初探 DN42 网络

初探 DN42 网络

DN42 全称 Decentralized Network 42(42 号去中心网络),是一个大型、去中心化的 BGP 网络。DN42 的目的是模拟一个互联网。它使用了大量在目前互联网骨干上应用的技术(例如 BGP 和递归 DNS),可以很好地模拟一个真实的网络环境。

DN42 适合以下类别的用户:

DN42 不适合以下类别的用户:

  • 单纯想要保护隐私、规避网络审查的用户
  • 在网内消耗大量流量,例如用于解锁流媒体服务的用户

所以,DN42 的使用门槛还是比较高的。这与在真实互联网中一样,你要扮演一个 ISP (互联网服务提供商),注册自己的个人信息, ASN 号码,IPv4 和 IPv6 的地址池,并且使用 BGP 在自己的服务器上广播它们。你还要和其它的用户联系,和他们进行 Peering(对等互联),一步步进入完整的 DN42 网络。


DN42 在 172.20.0.0/14fd00::/8 上运行,而这两个 IP 段都是分配给内网使用的。换句话说,你在 DN42 上怎么折腾,都不会影响到服务器其它的互联网连接。

你可以通过加入 Telegram 群组 或者 IRC 频道 来寻求帮助。

请注意,DN42 是一个测试网络,所有人都在帮助所有人。即使你不小心搞砸了,也没有人会指责你。

欢迎在搭建完成自己的内网以后与我进行对等互联,可以访问 dn42.baoshuo.ren 获取更多信息。

若无特别说明,本文中所使用的系统环境均为 Ubuntu 20.04.2 LTS ,本文中所有使用 <> 包裹的内容均需要自行替换。

注册 DN42

在注册过程中会大量使用到一些 UNIX 工具(如 Git 、 GPG 等),所以最好使用 Linux 或者 macOS 系统完成整个流程,如果你正在使用 Windows 系统,那么可以使用 WSL

注册前的准备

克隆 DN42 注册表 Git 仓库

dn42/registry 这个仓库 clone 到本地。

新建一个名为 <用户名>-<日期, YYYYMMDD>/<自定义名称> 的分支。

git checkout -b <用户名>-<日期, YYYYMMDD>/register

注册维护者

在仓库的 data/mntner 目录下新建一个文件,命名为 <昵称>-MNT

文件内填入以下内容:

mntner:             <昵称>-MNT
admin-c:            <昵称>-DN42
tech-c:             <昵称>-DN42
auth:               <身份验证信息>
mnt-by:             <维护者>
source:             DN42

示例:data/mntner/BAOSHUO-MNT at dn42/[email protected]

  • mntner :维护者(全称为 Maintainer),这个维护者的名称,与文件名相同。
  • admin-c :管理员联系信息(Admin Contact),需要指向 注册联系人 一节中的 person 文件,一般为 <昵称>-DN42
  • tech-c :技术人员联系信息(Tech Contact),需要指向 注册联系人 一节中的 person 文件,一般为 <昵称>-DN42
  • auth :身份验证信息,接受 GPG 公钥SSH 公钥 ,可以查看 Registry Authentication 页面获取详细信息。
  • mnt-by :由谁维护(全称为 Maintain by),此处需要指向这个维护者本身,即 <昵称>-MNT
  • source :信息来源,默认为 DN42

注册联系人

在仓库的 data/person 目录下新建一个文件,命名为 <昵称>-DN42

person:             <姓名>
contact:            <邮箱>
nic-hdl:            <NIC 句柄>
mnt-by:             <维护者>
source:             DN42

示例:data/person/BAOSHUO-DN42 at dn42/[email protected]

  • person :姓名。
  • contact :联系方式,一般为邮箱。
  • nic-hdl :NIC 句柄(即 NIC handle),指向文件本身,与文件名相同。
  • mnt-by :由谁维护(全称为 Maintain by),指向你在 注册维护者 一节中注册的的维护者信息。
  • source :固定为 DN42

