Linux (九) - SSH Tunnel 突破防火牆限制

上一篇有提到 SSH 可以在使用者和客戶端之間建立一條安全的隧道 (tunnel) 來進行資料的傳輸，或者是存取到特定的服務。透過 SSH Tunnel 可以達到傳輸的加密或是網路和防火牆的穿透。

舉例來說，我有一台電腦 A 不能對外連線，有一台伺服器 B 可以對外連線，而電腦 A 是可以連線到伺服器 B 的，這時就可以在 A 和 B 之間建立 Tunnel 並將 A 要做的事情轉傳給 B，讓 B 幫忙連到外網完成。這樣的概念類似於 Port Forwarding 或是 Proxy。

SSH Tunnel 可以分為以下幾種 :

Local Tunnel (Local Forwarding)
Remote Tunnel (Remote Forwarding)
Dynamic Tunnel (Dynamic Forwarding)

Local Tunnel

Local Tunnel 會從 Client 端將特定服務的流量透過 SSH 傳送給 Server 端 (Remote)，再透過 Server 端將流量導向到 特定 的 Host 上的 Port。

舉例來說，電腦 A 會先打開一個 port，伺服器 B 也會打開一個 port (也就是 SSH 預設的 port 22)，電腦 A 會打通一條隧道到伺服器 B 的 port，並且在建立隧道時也會和伺服器 B 約定好當我傳送 Request 過去時，你要幫我把這個 Request 再傳給誰，這個誰有可能是伺服器 B 本身的 port 或是另一個伺服器 C 上的 port。

再說的生活化一點，當我的電腦因為受到防火牆的限制而不能連到 google 時且 SSH 連線並沒有被禁止，我就可以從我的電腦上送出一個 Request 到另一台可以連到 google 的伺服器，這台伺服器就可以幫我連到 google 再回傳結果給我。

下面我們來看一下建立 Local Tunnel 的指令，這個指令要在自己的電腦上執行 :

1	$ ssh -NfL <local ip>:<local port>:<host ip>:<host port> <user>@<remote server ip>

-N : 不要另外開啟一個 Shell。
-f : 在背景執行。
-L : 代表要建立 Local Tunnel。
local ip : 選填，通常是可以不填，就是綁定本機。
local port : 本機的 port，盡量選大於 5000。
host ip : 要連接的服務的 ip 或是 domain name，若是遠端 SSH Server 上的服務可以用 localhost 或 127.0.0.1。
host port : 要連接的服務的 port。

範例

1. 連線到被防火牆擋下的外部服務

這個範例是本機要連到 facebook.com，但是可能是公司網路的防火牆將 facebook.com 擋住了，這時候就可以就建立一個 Local Tunnel 來讓外部的一台 Server 幫忙連線。

在建立 tunnel 之前要先在 外部 Server 上打開對應的 port 打開，這裡我們用 6588 port。

$ sudo firewall-cmd --add-port=6588/tcp --permanent
success

$ sudo firewall-cmd --reload
success

$ sudo firewall-cmd --zone=public --list-all
public
  target: default
  icmp-block-inversion: no
  interfaces: 
  sources: 
  services: dhcpv6-client ssh
  ports: 6588/tcp 
  protocols: 
  masquerade: no
  forward-ports: 
  source-ports: 
  icmp-blocks: 
  rich rules:

接著要在 自己的電腦 上執行以下指令，這個例子是當透過本機的 6588 port 將 Request 傳送到 server.foo.com 這個 Server 時，Server 會把 Request 導向到 facebook.com 的 80 port，最後將結果回傳到本機的 6588 port。

1 2	# 建立 Local Tunnel $ ssh -NfL 6588:facebook.com:80 user@server.foo.com

這時候打開瀏覽器輸入 http://localhost:6588 就可以連到 facebook 了。

2. 連線到被防火牆擋下的遠端伺服器上的服務

這個範例是要連到遠端 Server 上的服務，這個概念就比較簡單了。連到了遠端的 Server 上後，Server 會將 Request 導向到對應的 port，接著再回傳結果。

