Meshover

貧者のDCを構築するためのツール。

IPv6を使ってWireguardでフルメッシュVPNを構成し、BGPでピアリングを行う。tailscaleやcalicoと似たツール。

tailscaleと違うのはmeshoverを導入したノードに直接接続していないVM/コンテナをネットワークに接続できること。これはBGPを全ノードが喋ることで実現している。VM/コンテナの接続はKubernetesのCoil/PureLBとの連携を想定している。

特徴

• 自動構成IPアドレス
  • 現在はホスト名をキーとして一意なIPアドレスがコントローラから割り当てられる。
• FRRを使ったBGP unnumbered相互接続
• KubernetesのCoil/PureLBとの連携

何を解決したい？

• 同一L2の上にあるDHCPなどで割り当てられたアドレスは、そのL2でしか使えない。
• 別の場所へのL2延伸はやりたくない
• そのためサーバ間の接続は全てL3のネットワークを利用するようにしたい。
• tailscaleを使ってみてかなり便利だった
• tailscaleのIPアドレスでKubernetesを動かせばいいのでは？
  • 実装してから気づいたが後述するallowed-ipsの制限のため、この構成はおそらく無理
• BGPを喋らせればCalicoやMetalLBと接続できて完璧なのでは？
  • CalicoとMetalLBは面倒なのでCoilとPureLBになった

Getting Started

Getting Started

開発状況

• Wireguardでフルメッシュ接続
• GREをWireguardの上に通し後述のallowed-ips制限を回避、またlink local ipv6アドレスが利用可能。
• FRRをdockerで立ち上げて自動生成したBGPの設定を投入する。
  • BGP unnumberedでmeshoverの他ノードとピアリング。
  • テンプレを変更してノード特有の設定(たとえばCoilの提供するPodIPをBGPで広報する)が可能。
• Source IP based routing
  • グローバルIPにSNATされたパケットを特定ノードに転送する。
  • MetalLBでSVCとかVMにグローバルIPを割り当てた際に適切に処理できるようになる。
  • オプション-gathering <CIDR range>を指定したノードにその範囲のIPアドレスが集約される。
• Prometheus Exporter
  • Grafana Node Graphを使えばノードと接続状況を見れる
  • status manager docs

技術

• Go
  • Rustを使ってみたかったがprotoc-gen-validateが非対応で、辛い
• gRPC
  • コントローラへIPアドレス/ASN割り当てリクエストを投げたり接続情報の登録に使う
• FRR
  • ルーティングなど
• Wireguard
  • セキュアなフルメッシュ接続をやる
• GRE
  • Wireguardはallowed-ipsがACLの働きをすると同時にデバイス内でのルーティングにも使われる(1つのデバイスで複数の接続を張れるため)。したがって複数の接続それぞれを0.0.0.0/0で許可できず、BGPでルーティングしてもホストのIPアドレスからの通信以外はその経路を使えない。これをなんとかするためにGREでもう1段トンネルを張っている。
  • link localアドレスが割り当てられるのでBGP unnumberedが可能
  • 参考: https://www.infrastudy.com/?p=1065

TODO

新しく追加したものはIssueにある。ここに残っているものは最初期に作ったTODOのみ。

• wireguard周りのリファクタリング
  • wireguard-tools無しでも動くようにもしたいね
• FRRのListen IPをデフォルトではWireguardのIPだけにする
  • meshover以外とBGP接続するノードのためにファイアウォールもちゃんとやらないと
• BGPのルーティング情報の検証
• テスト整備
• ノードのステータスを監視できるように
• gRPCの認証をやる
  • サーバの認証はSSL/TLS、クライアントはJWTでよさそう
• ノードステータスとノード認証のJWTを発行できるフロントエンド
• コマンドラインオプションで要らないコンポーネントを動かさないように
• 接続性の向上
  • UDPホールパンチングを実装するのが嫌でIPv6必須にしているのでなんとかする
  • UDPホールパンチングをやるか、BGPが動いているのを生かしてIPv4でも繋がるリレーノードを立てるとか
  • どちらにしろ自分のアンダーレイIPアドレスを現在の自己申告ではなく外部のサーバに確認してもらう必要がある
• EVPN
  • せっかくBGPフルメッシュなのでMPLSとかでVPC作りたい
• CNI
  • せっかくEVPN作るならCNI自作してkubevirtとかでVPCに接続できるようにしたい
• VPNをフルメッシュではなく、BGPでいうルートリフレクタのようなノードを自動選出する
  • だいぶ難しそうなので後回し、ひとまずそこまでスケールすることは考えなくてもいいか
  • 経路ごとのコスト(トンネルで全部1ホップになってるから)を計算
  • 実際の通信状況から利用頻度が少ないし別のノード経由でも通信できる接続を落とすとか？