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Tailscale 基础教程：Headscale 的部署方法和使用教程

發布時間：2024/1/11 windows 86 coder

生活随笔收集整理的這篇文章主要介紹了 Tailscale 基础教程：Headscale 的部署方法和使用教程小編覺得挺不錯的,現在分享給大家,幫大家做個參考.

Tailscale 是一種基于 WireGuard 的虛擬組網工具，它在用戶態實現了 WireGuard 協議，相比于內核態 WireGuard 性能會有所損失，但在功能和易用性上下了很大功夫：

開箱即用
- 無需配置防火墻
- 沒有額外的配置
高安全性/私密性
- 自動密鑰輪換
- 點對點連接
- 支持用戶審查端到端的訪問記錄
在原有的 ICE、STUN 等 UDP 協議外，實現了 DERP TCP 協議來實現 NAT 穿透
基于公網的控制服務器下發 ACL 和配置，實現節點動態更新
通過第三方（如 Google） SSO 服務生成用戶和私鑰，實現身份認證

簡而言之，我們可以將 Tailscale 看成是更為易用、功能更完善的 WireGuard。

光有這些還不夠，作為一個白嫖黨，咱更關心的是免費與開源。

Tailscale 是一款商業產品，但個人用戶是可以白嫖的，個人用戶在接入設備不超過 20 臺的情況下是可以免費使用的（雖然有一些限制，比如子網網段無法自定義，且無法設置多個子網）。除 Windows 和 macOS 的圖形應用程序外，其他 Tailscale 客戶端的組件（包含 Android 客戶端）是在 BSD 許可下以開源項目的形式開發的，你可以在他們的 GitHub 倉庫找到各個操作系統的客戶端源碼。

對于大部份用戶來說，白嫖 Tailscale 已經足夠了，如果你有更高的需求，比如自定義網段，可以選擇付費。

原文鏈接：https://icloudnative.io/posts/how-to-set-up-or-migrate-headscale/

我就不想付費行不行？行，不過得往下看。

Headscale 是什么

Tailscale 的控制服務器是不開源的，而且對免費用戶有諸多限制，這是人家的搖錢樹，可以理解。好在目前有一款開源的實現叫 Headscale，這也是唯一的一款，希望能發展壯大。

Headscale 由歐洲航天局的 Juan Font 使用 Go 語言開發，在 BSD 許可下發布，實現了 Tailscale 控制服務器的所有主要功能，可以部署在企業內部，沒有任何設備數量的限制，且所有的網絡流量都由自己控制。

Headscale 部署

使用 Sealos 一鍵部署

如果你嫌下面太長不看，可以選擇直接使用 Sealos 應用模板一鍵部署，有手就行，啥都不需要設置。

直接復制下面的鏈接粘貼到瀏覽器打開 Sealos 的應用模板部署界面：

https://template.cloud.sealos.io/deploy?templateName=headscale

如果您是第一次打開 Sealos，需要先注冊登錄賬號。

然后點擊「部署應用」按鈕開始部署。部署完成后，你會看到兩個應用，一個是 Headscale，另一個則是 Headscale 可視化界面。

點擊 Headscale 應用的「詳情」進入詳情頁面。內網端口 8080 對應的外網地址就是 Headscale 的公網域名。

Headscale 公網域名后面跟上路徑 /admin/ 即可打開可視化界面。

在 Linux 上部署

在 Linux 上的部署步驟就稍微復雜點了

理論上來說只要你的 Headscale 服務可以暴露到公網出口就行，但最好不要有 NAT，所以推薦將 Headscale 部署在有公網 IP 的云主機上。

首先需要到其 GitHub 倉庫的 Release 頁面下載最新版的二進制文件。

$ wget --output-document=/usr/local/bin/headscale \
   https://github.com/juanfont/headscale/releases/download/v<HEADSCALE VERSION>/headscale_<HEADSCALE VERSION>_linux_<ARCH>

$ chmod +x /usr/local/bin/headscale

創建配置目錄：

$ mkdir -p /etc/headscale

創建目錄用來存儲數據與證書：

$ mkdir -p /var/lib/headscale

創建空的 SQLite 數據庫文件：

$ touch /var/lib/headscale/db.sqlite

創建 Headscale 配置文件：

$ wget https://github.com/juanfont/headscale/raw/main/config-example.yaml -O /etc/headscale/config.yaml