注册 ASN

在国际互联网上,ASN 范围 4200000000 - 4294967294 是被保留以供私人使用的,而 DN42 占用的就是其中的一块: 4242420000 - 4242429999 。目前 DN42 开放注册的 ASN 范围是 4242420000 - 4242423999 ,只需要在这个区间里面挑一个没有被他人占用的号码即可。

DN42 Registry 的管理员 burble 提供了一个在线查看可用 ASN 的工具: DN42 Free ASN Explorer 。访问该页面就会随机生成 10 个当前还未注册的 ASN 以便使用。

在仓库的 data/aut-num 目录下新建一个文件,命名为刚才选中的 AS 号码。

aut-num:            <AS 号码, 带 AS 前缀>
as-name:            <AS 名称>
descr:              <AS 简介>
admin-c:            <NIC 句柄>
tech-c:             <NIC 句柄>
mnt-by:             <维护者>
source:             DN42

示例:data/aut-num/AS4242420247 at dn42/[email protected]

  • aut-num :AS 号,此处可以使用私有 AS 号码,也可以使用公网 AS 号码(不推荐)。
  • as-name :AS 的名称,可以设置为 <昵称>-AS
  • descr :(选填)AS 简介,随意填写。
  • admin-c :管理员联系信息(Admin Contact),指向你在 注册联系人 一节中注册的 NIC 句柄。
  • tech-c :技术员联系信息(Tech Contact),指向你在 注册联系人 一节中注册的 NIC 句柄。
  • mnt-by :由谁维护(Maintain by),指向你在 注册维护者 一节中注册的的维护者信息。
  • source :如果使用私有 AS 号码则此处填写 DN42 ,否则填写 ASN 所对应的 RIR 名称。

注册 IPv4 地址块

如果您想在 DN42 上创建一个 IPv6 Only 网络,请不要注册 IPv4 地址块,并忽略 添加路由记录 一节中的 IPv4 部分。

在国际互联网上, 172.16.0.0/12 是由 RFC1918 规定的由专用网络使用的 IP 地址块,而 DN42 占用的就是其中的一块: 172.20.0.0/14 。目前 DN42 开放注册的地址块范围可以在 Address Space 页面上查看。

DN42 Registry 的管理员 burble 提供了一个在线查看可用 IPv4 地址块的网站,点击 DN42 Free IPv4 Explorer 即可随机生成 10 个当前还未注册的 IPv4 地址块。

和在真实互联网上一样,DN42 的 IPv4 地址资源也是十分紧缺的,因此 IPv4 的申请原则是「够用就好」。如果节点数量足够少,只申请 /28/29 大小的地址块就够用了。

在仓库的 data/inetnum 目录下新建一个文件,命名为 IP 地址块的 CIDR 格式,并使用 _ 代替 /

inetnum:            <起始 IP 地址> - <结束 IP 地址>
cidr:               <IP 地址块的 CIDR 格式>
netname:            <IP 地址块名称>
descr:              <IP 地址块简介>
country:            <IP 地址块所属国家>
admin-c:            <NIC 句柄>
tech-c:             <NIC 句柄>
mnt-by:             <维护者>
status:             ASSIGNED
source:             DN42

示例:data/inetnum/172.23.250.64_26 at dn42/[email protected]

  • inetnum :这个地址块的范围。
  • cidr :以 CIDR 格式表示的这个地址块的范围,含义与 inetnum 相同。
  • netname :这个地址块的名称。可以设置为 <昵称>-IPV4
  • descr :(选填)这个地址块的简介。
  • nserver :(选填)IP 地址反向解析的 DNS 服务器。
  • country :你的 ISO 3166 国家代码,填 CN 代表中国大陆地区。
  • admin-c :管理员联系信息(Admin Contact),指向你在 注册联系人 一节中注册的 NIC 句柄。
  • tech-c :技术员联系信息(Tech Contact),指向你在 注册联系人 一节中注册的 NIC 句柄。
  • mnt-by :由谁维护(Maintain by),指向你在 注册维护者 一节中注册的的维护者信息。
  • status :固定为 ASSIGNED
  • source :固定为 DN42

注册 IPv6 地址块

在国际互联网上, fc00::/7 是由 RFC4193 定义的 唯一本地地址,而 DN42 占用的就是其中的一块: fd00::/8 。目前 DN42 开放注册的地址块范围可以在 Address Space 页面上查看。

