之前入手了树莓派5，折腾一段时间后，环境算是搭好了。

但是又不想随身携带，我刚好有个公网IP，想着通过公网访问。于是就用到了内网穿透。

清明节三天爆肝，断断续续总共耗费一周。简单测试，性能还行。

一、TCP内网穿透

1.1 起因

使用fatedier/frp的过程中，不管在Windows还是Linux，都被扫出病毒了。而且这还是Golang自身的问题，参考Why does my virus-scanning software think my Go distribution or compiled binary is infected? 。

这个内网穿透本身也没多难，因此自己用Java手撕一套内网穿透工具，还是很有必要的。

1.2 原理

原理很简单，一张时序图以蔽之。

1.3 使用示例

创建一个Java项目，JDK使用8及以上，引入依赖

<dependency>
    <groupId>top.meethigher</groupId>
    <artifactId>tcp-reverse-proxy</artifactId>
    <version>1.0.3</version>
</dependency>
<dependency>
    <groupId>io.vertx</groupId>
    <artifactId>vertx-core</artifactId>
    <version>4.5.10</version>
</dependency>
<!-- 若不使用http反向代理，可不加此依赖 -->
<dependency>
    <groupId>io.vertx</groupId>
    <artifactId>vertx-web</artifactId>
    <version>4.5.10</version>
</dependency>
<!-- 若不想添加日志，可只添加slf4j-api -->
<dependency>
    <groupId>ch.qos.logback</groupId>
    <artifactId>logback-classic</artifactId>
    <version>1.2.12</version>
</dependency>
<!-- 若不使用TCP内网穿透，可不加此依赖 -->
<dependency>
    <groupId>com.google.protobuf</groupId>
    <artifactId>protobuf-javalite</artifactId>
    <version>4.30.2</version>
</dependency>

假如我有一个内网SSH服务10.0.0.10:22，需要通过192.168.0.200:22穿透出去。并且网络条件受限如下

10.0.0.10可以主动连接192.168.0.200
192.168.0.200无法主动连接10.0.0.10
只要双方建立连接，即可实现双向数据传输

这就需要TCP内网穿透了。假设你内网穿透使用的控制端口为44444。

首先，在192.168.0.200这台机器，使用如下代码启动TunnelServer

ReverseTcpProxyTunnelServer.create(Vertx.vertx())
        .port(44444)
        // 用于用户连接和数据连接的延迟判定，如果网络较差/DNS解析较慢的情况下，建议将该参数调大
        .judgeDelay(2000)
        .start();

在10.0.0.10这台机器，使用如下代码启动TunnelClient

ReverseTcpProxyTunnelClient.create(Vertx.vertx())
        .backendHost("10.0.0.10")
        .backendPort(22)
        .dataProxyName("ssh-proxy")
        .dataProxyHost("192.168.0.200")
        .dataProxyPort(22)
        .connect("192.168.0.200", 44444);

以上的源代码都是开源的

开发工具包：meethigher/tcp-reverse-proxy: 基于Vert.x实现的HTTP反向代理与TCP反向代理、内网穿透
可直接运行的Jar包：Release Release-v3.0.0 · meethigher/http-proxy-boot

1.4 实战

下面放一个我将树莓派用于生产环境时，使用的内网穿透配置Bash脚本。

服务端

cat >/etc/systemd/system/tunnel-server.service<<EOF
[Unit]
Description=tunnel-server
After=network.target

[Service]
Type=simple
ExecStart=/usr/bin/sh -c "java -jar tunnel-server.jar >/dev/null 2>&1"
WorkingDirectory=/usr/local/tunnel-server
[Install]
WantedBy=multi-user.target
EOF

systemctl daemon-reload
systemctl enable tunnel-server
systemctl start tunnel-server

客户端

cat >/etc/systemd/system/tunnel-client.service<<EOF
[Unit]
Description=tunnel-client
After=network.target

[Service]
Type=simple
ExecStart=/usr/bin/sh -c "java -jar tunnel-client.jar >/dev/null 2>&1"
WorkingDirectory=/usr/local/tunnel-client
[Install]
WantedBy=multi-user.target
EOF

systemctl daemon-reload
systemctl enable tunnel-client
systemctl start tunnel-client

由于客户端所在局域网内的IP经常变，因此我添加了一个固定的VIP

cat >/etc/systemd/system/vip.service<<EOF
[Unit]
Description=vip
After=network.target

[Service]
Type=oneshot
ExecStartPre=/usr/bin/sleep 30
ExecStart=/usr/sbin/ip addr add 192.168.1.222/32 dev wlan0
ExecStop=/usr/sbin/ip addr del 192.168.1.222/32 dev wlan0
RemainAfterExit=yes
[Install]
WantedBy=multi-user.target
EOF