修改配置文件，將 server_url 改為公網 IP 或域名。如果是國內服務器，域名必須要備案。我的域名無法備案，所以我就直接用公網 IP 了。
如果暫時用不到 DNS 功能，可以先將 magic_dns 設為 false。
server_url 設置為 http://<PUBLIC_ENDPOINT>:8080，將 <PUBLIC_ENDPOINT> 替換為公網 IP 或者域名。
建議打開隨機端口，將 randomize_client_port 設為 true。
可自定義私有網段，也可同時開啟 IPv4 和 IPv6：
```
ip_prefixes:
  # - fd7a:115c:a1e0::/48
  - 100.64.0.0/16
```

創建 SystemD service 配置文件：

# /etc/systemd/system/headscale.service
[Unit]
Description=headscale controller
After=syslog.target
After=network.target

[Service]
Type=simple
User=headscale
Group=headscale
ExecStart=/usr/local/bin/headscale serve
Restart=always
RestartSec=5

# Optional security enhancements
NoNewPrivileges=yes
PrivateTmp=yes
ProtectSystem=strict
ProtectHome=yes
ReadWritePaths=/var/lib/headscale /var/run/headscale
AmbientCapabilities=CAP_NET_BIND_SERVICE
RuntimeDirectory=headscale

[Install]
WantedBy=multi-user.target

創建 headscale 用戶：

$ useradd headscale -d /home/headscale -m

修改 /var/lib/headscale 目錄的 owner：

$ chown -R headscale:headscale /var/lib/headscale

修改配置文件中的 unix_socket：

unix_socket: /var/run/headscale/headscale.sock

Reload SystemD 以加載新的配置文件：

$ systemctl daemon-reload

啟動 Headscale 服務并設置開機自啟：

$ systemctl enable --now headscale

查看運行狀態：

$ systemctl status headscale

查看占用端口：

$ ss -tulnp|grep headscale

tcp LISTEN 0 1024 [::]:9090 [::]:* users:(("headscale",pi

d=10899,fd=13))

tcp LISTEN 0 1024 [::]:50443 [::]:* users:(("headscale",pi

d=10899,fd=10))

tcp LISTEN 0 1024 [::]:8080 [::]:* users:(("headscale",pi

d=10899,fd=12))

創建用戶

命令行

Tailscale 中有一個概念叫 tailnet，你可以理解成租戶，租戶與租戶之間是相互隔離的，具體看參考 Tailscale 的官方文檔：What is a tailnet。Headscale 也有類似的實現叫 user，即用戶。我們需要先創建一個 user，以便后續客戶端接入，例如：

$ headscale user create default

查看命名空間：

$ headscale user list

ID | Name | Created

1 | default | 2022-03-09 06:12:06

如果你是通過 Sealos 一鍵部署的 Headscale，可以在 Headscale 應用的詳情頁面點擊右側的「終端」按鈕進入 Headscale 容器的終端：

然后在終端中執行上述命令創建 user。

可視化界面

Headscale-Admin 需要通過 API Key 來接入 Headscale，所以在使用之前我們需要先創建一個 API key。在 Headscale 應用的詳情頁面點擊右側的「終端」按鈕進入 Headscale 容器的終端：

然后執行以下命令創建 API Key：

$ headscale apikey create

將 Headscale 公網域名和 API Key 填入 Headscale-Admin 的設置頁面，同時取消勾選 Legacy API，然后點擊「Save」：

接入成功后，點擊左邊側欄的「Users」，然后點擊「Create」開始創建用戶：

Tailscale 客戶端接入

目前除了 iOS 客戶端，其他平臺的客戶端都有辦法自定義 Tailscale 的控制服務器。

OS	是否支持 Headscale
Linux	Yes
OpenBSD	Yes
FreeBSD	Yes
macOS	Yes
Windows	Yes 參考 Windows 客戶端文檔
Android	Yes
iOS	Yes

