$9.99*로 OpenVPN 속도를 높이거나 Orange Pi One을 라우터에 통합하세요

우리 중 일부는 VPN 없이는 인터넷을 사용하지 않습니다. 누군가는 전용 IP가 필요하고 공급자로부터 주소를 구매하는 것보다 두 개의 IP가 있는 VPS를 구매하는 것이 더 쉽고 저렴하며 누군가는 모든 웹 사이트에 액세스하기를 원합니다. , 러시아 연방 영토에서 허용되는 것뿐만 아니라 다른 것들도 IPv6가 필요하지만 공급자는 이를 제공하지 않습니다...
대부분의 경우 VPN 연결은 특정 순간에 사용되는 장치 자체에 설정됩니다. 이는 컴퓨터 한 대와 휴대폰 한 대만 있고 동시에 거의 사용하지 않는 경우에 적합합니다. 홈 네트워크에 장치가 많거나 VPN을 구성할 수 없는 장치가 있는 경우 각 장치를 별도로 설정할 필요가 없도록 홈 라우터에서 직접 터널을 만드는 것이 더 편리할 것입니다. .

라우터에 OpenVPN을 설치한 적이 있다면 아마도 그 작동 속도에 놀라셨을 것입니다. 저렴한 라우터의 SoC도 라우팅 및 NAT 기능을 이 작업 전용으로 설계된 별도의 칩에 전송하기 때문에 약 기가비트 트래픽을 문제 없이 통과하는데, 이러한 라우터의 메인 프로세서는 매우 약합니다. 사실상 부하가 없습니다. 이러한 타협을 통해 라우터의 속도를 높이고 완성된 장치의 가격을 크게 낮출 수 있습니다. 강력한 프로세서를 갖춘 라우터는 비용이 몇 배 더 높으며 인터넷 배포용 상자뿐만 아니라 NAS, 토렌트로도 배치됩니다. 다운로더 및 홈 멀티미디어 시스템.

내 라우터인 TP-Link TL-WDR4300은 새 제품이라고 할 수 없습니다. 이 모델은 2012년 중반에 출시되었으며 560MHz MIPS32 74Kc 아키텍처 프로세서를 갖추고 있으며 그 성능은 20-23Mb/s의 암호화된 트래픽에만 충분합니다. 표준에 따른 OpenVPN을 통해 현대 홈 인터넷의 속도는 상당히 느립니다.
암호화된 터널의 속도를 어떻게 높일 수 있나요? 내 라우터는 매우 기능적이며 3x3 MIMO를 지원하고 일반적으로 잘 작동하므로 변경하고 싶지 않습니다.
이제 10MB 인터넷 페이지를 만들고, node.js로 데스크톱 애플리케이션을 작성하고 100MB 파일로 압축하고, 최적화 대신 컴퓨팅 성능을 높이는 것이 관례이므로, 우리는 끔찍한 일을 할 것입니다. 기존 네트워크 및 USB 포트를 사용하지 않고 라우터 케이스에 설치할 생산적인 단일 보드 "컴퓨터" Orange Pi One을 단 $9.99*에 구입하세요!
* + 배달, + 세금, + 맥주, + MicroSD.

OpenVPN

라우터의 프로세서는 완전히 약하다고 할 수 없습니다. OpenVPN 작동 방식보다 눈에 띄게 빠른 128Mb/s의 속도로 AES-1-CBC-SHA50 알고리즘을 사용하여 데이터를 암호화하고 해싱할 수 있으며 최신 CHACHA20 스트림 POLY1305 해시를 사용한 암호는 초당 130MB에 도달합니다! VPN 터널의 속도가 왜 이렇게 느린가요? 이는 사용자 공간과 커널 공간 간의 컨텍스트 전환에 관한 것입니다. OpenVPN은 사용자 컨텍스트에서 트래픽을 암호화하고 외부 세계와 통신하며 라우팅 자체는 커널 컨텍스트에서 발생합니다. 운영 체제는 수신 또는 전송되는 모든 패킷에 대해 계속해서 앞뒤로 전환해야 하며 이 작업은 느립니다. 이 문제는 TUN/TAP 드라이버를 통해 실행되는 모든 VPN 애플리케이션에 내재된 문제이며, 느린 속도의 문제가 OpenVPN 최적화 불량으로 인해 발생한다고는 말할 수 없습니다(물론 재작업이 필요한 곳도 있지만). 단일 사용자 공간 VPN 클라이언트는 프로세서가 약한 시스템은 물론이고 내 노트북에서 암호화가 비활성화된 기가비트도 제공하지 않습니다.