以上配置完了，就是再将内网穿透出来的SSH服务，配置为私钥登录。不多赘述。

二、无显示器树莓派5

树莓派入门视频，参考树莓派教程第一课树莓派简介十分钟玩转系列入门篇_哔哩哔哩_bilibili

又额外买了512GB存储，总共花费1007元。

2.1 系统烧录

下载系统镜像，选择环境最全的这个。

我没有显示器，需要采用远程SSH使用。但是遇到了SSH服务器拒绝了密码的情况。通过启用无屏幕 SSH Raspberry Pi - Thinbug进行解决。而在简易版系统上，无法使用该功能。

使用镜像烧录工具下载也可，但是我个人比较喜欢留存离线镜像。

下载镜像烧录工具。

打开镜像烧录工具，选择设备、选择操作系统镜像、选择存储卡。

点击Next，编辑设置。

WIFI国家一定要设置为CN

之后就等待烧录即可。

2.2 远程SSH

我在远程连接树莓派SSH时，遭拒绝了，是因为树莓派OS设置了不允许直接通过root登录。

需要执行如下操作。参考自启用无屏幕 SSH Raspberry Pi - Thinbug

在SD卡内创建ssh文件，内容为空。
在SD卡内创建userconf.txt文件，内容为pi:$6$/4.VdYgDm7RJ0qM1$FwXCeQgDKkqrOU3RIRuDSKpauAbBvP11msq9X58c8Que2l1Dwq3vdJMgiZlQSbEXGaY5esVHGBNbCxKLVNqZW1，表示设置用户pi的密码是raspberry

上面这个密码也可以自己生成，使用命令

1	openssl passwd -6 '你的密码'

搞定之后，将SD卡插入树莓派，获取树莓派在局域网的IP地址，直接通过SSH进行登录。

1	ssh -p 22 pi@192.168.1.113

或者使用图形界面工具，比如XShell

安装neofetch，查看系统信息

1 2	apt -y install neofetch neofetch

2.3 说明

树莓派OS是基于DebianOS。

我平时使用的系统是CentOS（停止维护）或者RockyLinux。

本质都是Linux，注意下使用细节即可。

特性	CentOS	Rocky Linux	Ubuntu	Debian
上游来源	RHEL（Red Hat）	RHEL（Red Hat）	Debian	独立开发
包格式	`.rpm`	`.rpm`	`.deb`	`.deb`
包管理器	`yum`（CentOS 7 及以下） `dnf`（CentOS 8 开始）	`dnf`	`apt`（高级工具） `dpkg`（底层工具）	`apt`（高级工具） `dpkg`（底层工具）

2.4 小技巧

2.4.1 vi中上下左右变成abcd

使用vi编辑文件，输入i进行insert模式，此时按上下左右时，变成了abcd，而不是光标移动。执行如下命令解决。

1	apt -y remove vim-common && apt -y install vim

2.4.2 vi右键无法粘贴

这些新功能，对于我这种老古董来说，用起来太反人类了，因此我切到了neovim。参考Disable vim automatic visual mode on mouse select

1 2	apt remove -y vim apt install -y neovim

2.4.3 neovim切换粘贴模式

Neovim 提供了一个专门用于粘贴内容的模式，可以禁用所有格式自动处理，避免粘贴时出现换行、缩进错乱等问题。

# 开启粘贴模式
:set paste
# 关闭粘贴模式
:set nopaste

2.4.4 root用户终端无色

树莓派中pi用户的终端有颜色，root用户的终端无颜色。简单粗暴，把pi用户的配置复制过来。

1 2	cp ~/.bashrc ~/.bashrc-bak cp /home/pi/.bashrc ~/.bashrc

重连终端即可生效。

2.4.5 中文乱码

执行命令dpkg-reconfigure locales，安装如下内容

en_US.utf8
zh_CN.utf8

之后，查看当前系统安装的语言包，以及当前使用的语言包，并进行设置。

# 查看当前配置
locale
# 查看安装的语言包
locale -a
# 查看配置
cat /etc/default/locale
# 修改默认配置
cat>/etc/default/locale<<EOF
LANG=en_US.UTF-8
LC_ALL=en_US.UTF-8
EOF
# 以上操作，若还不生效，执行如下命令，将修改LANG的文件进行修改
grep -r "LANG=" ~/.bashrc ~/.profile ~/.bash_profile ~/.zshrc /etc/profile /etc/environment

2.4.6 传感器

执行命令，安装传感器工具

1	apt -y install lm-sensors

执行命令sensors，即可查看传感器信息

2.5 apt换国内源

备份原源，并更换国内源

cp /etc/apt/sources.list /etc/apt/sources.list.bak
cat>/etc/apt/sources.list<<EOF
# https://www.debian.org/mirror/list
deb https://mirror.lzu.edu.cn/debian/ bookworm main contrib non-free non-free-firmware
deb https://mirror.nju.edu.cn/debian/ bookworm main contrib non-free non-free-firmware 
deb https://mirrors.163.com/debian/ bookworm main contrib non-free non-free-firmware 
deb https://mirrors.bfsu.edu.cn/debian/ bookworm main contrib non-free non-free-firmware 
deb https://mirrors.jlu.edu.cn/debian/ bookworm main contrib non-free non-free-firmware 
deb https://mirrors.neusoft.edu.cn/debian/ bookworm main contrib non-free non-free-firmware 
deb https://mirrors.tuna.tsinghua.edu.cn/debian/ bookworm main contrib non-free non-free-firmware 
deb https://mirrors.ustc.edu.cn/debian/ bookworm main contrib non-free non-free-firmware 
deb https://mirrors.zju.edu.cn/debian/ bookworm main contrib non-free non-free-firmware
deb http://ftp.cn.debian.org/debian/ bookworm main contrib non-free non-free-firmware
EOF
apt update