我們先來看下 Linux 平臺的接入。

Linux

Tailscale 官方提供了各種 Linux 發行版的軟件包，但國內的網絡你懂得，軟件源根本用不了。好在官方還提供了靜態編譯的二進制文件，我們可以直接下載。例如：

$ wget https://pkgs.tailscale.com/stable/tailscale_1.22.2_amd64.tgz

解壓：

$ tar zxvf tailscale_1.22.2_amd64.tgz
x tailscale_1.22.2_amd64/
x tailscale_1.22.2_amd64/tailscale
x tailscale_1.22.2_amd64/tailscaled
x tailscale_1.22.2_amd64/systemd/
x tailscale_1.22.2_amd64/systemd/tailscaled.defaults
x tailscale_1.22.2_amd64/systemd/tailscaled.service

將二進制文件復制到官方軟件包默認的路徑下：

$ cp tailscale_1.22.2_amd64/tailscaled /usr/sbin/tailscaled
$ cp tailscale_1.22.2_amd64/tailscale /usr/bin/tailscale

將 systemD service 配置文件復制到系統路徑下：

$ cp tailscale_1.22.2_amd64/systemd/tailscaled.service /lib/systemd/system/tailscaled.service

將環境變量配置文件復制到系統路徑下：

$ cp tailscale_1.22.2_amd64/systemd/tailscaled.defaults /etc/default/tailscaled

啟動 tailscaled.service 并設置開機自啟：

$ systemctl enable --now tailscaled

查看服務狀態：

$ systemctl status tailscaled

Tailscale 接入 Headscale：

# 如果你是在自己的服務器上部署的，請將 <HEADSCALE_PUB_ENDPOINT> 換成你的 Headscale 公網 IP 或域名
$ tailscale up --login-server=http://<HEADSCALE_PUB_ENDPOINT>:8080 --accept-routes=true --accept-dns=false

# 如果你是使用 Sealos 一鍵部署的，請將 <HEADSCALE_PUB_ENDPOINT> 換成上文提到的 Sealos 中的 Headscale 公網域名
$ tailscale up --login-server=https://<HEADSCALE_PUB_ENDPOINT> --accept-routes=true --accept-dns=false

你也可以在 Headsca-Admin 的 Deploy 界面獲取接入命令：

這里推薦將 DNS 功能關閉，因為它會覆蓋系統的默認 DNS。如果你對 DNS 有需求，可自己研究官方文檔，這里不再贅述。

執行完上面的命令后，會出現下面的信息：

To authenticate, visit:

	https://qgemohpy.cloud.sealos.io/register/mkey:e13651ddbfc269513723f1afd6f42465e56922b67ecea8f37d61a35b1b357e0c

在瀏覽器中打開該鏈接，就會出現如下的界面：

將其中的命令復制粘貼到 headscale 所在機器的終端中，并將 USERNAME 替換為前面所創建的 user。

$ headscale nodes register --user default --key 905cf165204800247fbd33989dbc22be95c987286c45aac3033937041150d846
Machine register

注冊成功，查看注冊的節點：

$ headscale nodes list

ID | Name | NodeKey | Namespace | IP addresses | Ephemeral | Last seen | Onlin

e | Expired

1 | coredns | [Ew3RB] | default | 100.64.0.1 | false | 2022-03-20 09:08:58 | onlin

e | no

回到 Tailscale 客戶端所在的 Linux 主機，可以看到 Tailscale 會自動創建相關的路由表和 iptables 規則。路由表可通過以下命令查看：

$ ip route show table 52

查看 iptables 規則：

$ iptables -S
-P INPUT DROP
-P FORWARD ACCEPT
-P OUTPUT ACCEPT
-N ts-forward
-N ts-input
-A INPUT -j ts-input
-A FORWARD -j ts-forward
-A ts-forward -i tailscale0 -j MARK --set-xmark 0x40000/0xffffffff
-A ts-forward -m mark --mark 0x40000 -j ACCEPT
-A ts-forward -s 100.64.0.0/10 -o tailscale0 -j DROP
-A ts-forward -o tailscale0 -j ACCEPT
-A ts-input -s 100.64.0.5/32 -i lo -j ACCEPT
-A ts-input -s 100.115.92.0/23 ! -i tailscale0 -j RETURN
-A ts-input -s 100.64.0.0/10 ! -i tailscale0 -j DROP