接著要在 自己的電腦 上執行以下指令，下面這個例子是當透過本機的 6588 port 將 Request 傳送到 server.foo.com 這個 Server 時，Server 會把 Request 導向到 7520 這個 port。這個 port 可能是對應到一個網頁或是一支 API 等等，接著再將結果回傳。

1 2	# 建立 Local Tunnel $ ssh -NfL 6588:localhost:7520 user@server.foo.com

這時候同樣打開瀏覽器輸入 http://localhost:6588 就可以連到這項服務了。

Remote Tunnel

Remote Tunnel 會從 Server 端 (Remote) 將特定服務的流量透過 SSH 傳送給 Client 端 (Local)。

舉例來說，我有一台電腦 A 放在家裡沒有固定開放的 IP，但我有一台 AWS 雲端伺服器 B 有固定開放的 IP。如果我想要從外面連回到家裡的電腦，在沒有開放的 IP 的情況下通常是不行的，因為你並沒有辦法明確的指出你要連到誰。

這時候 SSH Tunnel 就可以透過建立 反向隧道 的方式來突破這個限制以達到內網穿透。Remote Tunnel 的概念是，既然外網機器不知道內網機器的 IP，那就反過來由內網機器主動連線到外網機器，並且建立這條隧道，所以稱為 反向隧道。

透過建立反向隧道，外網機器和內網機器就有一條連通的溝通管道了，這時就可以透過另一台電腦先連線到外網機器，再讓外網機器利用反向隧道將訊息傳送到內網的機器。

下面我們來看一下建立 Remote Tunnel 的指令，這個指令要在內網的機器上執行 :

1	$ ssh -NfR <host ip>:<host port>:<local ip>:<local port> <user>@<remote server ip>

-N : 不要另外開啟一個 Shell。
-f : 在背景執行。
-R : 代表要建立 Remote Tunnel。
host ip : 外網機器的 ip 或是 domain name，可以不填，因為 ssh 本身就需要指定連線對象的 ip，也就是指令中的 remote server ip。
host port : 外網機器要開放的 port，也就是當連到外網機器的這個 port，Request 就會透過這條反向隧道送到內網的機器。
local ip : 可以用 localhost 或 127.0.0.1，就是綁定內網這台機器。
local port : 內網這台機器的 port，對應到各項服務，SSH 預設值就是 22。

範例

同樣的在建立 tunnel 前要先在 外網機器 上打開對應的 port，這裡我們用 7020 port。作法請參考 Local Tunnel 的介紹。

接著要在 內網機器 上執行以下指令，這個範例是要建立一個 Remote Tunnel 在一台外網機器和一台內網機器之間，可以看到這裡指定的主機是 server.foo.com，而外網機器開放了 7020 這個 port，所以當連線到 server.foo.com 的 7020 port 時，就會自動將 Request 導向到內網的機器。而這裡導向到的是內網機器的 22 port，也就是 SSH 的 port。

1	$ ssh -NfR 7020:localhost:22 user@server.foo.com

建立完成後在 外網機器 上執行以下指令，可以看到外網機器上的 7020 port 已經開始監聽了。

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$ sudo netstat -antp | grep 7020
tcp        0      0 0.0.0.0:7020            0.0.0.0:*               LISTEN      19102/sshd: opc     
tcp6       0      0 :::7020                 :::*

如此一來我們就可以使用第三方的電腦，透過 server.foo.com 的 7020 port 來和內網的機器建立 SSH 的連線了。

1	$ ssh user@server.foo.com -p 7020

Dynamic Tunnel

Dynamic Tunnel 會從 Client 端將特定服務的流量透過 SSH 傳送給 Server 端 (Remote)，再透過 Server 端將流量導向到 非特定 的 Host 上的 Port。

從前面的定義可以發現 Dynamic Tunnel 和 Local Tunnel 流量導向的方向是一樣的，差別在於 Dynamic Tunnel 會導向到 非特定 的 Host 上的 Port，而 Local Tunnel 是導向到 特定 的 Host 上的 Port。