DN42 Registry 的管理员 burble 提供了一个在线查看可用 IPv6 地址块的网站,点击 DN42 Free IPv6 Explorer 即可随机生成 10 个当前还未注册的 IPv6 地址块。

在仓库的 data/inet6num 目录下新建一个文件,命名为 IPv6 地址块的 CIDR 格式,并使用 _ 代替 /

inet6num:           <起始 IPv6 地址> - <结束 IPv6 地址>
cidr:               <IPv6 地址块的 CIDR 格式>
netname:            <IPv6 地址块名称>
descr:              <IPv6 地址块简介>
country:            <IPv6 地址块所属国家>
admin-c:            <NIC 句柄>
tech-c:             <NIC 句柄>
mnt-by:             <维护者>
status:             ASSIGNED
source:             DN42

示例:data/inet6num/fd42:4242:247::_48 at dn42/[email protected]

  • inet6num :这个地址块的范围。
  • cidr :使用 CIDR 格式表示的这个地址块的范围,含义与 inet6num 相同。
  • netname :这个地址块的名称。可以设置为 <昵称>-IPV6
  • descr :(选填)这个地址块的简介。
  • nserver :(选填)IP 地址反向解析的 DNS 服务器。
  • country :你的 ISO 3166 国家代码,填 CN 代表中国大陆地区。
  • admin-c :管理员联系信息(Admin Contact),指向你在 注册联系人 一节中注册的 NIC 句柄。
  • tech-c :技术员联系信息(Tech Contact),指向你在 注册联系人 一节中注册的 NIC 句柄。
  • mnt-by :由谁维护(Maintain by),指向你在 注册维护者 一节中注册的的维护者信息。
  • status :固定为 ASSIGNED
  • source :固定为 DN42

添加路由记录

在仓库的 data/route 目录下新建一个文件,命名为 IP 地址块的 CIDR 格式,并使用 _ 代替 /

route:              <IP 地址块的 CIDR 格式>
descr:              <简介>
origin:             <AS 号码, 带 AS 前缀>
mnt-by:             <维护者>
source:             DN42
  • route :这个 IPv4 地址块的范围,CIDR 格式。
  • descr :(选填)路由简介。
  • origin :填写你的 AS 号码。
  • mnt-by :由谁维护(Maintain by),指向你在 注册维护者 一节中注册的的维护者信息。
  • source :固定为 DN42

如需添加 IPv6 路由,将本节所述的 route 改为 route6 即可,此处不再赘述。

上传更改到 DN42 注册表

完成以上步骤之后,使用 git diff 查看文件变动,检查无误后,使用 git add . 暂存。

运行仓库根目录下的 ./check-my-stuff <维护者> 检查文件内容是否有误,确定无误后,提交。

在提交时,如果需要使用 GPG 签名,需要在添加 -S 参数,如 git commit -S ;如果使用 SSH 签名,请直接使用 git commit 进行提交,待提交后再进行签名工作。

使用下面的命令进行签名:

./sign-my-commit --ssh --key <SSH 私钥文件> <维护者>

之后使用下面的命令上传即可:

git push --set-upstream origin <用户名>-<日期, YYYYMMDD>/register

上传后在 DN42 Git 中切换到自己的分支,并创建一个合并请求,等待管理员审核。

注意事项

  1. 各个项目的键和值之间有一长串空格,键、冒号与空格的总长度必须是 20 个字符,且不能随意修改。为了编辑时的方便,注册表中提供了一个脚本 fmt-my-stuff ,只需要使用 ./fmt-my-stuff <维护者> 即可自动完成此步骤。
  2. DN42 Registry 的工作语言是英语。请使用英语完成全部流程,以免出现不必要的麻烦。
  3. 请认真对待管理员提出的更改请求,按照要求完成全部修改后直接上传到原分支下即可,无需再新开合并请求。
  4. 推荐使用随机的 IPv4 与 IPv6 地址块,避免与其他网络重复。请明白,DN42 并不是这些网络资源的权威注册机构。