$ iptables -S -t nat
-P PREROUTING ACCEPT
-P INPUT ACCEPT
-P OUTPUT ACCEPT
-P POSTROUTING ACCEPT
-A ts-postrouting -m mark --mark 0x40000 -j MASQUERADE

macOS

macOS 有 3 種安裝方法：

直接通過應用商店安裝，地址：https://apps.apple.com/ca/app/tailscale/id1475387142。前提是你需要一個美區 ID。。。
下載安裝包直接安裝，繞過應用商店。
安裝開源的命令行工具 tailscale 和 tailscaled。相關鏈接：https://github.com/tailscale/tailscale/wiki/Tailscaled-on-macOS。

這三種安裝包的核心數據包處理代碼是相同的，唯一的區別在于在于打包方式以及與系統的交互方式。

應用商店里的應用運行在一個應用沙箱中，與系統的其他部分隔離。在沙箱內，應用可以是一個網絡擴展，以實現 VPN 或者類 VPN 的功能。網絡擴展實現的功能對應用商店之外的應用是無法生效的。

從 macOS 從 10.15 開始新增了系統擴展，說白了就是運行在用戶態的內核擴展，它相比于傳統的網絡擴展增強了很多功能，比如內容過濾、透明代理、DNS 代理等。Tailscale 獨立于應用商店的安裝包使用的就是系統擴展，通過 DMG 或者 zip 壓縮包進行分發。

{{< alert >}}
不要同時安裝應用商店版本和獨立分發版本，同時只能裝一個。

而命令行工具既沒有使用網絡擴展也沒有使用系統擴展，而是使用的 utun 接口，相比于 GUI 版本缺少了部分功能，比如 MagicDNS 和 Taildrop。

總覽：

	應用商店（網絡擴展）	獨立應用（系統擴展）	命令行版本
是否可用	yes	yes, beta	yes
圖形界面	yes	yes	no; CLI
macOS 最低版本	macOS 10.13	macOS 10.15	macOS 10.13
后臺運行	no; sandboxed	理論上支持; 尚未實現	yes
使用的鑰匙串??	用戶級	系統級	直接存放在文件中
沙盒隔離	yes	no	no
自動更新	yes; 應用商店直接更新	yes; Sparkle	no
是否開源	no	no	yes
MagicDNS	yes	yes	yes
Taildrop	yes	yes	未實現

安裝完 GUI 版應用后還需要做一些騷操作，才能讓 Tailscale 使用 Headscale 作為控制服務器。當然，Headscale 已經給我們提供了詳細的操作步驟，你只需要在瀏覽器中打開 URL：https://<HEADSCALE_PUB_ENDPOINT>/apple，便會出現如下的界面：

對于 1.34.0 及以上的 Tailscale 版本，可以按照下面的方法來操作：

長按「ALT」鍵，然后點擊頂部菜單欄的 Tailscale 圖標，然后將鼠標指針懸停在「Debug」菜單上。
在「Custom Login Server」下方選擇「Add Account...」。
在打開的彈窗中填入 Headscale 的公網域名，然后點擊「Add Account」。
然后立馬就會跳轉到瀏覽器并打開一個頁面。
接下來與之前 Linux 客戶端相同，回到 Headscale 所在的機器執行瀏覽器中的命令即可，注冊成功：

回到 Headscale 所在主機，查看注冊的節點：

$ headscale nodes list

ID | Name | NodeKey | Namespace | IP addresses | Ephemeral | Last seen | Onlin

e | Expired

1 | coredns | [Ew3RB] | default | 100.64.0.1 | false | 2022-03-20 09:08:58 | onlin

e | no
2 | carsondemacbook-pro | [k7bzX] | default   | 100.64.0.2     | false     | 2022-03-20 09:48:30 | online  | no

回到 macOS，測試是否能 ping 通對端節點：

$ ping -c 2 100.64.0.1
PING 100.64.0.1 (100.64.0.1): 56 data bytes
64 bytes from 100.64.0.1: icmp_seq=0 ttl=64 time=37.025 ms
64 bytes from 100.64.0.1: icmp_seq=1 ttl=64 time=38.181 ms

