版本 
yum -y install devtoolset-9-gcc devtoolset-9-gcc-c++ devtoolset-9-binutils 
scl enable devtoolset-9 bash

注意：部分软件的编译，9.3.1的高版本可能编译不过，可以将上述命令中的9改为8或7就可以安装激活8.x.x或7.x.x版本的gcc了

# 如果是想升级到7.3版本，则使用如下命令
yum -y install devtoolset-7-gcc devtoolset-7-gcc-c++ devtoolset-7-binutils 
scl enable devtoolset-7 bash

安装完gcc 7后，再次执行make命令，可能还会报错“/bin/sh: cargo: command not found”

zerotier的编译依赖cargo，安装cargo：

yum install -y cargo

再次执行make即可编译通过：

③ 启动zerotier-one

./zerotier-one -d

启动后，会自动绑定9993端口，查看9993端口被绑定，即表示启动成功：

④ 给zerotier-cli创建软链接

此种安装方式安装后，zerotier-cli只保存在ZeroTierOne目录中，系统中没有zerotier-cli这个命令，在后续使用zerotier-cli命令查看网络情况时，需要一直在ZeroTierOne文件夹下通过./zerotier-cli的方式执行，多有不便。所以，可以通过创建软链接或是将zerotier-cli文件复制到/usr/local/bin目录下的方式，在全局使用zerotier-cli命令。以下为zerotier-cli创建软链接：

chmod +x zerotier-cli  # 增加执行权限
ln -s /var/lib/ZeroTierOne/zerotier-cli /usr/local/bin/zerotier-cli

注意：创建软链接时，不能使用相对路径，要使用绝对路径，否则在使用zerotier-cli命令时，会报错“bash: /usr/local/bin/zerotier-cli: Too many levels of symbolic links”

2.客户端加入创建的网络

客户端分别加入网络，想穿透哪台，哪台就加入。

zerotier-cli join 830xxxxx9c49  # 上面第一步创建网络生成的16位ID
zerotier-cli status  # 查看网络状态

客户端加入后，zerotier的Web管理页面就能看到该网络，勾选该网络，表示同意客户端接入

勾选后，管理端会随机分配一个IP地址给这台客户端，同时也可以自定义一个IP地址。例如我加入了多台内网服务器，并自定义了IP地址和名称：

3.客户端查看本地服务器网络情况

zerotier-cli listnetworks
# 如果连接成功，并且管理页面中勾选此客户端，则会返回以下内容
200 listnetworks <nwid> <name> <mac> <status> <type> <dev> <ZT assigned ips>
200 listnetworks 830xxxxxxxx49 high_wozniak 4a:ce:1d:66:95:9b OK PRIVATE ztqu3hhgt3 10.147.18.122/24

zerotier-cli客户端服务器加入网络后，相当于在本地虚拟了一块网卡，网卡地址就是虚拟局域网分配给这台客户端的地址：

4.测试连通性

例如有两台服务器都安装了客户端，并且都加入了上面创建的网络，客户端A地址是10.147.18.122，客户端B的地址是10.147.18.211，则可以在客户端A所在的服务器上ping客户端B，测试两台机器有没有互通。

ping 10.147.18.211  # ping同一虚拟网络下的其他客户端

网络延迟不到1ms，挺好的。

5.异地电脑安装客户端

就像开篇提到的，我的需求是想在家中也可以访问公司的内网服务器上的服务，那么我在家中的电脑也需要安装zerotier客户端，并加入到zerotier网络。这也是这个工具比较麻烦的地方。以我个人电脑为例，我的是Mac电脑（Windows步骤差不多），连接的是手机热点。

在官网下载、双击安装即可，中间 有什么权限请求的，允许就行了。

安装完成后，打开zerotier，电脑顶部会有个zerotier的图标，选择加入新网络，输入上面生成的网络ID，加入。

6.访问其他客户端上的服务

比如有的服务器上安装了Jira、有的安装了Gitlab，输入zerotier分配该客户端（内网服务器）的虚拟局域网地址，并带上端口号，即可访问。

访问Jira

访问Gitlab

访问Jenkins

访问mayfly

mayfly是一款不错的开源一站式服务器、数据库管理工具，内网穿透到这台服务器后，通过mayfly工具，就相当可以随时随地在网页端、访问其管理的各个内网服务器终端。

例如：连接到jira服务器中端：

搭建MOON中转服务器

鉴于上述提到的zerotier官方行星服务器速度不稳定、数据不安全的弊端，有条件的比如有云服务器的可以自建moon卫星服务器，用于中转加速。我试了一下，感觉没什么区别，速度并没提升多少，可能是我还没有理解到moon的精髓，亦或是姿势不对，所以不过多发表意见，以下只提供教程：

一、安装配置zerotier

1.下载zerotier

自建卫星服务器，同样需要安装zerotier，安装方式同客户端安装一致，唯一区别是在云服务器上安装。

curl -s https://install.zerotier.com | sudo bash  # Linux系统

2.生成认证配置文件

进入云服务器的zerotier-one文件夹，生成认证配置文件

cd /var/lib/zerotier-one/
zerotier-idtool initmoon identity.public > moon.json

如下图所示，执行上述命令后会生成一个moon.json的配置文件

3.编辑配置文件，添加公网ip

编辑moon.json，添加云服务器的公网ip

"stableEndpoints": ["180.76.xxx.xxx/9993"]

其中，180.76.xxx.xxx为云服务器的公网ip，9993为zerotier默认端口（注：云服务器安全组中需开放9993端口，否则客户端连接不上moon）

4.生成签名文件

zerotier-idtool genmoon moon.json
# 执行通过后会给出下面的提示，并生成一个.moon结尾的文件
# wrote 0000006a449297b4.moon (signed world with timestamp 1665386844310)

5.将moon节点加入网络

在/var/lib/zerotier-one/目录下新建一个moons.d的目录，并将生成的.moon结尾的文件移动到此目录下。

mkdir moons.d
mv 0000006a449297b4.moon moons.d/

6.重启中转服务器的zerotier-one

systemctl restart zerotier-one  # 重启zerotier-one服务

二、客户端加入moon

1.复制.moon文件到各个客户端

客户端（内网服务器）的/var/lib/zerotier-one/目录下也新建一个moons.d的目录，并将moon节点的.moon文件复制到此目录下。随后重启zerotier-one服务。

systemctl restart zerotier-one  # 重启zerotier-one服务

2.查看是否建立连接

zerotier-cli listpeers  # 查看是否建立连接

如果出现moon节点的IP地址，并且结尾显示MOON，则表示内网服务器客户端已加入moon。

我看了网上很多教程，moon的搭建过程、客户端接入到此就结束了，就没有然后了.......我没觉得有什么不同。因为我尝试过在自建卫星服务器后，把行星服务器上的各个客户端接入都删除，理论上此时应该会自动转到moon作为根服务器，但是此时的moon并没有承担起管理网络、根服务器的职能，无法查看各个客户端的IP地址，各个客户端也就无法相互访问.......很多人提到的中转加速我也没感受到速度有什么变化。也可能是我研究的不够深入，还有什么地方没设置好的缘故，回头再研究研究这个moon。总之只要不删除行星服务器上的各个客户端接入，各个客户端就能正常访问。

附：卸载zerotier

yum remove zerotier-one -y
rm -rf /var/lib/zerotier-one/

本文部分内容参考以下文章：

https://post.smzdm.com/p/a3067ond/

https://www.cnblogs.com/shizhe99/p/14620020.html