DN42 BIRD2 使用入门

如无特别说明,本部分中所使用的 BIRD 版本为 2.0.7

安装 BIRD2

apt update
apt install bird2 -y

一般情况下,执行此命令即可自动安装 BIRD2 并启动系统服务。

编写 BIRD 配置文件

对于刚刚加入 DN42 网络的新人来说,推荐使用 howto/Bird2 - DN42 Wiki 中的示例配置以节省配置时间。

这套配置默认使用了 Multi Protocol BGP ,如果不想使用此功能请自行编写配置文件,如果没有 DN42 IPv4 地址需要去掉文件中的 IPv4 部分。

将以下配置写入到 /etc/bird/bird.conf 中:

define OWNAS       = <AS 号>;
define OWNIP       = <DN42 IPv4 地址>;
define OWNIPv6     = <DN42 IPv6 地址>;
define OWNNET      = <DN42 IPv4 地址块, CIDR 格式>;
define OWNNETv6    = <DN42 IPv6 地址块, CIDR 格式>;
define OWNNETSET   = [ <DN42 IPv4 地址块, CIDR 格式>+ ];
define OWNNETSETv6 = [ <DN42 IPv4 地址块, CIDR 格式>+ ];

router id OWNIP;

protocol device {
    scan time 10;
}

function is_self_net() {
    return net ~ OWNNETSET;
}

function is_self_net_v6() {
    return net ~ OWNNETSETv6;
}

function is_valid_network() {
    return net ~ [
        172.20.0.0/14{21,29}, # dn42
        172.20.0.0/24{28,32}, # dn42 Anycast
        172.21.0.0/24{28,32}, # dn42 Anycast
        172.22.0.0/24{28,32}, # dn42 Anycast
        172.23.0.0/24{28,32}, # dn42 Anycast
        172.31.0.0/16+,       # ChaosVPN
        10.100.0.0/14+,       # ChaosVPN
        10.127.0.0/16{16,32}, # neonetwork
        10.0.0.0/8{15,24}     # Freifunk.net
    ];
}

roa4 table dn42_roa;
roa6 table dn42_roa_v6;

protocol static {
    roa4 { table dn42_roa; };
    include "/etc/bird/roa_dn42.conf";
};

protocol static {
    roa6 { table dn42_roa_v6; };
    include "/etc/bird/roa_dn42_v6.conf";
};

function is_valid_network_v6() {
  return net ~ [
    fd00::/8{44,64} # ULA address space as per RFC 4193
  ];
}

protocol kernel {
    scan time 20;

    ipv6 {
        import none;
        export filter {
            if source = RTS_STATIC then reject;
            krt_prefsrc = OWNIPv6;
            accept;
        };
    };
};

protocol kernel {
    scan time 20;

    ipv4 {
        import none;
        export filter {
            if source = RTS_STATIC then reject;
            krt_prefsrc = OWNIP;
            accept;
        };
    };
}

protocol static {
    route OWNNET reject;

    ipv4 {
        import all;
        export none;
    };
}

protocol static {
    route OWNNETv6 reject;

    ipv6 {
        import all;
        export none;
    };
}

template bgp dnpeers {
    local as OWNAS;
    path metric 1;

    ipv4 {
        import filter {
            if is_valid_network() && !is_self_net() then {
                if (roa_check(dn42_roa, net, bgp_path.last) != ROA_VALID) then {
                    print "[dn42] ROA check failed for ", net, " ASN ", bgp_path.last;
                    reject;
                }
                accept;
            }
            reject;
        };

        export filter {
            if is_valid_network() && source ~ [RTS_STATIC, RTS_BGP] then accept;
            reject;
        };
        import limit 1000 action block;
    };

    ipv6 {
        import filter {
            if is_valid_network_v6() && !is_self_net_v6() then {
                if (roa_check(dn42_roa_v6, net, bgp_path.last) != ROA_VALID) then {
                    print "[dn42] ROA check failed for ", net, " ASN ", bgp_path.last;
                    reject;
                }
                accept;
            }
            reject;
        };
        export filter {
            if is_valid_network_v6() && source ~ [RTS_STATIC, RTS_BGP] then accept;
            reject;
        };
        import limit 1000 action block; 
    };
}


include "/etc/bird/peers/*";