--- 100.64.0.1 ping statistics ---
2 packets transmitted, 2 packets received, 0.0% packet loss
round-trip min/avg/max/stddev = 37.025/37.603/38.181/0.578 ms

也可以使用 Tailscale CLI 來測試：

$ /Applications/Tailscale.app/Contents/MacOS/Tailscale ping 100.64.0.1
pong from coredns (100.64.0.1) via xxxx:41641 in 36ms

對于版本號低于 1.32.0 的 Tailscale 客戶端，你只需要按照圖中所述的步驟操作即可，本文就不再贅述了。

Android

Android 客戶端從 1.30.0 版本開始支持自定義控制服務器（即 coordination server），你可以通過 Google Play 或者 F-Droid 下載最新版本的客戶端。

安裝完成后打開 Tailscale App，會出現如下的界面：

點開右上角的“三個點”，你會看到只有一個 About 選項：

接下來就需要一些騷操作了，你需要反復不停地點開再關閉右上角的“三個點”，重復三四次之后，便會出現一個 Change server 選項：

點擊 Change server，將 headscale 控制服務器的地址填進去：

然后點擊 Save and restart 重啟，點擊 Sign in with other，就會跳出這個頁面：

將其中的命令粘貼到 Headscale 所在主機的終端，將 USER 替換為之前創建的 user，然后執行命令即可。注冊成功后可將該頁面關閉，回到 App 主頁，效果如圖：

Windows

Windows Tailscale 客戶端想要使用 Headscale 作為控制服務器，只需在瀏覽器中打開 URL：https://<HEADSCALE_PUB_ENDPOINT>/windows，便會出現如下的界面：

按照其中的步驟操作即可。

其他 Linux 發行版

除了常規的 Linux 發行版之外，還有一些特殊場景的 Linux 發行版，比如 OpenWrt、威聯通（QNAP）、群暉等，這些發行版的安裝方法已經有人寫好了，這里就不詳細描述了，我只給出相關的 GitHub 倉庫，大家如果自己有需求，直接去看相關倉庫的文檔即可。

OpenWrt：https://github.com/adyanth/openwrt-tailscale-enabler
群暉：https://github.com/tailscale/tailscale-synology
威聯通：https://github.com/tailscale/tailscale-qpkg

iOS

iOS 系統直接從應用商店安裝即可，當然前提是你需要有一個美區 ID。

安裝完成后打開 Tailscale 確認你沒有登錄任何賬號。然后打開「設置」，向下滑動，在「Game Center」或者「電視提供商」下方找到「Tailscale」，然后點擊進去。

如果你的設備之前登錄過 Tailscale 服務端，需要將「Reset Keychain」選項打開。
在「Alternate Coordination Server URL」下方輸入你的 Headscale 公網域名。
從 iOS 應用程序切換器中關閉 Tailscale 再重新打開，然后選擇「Log in」，就會彈出一個 Headscale 身份認證頁面。

將 Headscale 身份認證頁面中的命令復制粘貼到 headscale 所在容器的終端中，并將 USERNAME 替換為前面所創建的 user。

$ headscale nodes register --user default --key mkey:1fbd9696ebb03b9394033949514345bc5dba0e570bc0d778f15f92a02d2dcb66
2023-12-29T09:55:38Z TRC DNS configuration loaded dns_config={"Nameservers":["1.1.1.1"],"Proxied":true,"Resolvers":[{"Addr":"1.1.1.1"}]}
Node localhost registered

注冊成功。

通過 Pre-Authkeys 接入

前面的接入方法都需要服務端同意，步驟比較煩瑣，其實還有更簡單的方法，可以直接接入，不需要服務端同意。

首先在服務端生成 pre-authkey 的 token，有效期可以設置為 24 小時：

$ headscale preauthkeys create -e 24h --user default

查看已經生成的 key：

$ headscale --user default preauthkeys list
ID | Key                                              | Reusable | Ephemeral | Used  | Expiration          | Created            
1  | 57e419c40e30b0dxxxxxxxf15562c18a8c6xxxx28ae76f57 | false    | false     | false | 2022-05-30 07:14:17 | 2022-05-29 07:14:17