首先，什麼是 特定 的 Host 上的 Port ? Local Tunnel 會指定當流量通過這條隧道後最終要去的目的地，所以不管傳進來的 Request 是什麼，通通都會導向到一樣的目的地。

而 非特定 的意思是 Dynamic Tunnel 並不會指定流量通過隧道後的目的地，這條隧道的用意只是要讓 Request 可以流向到遠端的 Server 上，再讓遠端的 Server 作為一個代理伺服器 (SOCKS proxy) 將 Request 送出去，透過這樣的作法來突破防火牆的限制。

Dynamic Tunnel 的概念類似於 VPN，先連到另一台可以對外連線的機器，再讓這台機器幫我對外傳送和接收訊息。

下面我們來看一下建立 Dynamic Tunnel 的指令，這個指令要在本機上執行 :

1	$ ssh -NfD <local ip>:<local port> <user>@<remote server ip>

-N : 不要另外開啟一個 Shell。
-f : 在背景執行。
-D : 代表要建立 Dynamic Tunnel。
local ip : 可以用 localhost 或 127.0.0.1 或是不填，就是綁定這台機器。
local port : 本機上的 port，當本機的流量導向到這個 port 時就會通過這條隧道送到 Server。

範例

首先在本機上執行以下指令，這個指令代表當本機上有服務將流量導向到 8500 port 時，就會將這個流量送進隧道中導向到 server.foo.com 這台 Server 上。接著這台 Server 就會再將接收到的 Request 傳送出去，並將結果送回到來。

1	$ ssh -NfD 8500 user@server.foo.com

當 Dynamic Tunnel 建好後，我們就可以透過 SOCKS 代理伺服器來執行了。這裡以 Chrome 舉例。

Linux/Windows 的用戶在 Chrome 的捷徑上按右鍵選擇內容，接著將以下設定加在目標的後面。

1	--proxy-server="socks5://localhost:2323"

macOS 的用戶使用 terminal 輸入以下指令方式開啟 Chrome。

1	open -a "Google Chrome" --args --proxy-server="socks5://localhost:2323"

macOS 的用戶可以詳見參考 8 這篇文章，直接設定將所有流量導向到代理伺服器上。

autossh

SSH Tunnel 建立一段時間之後可能會突然斷線，這時就可以安裝 autossh 來取代 ssh。autossh 會在斷線時自動重新進行連線，以確保連線正常。

而 autossh 的指令承襲了 ssh，所以可以直接將指令中的 ssh 替換成 autossh 就好了。不過 autossh 還提供了一個參數 -M 來建立讓本機上的一個 port 來監聽連線狀況，如下 :

1	$ autossh -M 6020 ...

Summary

SSH 除了上一篇所介紹大家最常拿來連線到伺服器的操作外，Tunnel 才是他最強大的功能，在 Tunnel 中所有的訊息都是加密的。除非真的發生上一篇所介紹的 中間人攻擊，不然基本上完全可以不用擔心。

不過上述的前提都是本機上要可以執行 ssh 並且連的出去，有些人想要在公司建 SSH Tunnel 出去來突破公司的防火牆，只要 SSH 的 Port 沒有被禁用就可以，如果被禁用了，那你還是乖乖的使用內網吧。

參考

[1] SSH Tunnel
[2] [教學] 透過 SSH Tunnel 將伺服器內部服務綁定到本機電腦上
[3] ssh-tunnel原理及其使用
[4] SSH Tunnel介紹
[5] The power of SSH tunnelling – Simple guide with drawings and examples
[6] Differences between ssh -L to -D
[7] What is the difference between Local/Remote/Dynamic SSH tunneling?
[8] 利用遠端 SSH 伺服器架設 SOCKS 代理伺服器(Proxy Server)保護網路傳輸內容
[9] 鑿一個反向 ssh 隧道，對朋友或世界展示筆電或家裡的某個服務
[10] Multiple SSH Tunnels