在 Tailnet 里自建 & 使用 DoH

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首先,什么是 DoH

DoH (a.k.a DNS over HTTPS) 是一种通过 https 协议加密客户端 DNS 与基于 DoH 的 DNS 解析器之间的数据,防止中间人劫持 DNS 解析对结果进行篡改。参见 DNS over HTTPS - Wikipedia其实现手段是将 DNS 查询流量与 https 流量混合,达到安全、隐私和去广告例如 Adguard Home的目的。

通常的 DoH 地址形如 https://xxxx/dns-query,例如下表展示了一些常见的公共 DoH 地址

厂商 地址
阿里云 https://dns.alidns.com/dns-query
腾讯云 https://doh.pub/dns-query
Google https://dns.google/dns-query
Cloudflare https://cloudflare-dns.com/dns-query

在 Debian 系统中,可以通过如下 dig 命令使用 DoH 解析:

dig +short +https @dns.google hust.edu.cn

公共 DoH 很好,但是:

  • 国内的 DoH 常见以运营商 DNS 为上游,导致 DNS 污染仍然存在
  • 海外的 DoH 速度慢甚至不可访问(例如 dns.google),且对大陆解析可能到达海外 CDN 节点,使得访问国内网站较慢。
    因此,自建 DoH 不失为一种解决上面两个问题的方式,因为我们可以通过配置分流和规则,使用不同的上游 DNS 服务器,达到速度隐私的均衡。

服务器选择

自然,需要选择一个对大陆线路较为友好,速度较快的线路。香港是一个不错的选择,手里正好有一台 Lightlayer 的香港优化 10 M 小水管三网优化, 电信 CN2GIA/CTGGIA,联通稍混乱 10099/CTGGIA/4837 混合,移动 CMI 直连。大陆延迟平均 50ms,用来自建 DoH 相当合适。

暴露到公网?还是留在 Tailnet

传统上,DoH 应该暴露到公网,这样比较方便设备接入。但同时,由于大陆地区严格的网络管控,DoH 暴露到公网可能会被识别并阻断,得不偿失。与此同时,暴露的 /dns-query 路由也可能被扫描器识别并滥用,即使加入随机哈希隐藏路径也会有些许特征。

Tailnet 作为 Tailscale 的虚拟局域网,理论上只有 Tailscale 内网的设备才能访问,这大大减小了扫描和攻击面。同时,DoH 在通过 Caddy 反向代理DoH 需要一个 SSL 证书才能正常工作,所以 Caddy 自带的配置证书功能能减轻不少工作量出去的时候我们也可以加以限制,只允许信任的 100.64.0.0/10 网段访问,保证了隐私和安全性。

使用 Mosdns 自建

准备

目录结构:

gengyue@central:~$ ls -la /etc/mosdns
total 16
drwxr-xr-x  3 root root 4096 Aug 21 13:40 .
drwxr-xr-x 73 root root 4096 Aug 21 11:10 ..
-rw-r--r--  1 root root 2240 Aug 21 13:40 config.yaml
drwxr-xr-x  2 root root 4096 Aug 21 03:14 rules
gengyue@central:~$

其中,config.yaml 用来配置各种上游,rules 用来存放海内外域名分流规则。通过下面的命令下载分流 rule:

sudo wget -O /etc/mosdns/rules/china-list.txt \
  https://raw.githubusercontent.com/Loyalsoldier/v2ray-rules-dat/release/china-list.txt

配置

  1. 首先需要配一下 config.yaml,包含 DoH 的上游权威 DNS。我的香港小鸡到腾讯云和 Google 的 DoH 的速度比较快,所以就分别用这两家解析海内外的域名了。最终写出的配置如下,仅供参考:
log:
  level: info

plugins:
  - tag: cn_domains
    type: domain_set
    args:
      exps:
        - "domain:cn"
        - "domain:xn--fiqs8s"
        - "domain:xn--fiqz9s"
      files:
        - /etc/mosdns/rules/china-list.txt

  - tag: ecs_cn
    type: ecs_handler
    args:
      forward: false
      preset: ""
      send: true
      mask4: 24
      mask6: 48

  - tag: no_ecs
    type: ecs_handler
    args:
      forward: false
      preset: ""
      send: false
      mask4: 24
      mask6: 48

  - tag: forward_dnspod
    type: forward
    args:
      upstreams:
        - tag: dnspod
          addr: https://doh.pub/dns-query
          bootstrap: 8.8.8.8

  - tag: forward_alidns
    type: forward
    args:
      upstreams:
        - tag: alidns
          addr: https://dns.alidns.com/dns-query
          dial_addr: 223.5.5.5

  - tag: forward_google
    type: forward
    args:
      upstreams:
        - tag: google
          addr: https://dns.google/dns-query
          dial_addr: 8.8.8.8

  - tag: forward_cn
    type: fallback
    args:
      primary: forward_dnspod
      secondary: forward_alidns
      threshold: 500
      always_standby: false

  - tag: global_cache
    type: cache
    args:
      size: 32768
      lazy_cache_ttl: 86400
      dump_file: /var/lib/mosdns/global-cache.dump
      dump_interval: 600

  - tag: resolve_cn
    type: sequence
    args:
      - exec: $ecs_cn
      - exec: $forward_cn
      - exec: accept

  - tag: resolve_global
    type: sequence
    args:
      - exec: $no_ecs
      - exec: $global_cache
      - matches: has_resp
        exec: accept
      - exec: $forward_google
      - exec: accept