然后在 /etc/bird 目录下创建一个文件夹,命名为 peers ,以便后续存储配置文件使用。

如果想更深入的学习如何编写 BIRD 配置文件,推荐查看 BIRD 与 BGP 的新手开场BIRD 官方文档

下载 ROA 配置文件

wget -4 -O /tmp/dn42_roa.conf https://dn42.burble.com/roa/dn42_roa_bird2_4.conf && mv -f /tmp/dn42_roa.conf /etc/bird/dn42_roa.conf
wget -4 -O /tmp/dn42_roa_v6.conf https://dn42.burble.com/roa/dn42_roa_bird2_6.conf && mv -f /tmp/dn42_roa_v6.conf /etc/bird/dn42_roa_v6.conf

使用此命令即可将 ROA 文件下载到本机以供使用。

还需要将此命令添加为定时任务,推荐设置为每小时运行一次,否则不会更新到最新的 ROA ,每次更新后都需要使用 birdc configure 命令重载 BIRD 配置。

重新加载 BIRD 配置

birdc configure

使用该命令重新加载 BIRD 配置,并使用 birdc show protocol 查看状态。

DN42 WireGuard 使用入门

WireGuard 是一种简单易用、速度快、现代化的 VPN ,它利用了最先进的加密技术,并使用 UDP 协议传输数据。WireGuard 设计为通用 VPN ,可在嵌入式设备和超级计算机上运行,​​适用于许多不同的环境。WireGuard 起初是专为 Linux 编写并发布的,后来被移植到各个平台上。在 WireGuard.com 上可以找到它的 技术白皮书

安装 WireGuard

apt update
apt install wireguard -y

一般情况下,执行此命令即可直接安装 WireGuard 和 WireGuard Tools ,无需额外操作。

生成公钥与私钥

wg genkey | tee privatekey | wg pubkey > publickey

使用此命令即可在当前目录下生成两个名叫 privatekeypublickey 的文件,分别代表私钥和公钥。

搭建 WireGuard 隧道

搭建 WireGuard 隧道非常简便,只需要生成一对公钥与私钥并与对等端交换公钥即可。

如果需要通过 WireGuard 隧道建立 BGP 会话,不能使用 WireGuard 内建的多 Peer 功能,必须为每个对等端创建一条隧道。

/etc/wireguard 目录下新建一个名为 <隧道名>.conf 的文件:

[Interface]
PrivateKey = <私钥>
ListenPort = <监听端口>
PostUp     = ip address add <链路本地地址>/64 dev %i
PostUp     = ip addr add <本地 IPv6 地址>/128 peer <对端 IPv6 地址>/128 dev %i
PostUp     = ip addr add <本地 IPv4 地址>/32 peer <对端 IPv4 地址>/32 dev %i
Table      = off
  • PrivateKey :私钥。
  • ListenPort :监听端口。
  • 第一个 PostUp :(可选,推荐)添加链路本地地址。
  • 第二个 PostUp :(可选)添加本地和对等端的 DN42 IPv6 地址。
  • 第三个 PostUp :(可选)添加本地和对等端的 DN42 IPv4 地址。
  • Table :必须设定为 off (不导入系统路由表),否则会导致系统断网。

当使用链路本地地址建立 BGP 会话时,可以不设置 DN42 IPv4 和 DN42 IPv6 地址,但是机器上必须有一张网卡上绑定了本机的 DN42 IPv4 和 DN42 IPv6 地址。同理,如果不使用链路本地地址建立 BGP 会话则无需添加链路本地地址。

[Peer]
PublicKey           = <对端公钥>
PresharedKey        = <对端预共享密钥>
Endpoint            = <对端 IP/域名 和 端口号>
PersistentKeepalive = 30
AllowedIPs          = 10.0.0.0/8, 172.20.0.0/14, 172.31.0.0/16, fd00::/8, fe80::/64
  • PublicKey :对端公钥。
  • PresharedKey :(可选)对端预共享密钥。
  • Endpoint :(可选)对端的连接域名/IP及端口号。
    如果对端没有公网 IP 地址,需要本地设置为被动模式则无需填写此项。
  • PersistentKeepalive :(可选)每隔多少秒发送一次握手信息防止连接被中断并更新对端 IP 。
    如果本地没有公网 IP 地址,必须配置此项。
  • AllowedIPs :允许使用 WireGuard 转发流量的 IP 地址段。