2.6 虚拟机管理平台

2.6.1 CPU是否支持虚拟化

输入如下命令，输出结果大于 0 表示支持。如果是 0，需要在 BIOS 中开启虚拟化支持（Intel VT-x 或 AMD-V）。

1	egrep -c '(vmx\|svm)' /proc/cpuinfo

由于我的机器是树莓派，ARM64的机器，验证是否支持虚拟化，就需要使用如下命令

1	dmesg \| grep kvm

输出结果包含VHE mode initialized successfully，则表示支持虚拟化。源码参考自linux/arch/arm64/kvm/arm.c · torvalds/linux

2.6.2 准备镜像

我计划安装arm64架构的两个不同操作系统的虚拟机，分别为

Debian12.10
- 镜像：兰州大学下载地址
- 镜像：网易下载地址
RockyLinux9.5
- 镜像：中国科学技术大学下载地址
- 镜像：上海大学下载地址

2.6.3 搭建环境

安装QEMU和KVM所需的环境

1	apt install -y qemu-kvm libvirt-daemon-system libvirt-clients bridge-utils virtinst

工具包说明如下

qemu-kvm
- KVM 支持的 QEMU 虚拟机管理器
libvirt-daemon-system
- systemctl服务 libvirtd 支持
libvirt-clients
- 包含一组命令行工具，用于和 libvirt 守护进程交互。
- 常用工具
  1. virsh：管理虚拟机（启动、关闭、查看信息等）
  2. virt-clone：克隆虚拟机
  3. virt-xml：编辑虚拟机XML配置
bridge-utils
- 桥接网络的工具包
virtinst
- 包含一组命令行工具 virt-install，用于基于命令行创建虚拟机

2.6.4 虚拟网卡

通过NAT模式开启一个网卡，作为后续虚拟机的网关

# 查看libvirt中名为default的虚拟网卡的完整xml配置
virsh net-dumpxml default
# 下面三行代码，用于重定义default网卡配置信息，小白建议跳过。
virsh net-dumpxml default > default.xml
virsh net-undefine default
# 将配置信息改为自己需要的信息
virsh net-define default.xml

# 启动虚拟网卡default
virsh net-start default
# 配置虚拟网卡default的开机自启动
virsh net-autostart default
# 关闭虚拟网卡default的开机自启动
virsh net-autostart --disable default
# 关闭虚拟网卡default
virsh net-destroy default

# 检查网络
virsh net-list --all

2.6.5 虚拟机

安装一个Debian12.10系统的虚拟机，桥接入虚拟网卡

# 创建该文件夹完成后，将iso镜像拷入
mkdir -p /vms/iso
mkdir -p /vms/images
# 创建debian12.10虚拟机，2核CPU4GB内存100GB硬盘
virt-install \
  --name debian-vm \
  --vcpus 2 \
  --memory 4096 \
  --cdrom /vms/iso/debian12-10.iso \
  --disk path=/vms/images/debian12-10.qcow2,size=100 \
  --os-variant debian11 \
  --network bridge=virbr0 \
  --graphics none \
  --console pty,target_type=serial
# 创建rocky9.5虚拟机，，2核CPU4GB内存100GB硬盘
virt-install \
  --name rocky-vm \
  --vcpus 2 \
  --memory 4096 \
  --cdrom /vms/iso/rocky9-5.iso \
  --disk path=/vms/images/rocky9-5.qcow2,size=100 \
  --os-variant centos7 \
  --network bridge=virbr0 \
  --graphics none \
  --console pty,target_type=serial

虚拟机的常用操作命令

# 查看虚拟机列表
virsh list --all
# 开启虚拟机
virsh start debian-vm
# 跟随宿主机开机自启动
virsh autostart debian-vm
# 关闭跟随宿主机开机自启动
virsh autostart --disable debian-vm
# 终端直接进入虚拟机
virsh console debian-vm
# 优雅关闭虚拟机
virsh shutdown debian-vm
# 强制关闭虚拟机
virsh destroy debian-vm
# 删除虚拟机
virsh undefine debian-vm --remove-all-storage --nvram

2.6.6 快照

如果需要建立快照，推荐磁盘使用qcow2格式。

快照相关操作如下

# 创建快照
virsh snapshot-create-as \
  --domain debian-vm \
  --name init 
# 快照列表
virsh snapshot-list debian-vm
# 删除快照
virsh snapshot-delete debian-vm init
# 回滚快照
virsh snapshot-revert debian-vm init

手撕TCP内网穿透及配置树莓派