Openwrt MAP-E 设置小记 (ISP OCN + Device Nanopi-R2S)

2020-06-27

折腾了一整天，终于给家里的网配上了IPV4 over IPV6。虽然用的是VDSL，但是jitter大幅度下降对游戏体验来说还是有不错的提升。

0x00 Background

线路：OCN 光 with フレッツ，100M上下对等VDSL 设备：NTT VDSL猫 + Netgear RAX120 + Nanopi R2S 坐标：东京都目黑区

由于WFH需要用的Remote Desktop，对网络质量的要求瞬间就提高了，尤其是在jitter方面。毕竟谁都不喜欢写着代码然后突然卡顿个几秒，本来就烦躁的心情可能瞬间被点燃。

多方搜索 + 翻箱倒柜找出签宽带的合约（这又是另一个故事了，打电话直接和NTT签的约导致交了全额工事费，约等于1000RMB的智商税），发现IPv6是默认开通的。于是乎先把之前用的破路由换成了RAX120，之后v6设置Pass through，这样内网每个机器都能直接dhcp到一个v6地址，平时要从自己的workstation上刷家里的机器也非常方便了。

6月开始NTT自社的ISP都开始分批免费提供Ipv4 Over Ipv6（简称4in6）的服务了（之前要额外500円一个月租用OCN提供的专门设备）。根据同事的说法，所有换成IPIP方案之后的连接不论ISP都有大幅度提升，心里就开始痒了起来。由于手头正好有个玩具Nanopi R2S，就准备先干它娘的一炮？

0x01 不太对劲

由于自己不懂日语，整个过程比较抓瞎。根据OCN官网给出的检查自己是否已经被开通了的流程，发现自己和之前一样，还没有轮到新的服务，状态是： IPoE［提供中］ IPoE（ホームゲートウェイ対応）［未提供］。根据说明，还是只有NTT专用设备或者兼容网关才能够连接4in6，而RAX120居然不是它的兼容网关。（后记：这里我又一点比较疑惑，它最后是要怎么做到不用特殊的协议就实现4in6的？？？拭目以待）但是已经燃起的折腾之心怎么能在这里止步。

0x02 贼心不死

于是就开始研究OpenWrt如何设置作为兼容网关。进行一番搜索之后发现之所以RAX120不支持MAP-E只支持DS-lite的原因很可能是MAP-E协议的参数都是需要在本地设置的，这就导致固件中不得不添加与特定厂商的协商代码（后记：NTT系列采用Web API + secret key来传递这些参数）。又进行了一番搜索，发现神通广大的日本网友早已研究出日本几大线路运营商的MAP-E参数，于是就有了本文。

0x03 Armbian

抱着怀疑的心态，首先验证一下日本网友的帖子是否属实。这时候需要一台能作为PC的Linux机器会比较方便。所幸R2S支持Armbian，这是一个debian系的ARM发行版。先去http://ipv4.web.fc2.com/map-e.html上将自己PC的v6信息填上去拿到算出来的参数，待Armbian刷上以后去根据Ubuntu / Debian でIPv4 over IPv6 (OCNバーチャルコネクト, v6プラス)的内容设置了一下，发现是可以联通的。（具体细节略过，此非重点）

这个帖子提供了一个iptables setting script，是模拟openwrt中map插件的设置来直接操作iptables的。注意，Armbian最新版已经升级了iptables的后端，要执行脚本的话请切换回老的后端（命令搜一下就有了）

#!/bin/sh
#set -x
# このスクリプトはポートを240個しか使ってくれないため、常用するならおまけ１の方法を使うか自分でスクリプトを
# 改造して1008個のポート（OCN系の場合）を使い切るようにしたほうがよい。そうしないとポート不足で
# 通信不能になる頻度が増える。またUDP Lite, SCTP, DCCPなどのIPv4パケットもMAP-Eで通るが
# それらに以下のスクリプトは対応していない
BR='スクショのoption peeraddrのアドレスをそのまま書く'
CE='スクショのCEを書く'
IP4='スクショのIPv4アドレスを書く'
PSID='スクショのPSIDを書く'
WANDEV='上記のip addressコマンドで特定したインターフェース'
TUNDEV='ip6tnl1' # 新たに作り出すインターフェース名をは好きなように決める