오렌지 파이 원

Xunlong의 단일 보드 Orange Pi One은 현재 성능/가격 비율 측면에서 최고의 제품입니다. 9.99달러*에 7MHz에서 안정적으로 실행되는 견고한 쿼드 코어 ARM Cortex-A1008 프로세서를 얻을 수 있으며, Raspberry Pi Zero 및 Next Thing CHIP과 같은 가격대의 이웃 제품보다 성능이 확실히 뛰어납니다. 이것이 장점이 끝나는 곳입니다. Xunlong 회사는 보드 소프트웨어에 전혀 관심을 기울이지 않으며 One이 판매용으로 출시될 당시 기성 이미지는 말할 것도 없고 보드 구성 파일도 제공하지 않았습니다. SoC 제조사인 올위너(Allwinner) 역시 자사 제품 지원에 특별히 민감하지 않다. 그들은 Android 4.4.4 OS의 최소한의 성능에만 관심이 있습니다. 즉, Android 패치와 함께 3.4 커널을 사용해야 한다는 의미입니다. 다행스럽게도 배포판을 조립하고, 커널을 편집하고, 메인라인 커널에서 보드를 지원하는 코드를 작성하는 열성팬이 있습니다. 그들은 실제로 제조업체를 위해 작업을 수행하여 이 쓰레기 작업을 수용할 수 있게 만듭니다. 저는 Armbian 배포판을 선택했습니다. 이 배포판은 자주 편리하게 업데이트되며(새 커널은 일반적으로 Allwinner의 경우처럼 특수 파티션에 파일을 복사하는 방식이 아닌 패키지 관리자를 통해 직접 설치됩니다) 대부분의 지원을 제공합니다. 다른 것과는 달리 주변 장치.

라우터

암호화로 라우터의 약한 프로세서를 로드하지 않고 VPN 연결 속도를 높이기 위해 어떤 방식으로든 라우터에 연결하여 이 작업을 더 강력한 Orange Pi 프로세서의 어깨로 옮길 수 있습니다. 이더넷이나 USB를 통해 연결하는 것이 떠오릅니다. 이 두 표준은 두 장치 모두에서 지원되지만 기존 포트를 사용하고 싶지 않았습니다. 다행히 탈출구가 있습니다.

라우터에 사용되는 GL850G USB 허브 칩은 4개의 USB 포트를 지원하며 그 중 4개는 유선이 아닙니다. 사용자가 전류 소비가 높은 XNUMX개의 장치(예: 하드 드라이브)를 동시에 연결하는 것을 방지하기 위해 제조업체가 납땜을 제거하지 않은 이유가 확실하지 않습니다. 라우터의 표준 전원 공급 장치는 이러한 부하에 맞게 설계되지 않았습니다. 어쨌든 이는 우리에게 유리합니다.

다른 USB 포트를 얻으려면 두 개의 전선을 핀 8(D-)과 9(D+) 또는 11(D-)과 12(D+)에 납땜하면 됩니다.

그러나 단순히 두 개의 USB 장치를 연결하고 이더넷처럼 모든 것이 자체적으로 작동하기를 바라는 것만으로는 충분하지 않습니다. 첫째, 그 중 하나가 USB 호스트가 아닌 USB 클라이언트 모드에서 작동하도록 해야 하며, 둘째, 장치가 서로를 감지하는 방법을 결정해야 합니다. 네트워크 어댑터, 오디오 카드, 키보드 및 마우스, 플래시 드라이브, 카메라, 직렬을 통한 콘솔 등 다양한 유형의 USB 장치를 에뮬레이트할 수 있는 소위 USB 가젯(Linux 커널 하위 시스템의 이름을 따서 명명됨)용 드라이버가 많이 있습니다. 포트. 우리 장치는 네트워크와 함께 작동하므로 이더넷 어댑터를 에뮬레이션하는 것이 가장 좋습니다.

USB를 통한 이더넷 표준에는 세 가지가 있습니다.

• 원격 NDIS(RNDIS). Windows XP에서 주로 사용되는 Microsoft의 오래된 표준입니다.
• ECM(이더넷 제어 모델). USB 패킷 내에 이더넷 프레임을 캡슐화하는 간단한 표준입니다. 처리하지 않고 프레임을 전송하는 것이 편리하지만 USB 버스의 단순성과 제한으로 인해 속도가 그리 빠르지 않은 USB 연결을 갖춘 유선 모뎀에 적합합니다.
• 이더넷 에뮬레이션 모델(EEM). USB 제한을 고려하고 여러 프레임을 하나로 최적으로 집계하여 처리량을 높이는 더 스마트한 프로토콜입니다.
• 네트워크 제어 모델(NCM). 최신 프로토콜. EEM의 이점을 갖고 있으며 버스 경험을 더욱 최적화합니다.