當然你也可以在 Headscale-Admin 中生成。點擊客戶端想加入的 User：

在彈出的界面中點擊「PreAuth Keys」右側的 Create，設置一個過期時間（比如 100 年~），如果想重復利用這個 Key，可以勾選 Reusable，最后點擊 ?：

創建成功后，點擊紅框區域便可復制該 PreAuth Key：

現在新節點就可以無需服務端同意直接接入了：

$ tailscale up --login-server=http://<HEADSCALE_PUB_ENDPOINT>:8080 --accept-routes=true --accept-dns=false --authkey $KEY

打通局域網

到目前為止我們只是打造了一個點對點的 Mesh 網絡，各個節點之間都可以通過 WireGuard 的私有網絡 IP 進行直連。但我們可以更大膽一點，還記得我在文章開頭提到的訪問家庭內網的資源嗎？我們可以通過適當的配置讓每個節點都能訪問其他節點的局域網 IP。這個使用場景就比較多了，你可以直接訪問家庭內網的 NAS，或者內網的任何一個服務，更高級的玩家可以使用這個方法來訪問云上 Kubernetes 集群的 Pod IP 和 Service IP。

假設你的家庭內網有一臺 Linux 主機（比如 OpenWrt）安裝了 Tailscale 客戶端，我們希望其他 Tailscale 客戶端可以直接通過家中的局域網 IP（例如 192.168.100.0/24）訪問家庭內網的任何一臺設備。

配置方法很簡單，首先需要設置 IPv4 與 IPv6 路由轉發：

$ echo 'net.ipv4.ip_forward = 1' | tee /etc/sysctl.d/ipforwarding.conf
$ echo 'net.ipv6.conf.all.forwarding = 1' | tee -a /etc/sysctl.d/ipforwarding.conf
$ sysctl -p /etc/sysctl.d/ipforwarding.conf

客戶端修改注冊節點的命令，在原來命令的基礎上加上參數 --advertise-routes=192.168.100.0/24，告訴 Headscale 服務器“我這個節點可以轉發這些地址的路由”。

$ tailscale up --login-server=http://<HEADSCALE_PUB_ENDPOINT>:8080 --accept-routes=true --accept-dns=false --advertise-routes=192.168.100.0/24 --reset

在 Headscale 端查看路由，可以看到相關路由是關閉的。

$ headscale nodes list|grep openwrt

6 | openwrt | [7LdVc] | default | 100.64.0.6 | false | 2022-03-20 15:50:46 | onlin

e | no

$ headscale routes list -i 6

Route | Enabled

192.168.100.0/24 | false

開啟路由：

$ headscale routes enable -i 6 -r "192.168.100.0/24"

Route | Enabled

192.168.100.0/24 | true

如果有多條路由需要用 , 隔開：

$ headscale routes enable -i 6 -r "192.168.100.0/24,xxxx"

也可以通過參數 -a 開啟所有路由：

$ headscale routes enable -i 6 -a

其他節點查看路由結果：

$ ip route show table 52|grep "192.168.100.0/24"
192.168.100.0/24 dev tailscale0

其他節點啟動時需要增加 --accept-routes=true 選項來聲明 “我接受外部其他節點發布的路由”。

現在你在任何一個 Tailscale 客戶端所在的節點都可以 ping 通家庭內網的機器了，你在公司或者星巴克也可以像在家里一樣用同樣的 IP 隨意訪問家中的任何一個設備，就問你香不香？

總結

目前從穩定性來看，Tailscale 比其他機遇 WireGuard 的組網工具略勝一籌，基本上不會時不時出現 ping 不通的情況，這取決于 Tailscale 在用戶態對 NAT 穿透所做的種種優化，他們還專門寫了一篇文章介紹 NAT 穿透的原理，中文版翻譯自國內的 eBPF 大佬趙亞楠，墻裂推薦大家閱讀。放一張圖給大家感受一下：

總結

以上是生活随笔為你收集整理的Tailscale 基础教程：Headscale 的部署方法和使用教程的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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