  - tag: main
    type: sequence
    args:
      - matches: qname $cn_domains
        exec: $resolve_cn
      - matches: has_resp
        exec: accept
      - exec: $resolve_global

  - tag: doh_server
    type: http_server
    args:
      entries:
        - path: /dns-query
          exec: main
      src_ip_header: X-Forwarded-For
      listen: 127.0.0.1:8053
      idle_timeout: 30

  - tag: local_udp
    type: udp_server
    args:
      entry: main
      listen: 127.0.0.1:5533

  - tag: local_tcp
    type: tcp_server
    args:
      entry: main
      listen: 127.0.0.1:5533

这里配了额外一条规则,所有 .cn .中国 之类明确的中国后缀即使不在 list 内也会优先走大陆的 DoH 解析。

注意到这里用到了一种技术,叫做 ECS EDNS Client Subnet,这里似乎和阿里云的弹性云 ECS Elastic Compute Service不一样,这是一种什么技术呢?

ECS 即 EDNS Client Subnet参阅 EDNS Client Subnet - Wikipedia,我们的客户端在大陆,但是权威 DNS 服务器如果在香港甚至新加坡,一些 CDN 节点调度可能会把用户调度到香港/新加坡附近的 CDN 节点而非用户所在的大陆节点。ECS 的工作即是将 Caddy 或其它反向代理 Forward 的 IP 截断为子网,然后告诉递归 DNS 用户在大陆,由此调度到大陆的 CDN 节点。

如果您仔细研读了上面的 config.yaml 不过应该是 TL;DR,你会发现国内的 DNS 解析开启了 ECS 但是没有开启缓存,这是因为若开启缓存,不同位置的客户端可能会命中同一 CDN 节点,但是这个节点可能并非最优的,这正是不开缓存的原因。

一切就绪,可以使用下面的命令启动 Mosdns 测试:

sudo mosdns start -c /etc/mosdns/config.yaml

然后在另外一个 ssh 窗口查看本机 dns 工作是否正常注意测试用类似 kdig @127.0.0.1 -p 5533 www.baidu.com A 的命令,端口用 5533 而非 DoH 的 8053 端口,如果正常,即可 Ctrl + C 杀死前台服务。

  1. 验证 Mosdns 工作正常之后,我们可以将其配成一个 systemd 服务,以便后台运行。

写入 /etc/systemd/system/mosdns.service:

[Unit]
Description=mosdns
After=network-online.target
Wants=network-online.target

[Service]
Type=simple
ExecStart=/usr/local/bin/mosdns start -c /etc/mosdns/config.yaml
Restart=on-failure
RestartSec=3
LimitNOFILE=1048576

[Install]
WantedBy=multi-user.target

启用服务:

sudo systemctl daemon-reload
sudo systemctl enable --now mosdns

检查服务:

systemctl status mosdns
  1. 配置反向代理,例如,我们给出如下的 Caddy 配置:
dns.example.com {
    reverse_proxy 127.0.0.1:8053
}

重启 Caddy 后 https://dns.example.com/dns-query 即为 DoH 地址,不过,并不推荐这样做,因为 DoH 相当于对公网开放,很容易被扫描并识别。

推荐的方案是用 dns.i.example.com 绑定 tailnet 内网地址注意,如果要申请证书,推荐使用 DNS-01 模式,因为绑定内网地址 ACME Challenge 很可能会失败,无法按照传统方式获取证书,然后用 Caddy 反向代理,在这个过程中可以利用 Caddy 限制只允许 tailnet 网段 100.64.0.0/10,例如:

dns.i.example.com {
    @tailnet remote_ip 100.64.0.0/10

    handle @tailnet {
        reverse_proxy 127.0.0.1:8053
    }

    respond "Forbidden" 403
}

由此,就成功获得了一个只在 tailnet 内网中工作的 DoH 了。

但是,聪明的读者相必也能想到,在 tailnet 内网使用 Caddy 就没法转发给 ECS 客户端真实 IP 只能是 tailnet 内网 IP了,似乎无法利用 ECS 了?的确,存在这个问题,我采用了一种比较绿皮的方法,随便找个离自己比较近的(例如湖北武汉教育网)的网段强制传给 ECS,其实是可以达到同样的效果的,毕竟,不解析到海外节点已经很不错了。这样,国内段的 dns_cache 似乎也可以打开了?可能会进一步提升体验。

应用

如果您厌恶广告,完全可以配置上去广告的规则。如果您使用某些代理工具,也可以利用此方法防止 DNS 泄露。总之,玩法还有很多,这里只是一点皮毛,前面的世界,等下再来探索吧!

Note

  1. 参见 DNS over HTTPS - Wikipedia
  2. 例如 Adguard Home
  3. 三网优化, 电信 CN2GIA/CTGGIA,联通稍混乱 10099/CTGGIA/4837 混合,移动 CMI 直连。大陆延迟平均 50ms
  4. DoH 需要一个 SSL 证书才能正常工作,所以 Caddy 自带的配置证书功能能减轻不少工作量
  5. EDNS Client Subnet
  6. Elastic Compute Service
  7. 参阅 EDNS Client Subnet - Wikipedia
  8. 不过应该是 TL;DR
  9. 注意测试用类似 kdig @127.0.0.1 -p 5533 www.baidu.com A 的命令,端口用 5533 而非 DoH 的 8053 端口
  10. 注意,如果要申请证书,推荐使用 DNS-01 模式,因为绑定内网地址 ACME Challenge 很可能会失败,无法按照传统方式获取证书
  11. 只能是 tailnet 内网 IP

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