ip -6 addr add $CE dev $WANDEV
ip -6 tunnel add $TUNDEV mode ip4ip6 remote $BR local $CE dev $WANDEV encaplimit none
ip link set dev $TUNDEV mtu 1460
ip link set dev $TUNDEV up

ip -4 route delete default
ip -4 route add default dev $TUNDEV

iptables -t nat -F

rule=1
while [ $rule -le 15  ] ; do
  mark=`expr $rule + 16`
  pn=`expr $rule - 1`
  portl=`expr $rule \* 4096 + $PSID \* 16`
  portr=`expr $portl + 15`
  iptables -t nat -A PREROUTING -m statistic --mode nth --every 15 --packet $pn -j MARK --set-mark $mark
  iptables -t nat -A OUTPUT -m statistic --mode nth --every 15 --packet $pn -j MARK --set-mark $mark

  iptables -t nat -A POSTROUTING -p icmp -o $TUNDEV -m mark --mark $mark -j SNAT --to $IP4:$portl-$portr
  iptables -t nat -A POSTROUTING -p tcp -o $TUNDEV -m mark --mark $mark -j SNAT --to $IP4:$portl-$portr
  iptables -t nat -A POSTROUTING -p udp -o $TUNDEV -m mark --mark $mark -j SNAT --to $IP4:$portl-$portr
  rule=`expr $rule + 1`
done

iptables -t mangle -o $TUNDEV --insert FORWARD 1 -p tcp --tcp-flags SYN,RST SYN -m tcpmss --mss 1400:65495 -j TCPMSS --clamp-mss-to-pmtu

这个脚本在我的case下问题还是有的，因为Debian做路由器的话还需要一些额外配置，比如V6转发不知道怎么正确设置，系统中还需要调DHCP server、DNS下发等。且如果想复用配置的话还得自己手写个脚本，这对于我有日常v4v6双栈共用 + 不是最新的系统我就要死了的需求来说简直是噩梦。这篇文章还有些其他的干货比如说解决端口不足的方案，这个就等以后遇到了再说吧。

既然验证了这是个可用的方案，那就去试试OpenWRT就好了。

0x04 R2S

依照OpenWRT的尿性，选最接近原版的出问题的概率最小，于是乎从404大佬那儿Fork了一份改叫R2S-OpenWrt-MAP，seed中加上map插件并设置后Github Action，等条件触发自动编译完就好啦。

如果使用官方稳定版支持的设备，可以直接用opkg install map来装这个插件，犯不着重新编译

这个版本V6默认是开的（很多R2S的固件默认关掉V6因为会影响挂梯子），如果你的上游ONU或者路由设置正确的话应该能直接拿到V6地址，例如2400:4050:xxxx:xxxx:....../yy。这个V6地址的前缀非常重要，在我的case中必须手动设置上，之后MAP-E才能正常工作。

Config DHCPV6 设置保证双栈环境

去/etc/config/dhcp（用LUCI也行）把V6的中继打开，保证V6流量都等被bridge到wan口上。

config dhcp 'lan'
    option dhcpv6 'relay'
    option ra 'relay'
    option ndp 'relay'

config dhcp 'wan6'  
    option dhcpv6 'relay'
    option ra 'relay'
    option ndp 'relay'
    option master '1' # 将V6作为主接口

Config netifd

vi /lib/netifd/proto/map.sh

把里面的export LEGACY=1的注释删掉

Network interface

这个固件的LUCI在map插件上有点问题，最好还是vi /etc/config/network来改。

config interface 'wan6'
        option proto 'dhcpv6'
        ...
        list ip6prefix '2400:XXX:XXX:XXX:XXX:XXX:XXX:XXX/64' #有时候机器拿不到自动的PD，直接设定前文提到的你的V6带前缀IP，非常重要

config interface 'wan6_map'
        option proto 'map'
        option type 'map-e'
        option peeraddr 'xxx' # 从这里开始贴之前网页上给出的参数
        ...
        option offset 'x'
        list tunlink 'wan6' # 设置转发端口
        option mtu '1460' # 隧道的要求 1460
        #option encaplimit 'ignore' # 有人需要设置该选项来避免 RX 不计数的问题

之后重启一下接口，就大功告成了！！！