树莓派利用nginx反向代理，成为IPv6 IPv4公网服务器（需要远程双栈服务器）

树莓派利用nginx反向代理，成为IPv6/IPv4公网服务器（需要远程双栈服务器）

效果

树莓派只需连接电源，以及有免费IPv6服务的网线，即可成为公网上的IPv6服务器；如果有同时支持IPv4和IPv6的双栈服务器，树莓派还能成为公网上的IPv4服务器。

动机

之前发现学校提供免费不间断的IPv6服务，而且DigitalOcean的VPS也能提供IPv6网络，所以萌生了自己建立服务器的想法。

鉴于需要一台耗电量小、噪声小且能够长期不关机运行的服务器，自然而然想到了树莓派。于是经过几天的折腾，终于实现了把树莓派作为公网服务器的想法，但离理想情况还是有些差距，主要特点：

本地而言只需要用到IPv6网络，对IPv4网络没有要求
作为IPv6服务器，采用DDNS方法，但向DNSPod更新DNS信息需要有本地或远程IPv4网络的支持
作为IPv4服务器，采用nginx反向代理，一定需要远程双栈服务器（理论上本地双栈电脑也可以）

大体思路

这里假设的都是采用远程服务器，即DigitalOcean在旧金山的同时支持IPv4和IPv6的VPS。

作为IPv6服务器

此时采用DDNS方法，因为自己有域名，而DNSPod支持IPv6的AAAA记录，且DNSPod提供API，所以采用每次IPv6地址变化则向DNSPod发送修改记录请求，这样实现DDNS。

其中存在的问题是DNSPod并不支持纯IPv6环境下的API请求，即发送请求必须用到IPv4网络（通过IPv4网络发送IPV6记录的修改请求）。所以采用远程服务器，本地通过IPv6作为http的client访问远程服务器，远程服务器作为http server接收请求，并记录请求的IPv6地址（即本地服务器IPv6地址），然后远程服务器通过IPv4调用DNSPod API，修改对应记录，实现DDNS。

作为IPv4服务器

此时采用反向代理方法，远程服务器nginx设置反向代理，地址为本地服务器IPv6地址。这样可以利用DDNS时远程服务器得到的IPv6地址，来更新nginx中反向代理的设置。

举例来说，当某个IPv4用户想要访问本地服务器时，其通过域名访问首先会通过IPv4访问到远程服务器，远程服务器反向代理将请求通过IPv6发送到本地服务器，本地服务器作出响应后，将结果通过IPv6返回到远程服务器，远程服务器最后通过IPv4返回到用户。

可以说一次请求需要跨越4次太平洋，但根据实际测试，响应时间还是可以接受的。

具体实现

关于树莓派

树莓派并没有使用官方固件，而是最初采用了Ubuntu 14.04 LTS，其后转移到Ubuntu 15.04。因为是作为server用，所以更倾向于采用Ubuntu的server版本。

关于树莓派如何连上IPv6网络，实际就是Ubuntu如何连上IPv6网络了，这样的例子很多，对于某些特殊情况，我之前也有写可能的解决方法。

远程服务器端

因为本地IPv6地址是DHCP分配，一直在变动，所以可能需要频繁向远程服务器发送请求。因为我的远程服务器运行有Flask应用，而我对Python比较熟悉，加上对于方案实现我比较倾向于用http实现，所以考虑再三决定采用nginx+uwsgi+flask+python。

结构：nginx设定请求的URL，将此URL的请求设定为转发到flask应用上；uwsgi作为flask和nginx之间的桥梁，并且用来管理flask应用；flask作为网络框架提供网络支撑，处理请求数据和数据的返回；python作为flask里的具体实现，用来调用DNSPod API，以及修改nginx配置文件，实现动态的反向代理。

DDNS部分

先贴主要代码：

def update_dnspod(self, ip):
    url = 'https://dnsapi.cn/Record.Modify'
    info = {
        'login_email': 'xxx',
        'login_password': 'xxx',
        'format': 'json',
        'domain_id': '23606146',
        'record_id': '116841773',
        'record_line': '默认',
        'sub_domain': 'test',
        'record_type': 'AAAA',
        'value': ip
    }

    data = urllib.parse.urlencode(info).encode()
    t = urllib.request.urlopen(url, data=data)
    return t.read().decode('utf-8')

实际上就是调用API了，我这里是在更新test.polarxiong.com的记录。

关于需要domain_id和record_id，似乎只能从API获取，写了一段代码用来获取：

import urllib.request
import urllib.parse
import json

login_email = 'THE_EMAIL'
login_password = 'THE_PASSWORD'


def get_json(url, data):
    con = urllib.request.urlopen(
        url, data=urllib.parse.urlencode(data).encode())
    return json.loads(con.read().decode())


def get_domain_id():
    url = 'https://dnsapi.cn/Domain.List'
    data = {
        'login_email': login_email,
        'login_password': login_password,
        'format': 'json'
    }
    json = get_json(url, data)
    for domain in json['domains']:
        print('domain name:%s\tdomain id:%s' % (domain['name'], domain['id']))


def get_record_id(domain_id):
    url = 'https://dnsapi.cn/Record.List'
    data = {
        'login_email': login_email,
        'login_password': login_password,
        'format': 'json',
        'domain_id': domain_id
    }
    json = get_json(url, data)
    print('domain name:%s\tdomain id:%s' %
          (json['domain']['name'], json['domain']['id']))
    for record in json['records']:
        print('record name:%s\trecord type:%s\trecord id:%s' %
              (record['name'], record['type'], record['id']))


if __name__ == '__main__':
    get_domain_id()