항상 그렇듯이 이러한 프로토콜이 우리 보드에서 작동하도록 하려면 몇 가지 어려움에 직면해야 합니다. Allwinner는 커널의 Android 부분에만 관심이 있기 때문에 Android Gadget(adb와의 통신을 구현하고 MTP 프로토콜을 통해 기기를 내보내고 Android 기기에서 플래시 드라이브를 에뮬레이션하는 코드)만 정상적으로 작동합니다. Android Gadget 자체도 RNDIS 프로토콜을 지원하지만 Allwinner 커널에서는 손상되었습니다. 다른 USB 가젯을 사용하여 커널을 컴파일하려고 하면 무엇을 하든 해당 장치가 시스템에 나타나지 않습니다.
문제를 원만하게 해결하려면 개발자가 수정한 Android 가젯 android.c의 코드에서 USB 컨트롤러가 초기화되는 위치를 찾아야 하지만 최소한 이더넷 에뮬레이션을 이상으로 만드는 해결 방법도 있습니다. USB 작업:

--- sun8i/drivers/usb/sunxi_usb/udc/sunxi_udc.c 2016-04-16 15:01:40.427088792 +0300
+++ sun8i/drivers/usb/sunxi_usb/udc/sunxi_udc.c 2016-04-16 15:01:45.339088792 +0300
@@ -57,7 +57,7 @@
 static sunxi_udc_io_t g_sunxi_udc_io;
 static u32 usb_connect = 0;
 static u32 is_controller_alive = 0;
-static u8 is_udc_enable = 0;   /* is udc enable by gadget? */
+static u8 is_udc_enable = 1;   /* is udc enable by gadget? */
 
 #ifdef CONFIG_USB_SUNXI_USB0_OTG
 static struct platform_device *g_udc_pdev = NULL;

이 패치는 USB 클라이언트 모드를 강제로 적용하여 Linux에서 일반 USB 가젯을 사용할 수 있도록 합니다.
이제 이 패치와 필요한 가젯을 사용하여 커널을 다시 빌드해야 합니다. EEM을 선택한 이유는... 테스트 결과 NCM보다 생산성이 높은 것으로 나타났다.
Armbian 팀은 다음을 제공합니다. 매우 간단하고 편리한 조립 시스템 배포판에서 지원되는 모든 보드에 대해. 그냥 다운로드하고 패치를 넣으세요 userpatches/kernel/sun8i-default/otg.patch, 약간 수정하세요 compile.sh 필요한 가젯을 선택합니다.

커널은 deb 패키지로 컴파일되며 이를 통해 보드에 설치하는 것은 어렵지 않습니다. dpkg.
남은 것은 USB를 통해 보드를 연결하고 DHCP를 통해 주소를 수신하도록 새 네트워크 어댑터를 구성하는 것입니다. 이렇게 하려면 다음과 같은 것을 추가해야 합니다. /etc/network/interfaces:

auto usb0
        iface usb0 inet dhcp
        hwaddress ether c2:46:98:49:3e:9d
        pre-up /bin/sh -c 'echo 2 > /sys/bus/platform/devices/sunxi_usb_udc/otg_role'

MAC 주소를 수동으로 설정하는 것이 더 좋습니다. 왜냐하면... 기기를 재부팅할 때마다 무작위로 발생하므로 불편하고 번거롭습니다.
MicroUSB 케이블을 OTG 커넥터에 연결하고 라우터의 전원을 연결합니다(전원 커넥터뿐만 아니라 빗의 핀 2와 3에도 공급될 수 있음).

남은 것은 라우터를 구성하는 것뿐입니다. EEM 드라이버와 함께 패키지를 설치하고 새 USB 네트워크 장치를 로컬 방화벽 영역의 브리지에 추가하면 충분합니다.

opkg install kmod-usb-net-cdc-eem

모든 트래픽을 VPN 터널로 라우팅하려면 라우터 측 보드의 IP 주소에 SNAT 규칙을 추가하거나 dnsmasq를 통해 보드의 주소를 게이트웨이 주소로 배포해야 합니다. 후자는 다음 줄을 추가하여 수행됩니다. /etc/dnsmasq.conf:

dhcp-option = tag:lan, option:router, 192.168.1.100

어디에서 192.168.1.100 — 보드의 IP 주소. 보드 자체의 네트워크 설정에 라우터 주소를 입력하는 것을 잊지 마세요!

보드 접점과 라우터 접점을 분리하기 위해 멜라민 스펀지를 사용했습니다. 다음과 같은 결과가 나왔습니다.

결론

USB를 통한 네트워크는 놀라울 정도로 빠르게 작동합니다. 100-120Mb/s로 더 적을 것으로 예상했습니다. OpenVPN은 약 70Mb/s의 암호화된 트래픽을 통과하는데, 이는 그다지 많지는 않지만 내 요구 사항에는 충분합니다. 라우터 덮개가 단단히 닫히지 않아 작은 틈이 남습니다. Aesthetes는 보드에서 이더넷 및 USB 호스트 커넥터를 제거할 수 있습니다. 이렇게 하면 덮개가 완전히 닫히면서도 약간의 공간이 남습니다.
그런 음란물에 가담하지 말고 물건을 사지 않는 것이 좋습니다 투리스 옴니아.

출처 : habr.com