之后使用 wg-quick up <隧道名> 来启动隧道即可。

如需开机自启,可以在测试无误后执行 systemctl enable [email protected]<隧道名>

检测隧道状态

wg show <隧道名>

使用该命令即可查看隧道状态。

如上图所示,当 latest handshake 时间较近且 transfer 有收有发时可以认为隧道正常。

如需查看所有隧道的状态,直接使用 wg 命令即可。

与其他网络进行对等互联

系统配置

在 DN42 网络中,没有绝对意义上的客户端,每个人都可能是他人的路由器,经常会出现数据包的来源网卡与回复使用的网卡不一致的情况,因此需要打开 Linux 内核的数据包转发功能,具体操作如下:

echo "net.ipv4.ip_forward=1" >> /etc/sysctl.conf
echo "net.ipv6.conf.default.forwarding=1" >> /etc/sysctl.conf
echo "net.ipv6.conf.all.forwarding=1" >> /etc/sysctl.conf
sysctl -p

同时,也需要关闭 Linux 内核的 rp_filter 的严格模式,具体操作如下:

echo "net.ipv4.conf.default.rp_filter=0" >> /etc/sysctl.conf
echo "net.ipv4.conf.all.rp_filter=0" >> /etc/sysctl.conf
sysctl -p

除此之外,还需要关闭一些自动化的配置 iptables 防火墙的工具,如 UFW 。

搭建 WireGuard 隧道

请参考 DN42 WireGuard 使用入门 一节。

配置 BGP 会话

/etc/bird/peers 目录下新建一个文件,命名为 <名字>.conf

如果使用链路本地地址进行 Peer 的话,需要按照下面的配置示例进行配置:

protocol bgp <名字> from dnpeers {
    neighbor <对端链路本地地址> % '<对端 WireGuard 隧道名>' as <对端 ASN>;
    source address <本地的链路本地地址>;
}

否则按照下面的配置示例进行配置:

protocol bgp <名字> from dnpeers {
    neighbor <对端 IPv6 地址> as <对端 ASN>;
}

然后使用 birdc configure 重载配置即可。

更新日志

  • 2021-04-04 第一版 (2021 年 8 月 10 日存档于 互联网档案馆
  • 2021-08-14 第二版

参考资料

  1. Getting Started - DN42 Wiki
  2. Guide for creating a Pull Request - dn42/registry - DN42 Git
  3. DN42 实验网络介绍及注册教程(2020-10-01 更新) - Lan Tian @ Blog
  4. IETF Datatracker
  5. Unique local address - Wikipedia
  6. BIRD 与 BGP 的新手开场 - Soha Jin - GitHub
初探 DN42 网络
本文作者
宝硕
发布于
2021-04-04
更新于
2021-08-18
许可协议
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文章目录
  1. 注册 DN42
    1. 注册前的准备
    2. 克隆 DN42 注册表 Git 仓库
    3. 注册维护者
    4. 注册联系人
    5. 注册 ASN
    6. 注册 IPv4 地址块
    7. 注册 IPv6 地址块
    8. 添加路由记录
    9. 上传更改到 DN42 注册表
    10. 注意事项
  2. DN42 BIRD2 使用入门
    1. 安装 BIRD2
    2. 编写 BIRD 配置文件
    3. 下载 ROA 配置文件
    4. 重新加载 BIRD 配置
  3. DN42 WireGuard 使用入门
    1. 安装 WireGuard
    2. 生成公钥与私钥
    3. 搭建 WireGuard 隧道
    4. 检测隧道状态
  4. 与其他网络进行对等互联
    1. 系统配置
    2. 搭建 WireGuard 隧道
    3. 配置 BGP 会话
  5. 更新日志
  6. 参考资料