注意：
对于修改记录API的调用，DNSPod有限制：如果1小时之内，提交了超过5次没有任何变动的记录修改请求，该记录会被系统锁定1小时，不允许再次修改。比如原记录值已经是 1.1.1.1，新的请求还要求修改为 1.1.1.1。

反向代理部分

nginx配置文件中反向代理server：

server {
    listen 80;
    server_name pi.polarxiong.com;

    location / {
        proxy_pass http://[2001:250:5002:8100::3:9b63]; # for raspberry pi
        proxy_set_header Host $host;
    }
}

python实现代码：

def update_nginx_config(self, ip):
    with open('/etc/nginx/sites-available/default', 'r') as f:
        s = f.read()
    r = re.compile(r'http://\[(.*?)\]; \# for raspberry pi')
    s = s.replace(r.findall(s)[0], ip)
    with open('/etc/nginx/sites-available/default', 'w') as f:
        f.write(s)
    os.popen('service nginx restart')

读取配置文件后，通过正则表达式找到需要修改的IPv6地址（所以# for raspberry pi必不可少），再通过字符串替换（尝试直接用正则表达式替换，但一直没实现），重新写入配置文件；最后重启nginx服务。

实际上这是一段很危险的代码，会直接修改nginx配置文件，并且通过命令行重启nginx服务。

Flask配置

先贴代码：

from flask import Flask, request
import Ddns
application = Flask(__name__)


@application.route('/ipv6')
def ipv6():
    code = request.args['code']
    if code != '80':
        return 'Bad Request'
    ip = request.remote_addr
    d = Ddns.Ddns()
    t = d.update(ip)
    return t

if __name__ == '__main__':
    application.debug = True
    application.run()

客户端发送GET请求，Flask收到请求后首先校对code，用来防止恶意请求。然后获取客户端IP地址，交给python去实现。

uwsgi配置

关于nginx+uwsgi+flask的配置在之前的文章中介绍过，这里就只写主要部分

systemd中配置服务

路径：/etc/systemd/system/ddns.service

[Unit]
Description=uWSGI instance to serve DDNS
After=network.target

[Service]
User=root
Group=root
WorkingDirectory=/home/zhantong/ddns
Enrironment="PATH=/usr/bin"
ExecStart=/usr/bin/uwsgi --ini ddns.ini

[Install]
WantedBy=multi-user.target

这里设定User和Group均为root是极其危险的，但也是必须的，因为需要读取和写入nginx配置文件，并且通过命令行重启nginx服务。

uwsgi配置文件

路径：/home/zhantong/ddns

[uwsgi]
module = proxy_and_ddns

processes = 1
vhost = true
socket = ddns.sock
chmod-socket = 777
vacuum = true
die-on-term = true

这里其实有一些细节问题，就不说了。
proxy_and_ddns就是proxy_and_dds.py，flask代码。

nginx配置

最后需要加入请求URL，并将其转发到flask，所以nginx关于这部分的server：

server {
    listen [::]:80 ipv6only=on;
    server_name ipv6.polarxiong.com;

    location / {
        include uwsgi_params;
        uwsgi_pass unix:/home/zhantong/ddns/ddns.sock;
    }
}

ipv6.polarxiong.com在DNSPod中设置了记录为AAAA，指向远程服务器的IPv6地址。

本地服务器

本地服务器的工作其实很简单，就是对对应URL发送GET请求

import urllib.request

code = '80'
urllib.request.urlopen('http://ipv6.polarxiong.com/ipv6?code=' + code)

可以利用Ubuntu中的corn来实现定时运行。

结束

上面说的很乱，但理顺了还是挺容易的，最后的结果就是test.polarxiong.com对应的IP就是树莓派的IPv6地址，即通过IPv6访问test.polarxiong.com就是直接访问树莓派；而pi.polarxiong.com是通过远程服务器反向代理，通过IPv4访问树莓派。

附录

flask和python完整代码

flask

文件名：proxy_and_ddns.py

from flask import Flask, request
import Ddns
application = Flask(__name__)


@application.route('/ipv6')
def ipv6():
    code = request.args['code']
    if code != '80':
        return 'Bad Request'
    ip = request.remote_addr
    d = Ddns.Ddns()
    t = d.update(ip)
    return t

if __name__ == '__main__':
    application.debug = True
    application.run()

python

文件名：Ddns.py

import import   class

参考 -- name=__codelineno-10-1 href=#__codelineno-10-1>import urllib.request os re Ddns(): def update_nginx_config(self, ip): with open('/etc/nginx/sites-available/default', 'r') as f: s = f.read() r = re.compile(r'http://\[(.*?)\]; \# for raspberry pi') s = s.replace(r.findall(s)[0], ip) with open('/etc/nginx/sites-available/default', 'w') as f: f.write(s) os.popen('service nginx restart') def update_dnspod(self, ip): url = 'https://dnsapi.cn/Record.Modify' info = { 'login_email': 'xxx', 'login_password': 'xxx', 'format': 'json', 'domain_id': '23606146', 'record_id': '116841773', 'record_line': '默认', 'sub_domain': 'test', 'record_type': 'AAAA', 'value': ip } data = urllib.parse.urlencode(info).encode() t = urllib.request.urlopen(url, data=data) return t.read().decode('utf-8') def update(self, ip): t=self.update_dnspod(ip) self.update_nginx_config(ip) return t

原文链接： https://www.polarxiong.com/archives/树莓派利用nginx反向代理-成为IPv6-IPv4公网服务器-需要远程双栈服务器.html