基于 DNS 的内网透明代理分流方案

2023-07-21 更新已支持 nftable, mosdns v5

从 3 年前开始 r2s 成为了我的家庭主路由，也就是那一年 Clash 社区迅速演进，OpenClash 也逐渐成为了在 OpenWRT 上使用 Clash 的标准姿势。

但当年的 OpenClash 还没有基于 iptables 的分流功能，所有流量都经 Clash 核心转发，性能损耗过大，对 r2s 小小的 CPU 造成了大大的压力，于是我魔改了 passwall，利用 passwall 的 iptables 规则将流量分流，配合 Clash 核心，这样一直凑合用了几年。只要勤快点维护着规则，其实效果也还可以。

直到一个月前我终于下定决心把主路由换成性能稍微高一点的 r4s，同时我发现 OpenClash 也已经支持了绕过大陆 IP 的基本分流功能，加上我实在懒得维护自己的固件和魔改 passwall 了，索性用 OpenClash 的 redir-host 模式运行了一段时间，这段时间我发现 redir-host 确实对于 DNS 污染力不从心¹，需要非常勤奋的维护规则才能勉强维持。我也试用过 Meta 核心，Fake-IP 和 TUN 模式，都有各自的问题，于是我又走上了自研解决方案的路。

预料到自己一定会疏于维护，这次我肯定不能再造轮子了。以下配置全部基于 OpenWRT 内已有的包，使用了 AdGuardHome，mosdns，OpenClash，经过排列组合和配置优化来达到分流和扶梯的效果。

实现效果

完美保留了 AdGuardHome 的各种功能
基于 DNS 的流量分流，国内流量绕过 Clash 核心
用 Fake-IP 模式来解决 DNS 污染的问题，但限制 Fake-IP 的范围，不需要代理的域名仍返回正常 IP
不用再费心找无污染的 DNS 服务器，使用运营商提供的 DNS 也没问题
因为彻底解决了 DNS 污染，可以放心缓存 DNS 请求结果，开启 AdGuardHome 的乐观缓存后，DNS 平均处理时间降到 3ms
完美兼容 IPv6。国内流量可正常使用 IPv6 服务。只要代理有 IPv6 出口，那国外也可正常使用。（使用 IPv6 居然还有意料之外的好处，后悔没早开）
兼容 BT/PT 应用，无需特殊配置也不会消耗代理流量
可以通过 AdGuardHome 的 Web 管理页面轻松切换内网设备是否走代理

DNS 分流

flowchart TD
    client[DNS 请求] -- 防火墙劫持 -->  agh[AdGuardHome]
    agh -- 需要代理的设备 --> mosdns
    agh -- 无需代理的设备 --> dnsmasq
    mosdns -- 国内域名 --> dnsmasq
    mosdns -- 国外域名 --> drop_ipv6[\忽略 IPv6 请求/]
    mosdns -- 其它 --> fallback
    fallback -- 国内IP --> dnsmasq
    fallback -- 国外IP --> drop_ipv6
    dnsmasq --> sp_dns[运营商 DNS]

    mosdns -- 域名白名单 --> dnsmasq
    mosdns -- 域名黑名单 --> drop_ipv6
    drop_ipv6 --> clash[Clash Fake IP]

经过 DNS 分流后，所有需要代理的域名都分配到了 Fake IP，无需代理的域名都是由运营商 DNS 返回的最优结果。Clash 的 DNS 在 Fake IP 模式下可以无需请求网络直接返回结果，所以整体的 DNS 响应速度非常快。在处理 Fake IP 的流量时，Clash 会把 hostname 发送到远端进行 DNS 解析，也就自然不存在 DNS 污染的问题了。

流量代理分流

经过 DNS 分流以后，我们只需要一条防火墙规则，把所有目的地址是 Fake IP 的流量都转发到 Clash 核心，所有其他流量都不经转发正常通行。

OpenClash 在 Fake IP 模式下会自动帮我们添加对应的防火墙规则。但它为了防止小白误操作把其它 IP 的流量也转发到 Clash 核心了，这是没必要的，我们在自定义防火墙规则里把这条删掉就可以了。

同时由于只有 Fake IP 流量会经过代理，那么无需 DNS 解析的 IP 直连流量自然就不会经过代理了，这样就不用再担心 BT/PT 跑代理的流量了。

解决个别 IP 的代理问题

有的需要代理的 App 是直连 IP，不经过 DNS 域名解析的步骤的，目前我用到的只有一个，就是 telegram。好在 telegram 提供了它所使用的 ip-cidr 列表，我们只需要为这些 IP 单独配置防火墙规则，给它们转发到 Clash 核心。

IPv6

在这种分流方案下，可以放心开启路由器的 IPv6 支持了。因为我们在 DNS 请求阶段，把可能需要代理才能访问的 IPv6 请求已经都过滤掉了，也就不用担心代理软件对 IPv6 支持不好的问题了。

同时因为 Clash 会将 hostname 传递到远端进行解析，那么如果你的代理落地机支持 IPv6 的话，经过代理的流量就也可以走 IPv6 出口了。

内网设备分流控制

通过 AdGuardHome 的 Web 管理界面可以为局域网内不同的设备指定不同的上游 DNS 服务器。

对于需要代理的设备，把上游 DNS 服务器指定到 mosdns。对于不需代理的设备，把上游 DNS 服务器指定到 dnsmasq。这样就能做到基于设备的分流控制了。

如果内网大部分设备都需要走代理，那就把 mosdns 作为 AdGuardHome 的默认上游 DNS 服务器，然后对个别不需要走代理的设备单独配置 dnsmasq 上游。反过来也是一样的。

基于域名的黑白名单

通过 mosdns 的 query_matcher 功能，可以构建基于域名的黑白名单，保证一些你选择的域名一定通过或不通过 Clash 核心的代理。

比如开启了 IPv6 功能之后，我们就可以把 test-ipv6.com 加入到域名白名单里，这样我们就能测试自己对 IPv6 配置的怎么样了。

AdGuardHome 乐观缓存

Clash 可以在重启过程中对 Fake IP 列表进行保存，运营商 DNS 的返回结果也基本稳定，所以我们可以放心的开启 AdGuardHome 的乐观缓存功能。这时 AdGuardHome 会优先返回已过期的缓存结果然后再自己慢慢去更新缓存内容，可以大大提高内网客户端的 DNS 请求响应速度。

具体配置

上面都在讲思路，终于轮到具体的配置了。先把对应的包都安装好：luci-app-adguardhome，luci-app-mosdns，OpenClash。然后我们来一个一个的配置。

OpenClash

OpenClash 配置繁多，初始配置请自行参考 OpenClash 的 wiki，下面只说换成本文方案所需的配置。

插件设置 - 模式设置 - 运行模式：切换到 Fake-IP（增强）模式
插件设置 - DNS 设置 - 本地 DNS 劫持 选择 禁用
插件设置 - 流量控制 - 绕过中国大陆 IP 取消勾选
插件设置 - 流量控制 - 仅允许内网 开启
插件设置 - IPv6 设置 这页的选项全都关闭就行了
覆写设置 - 常规设置 这里都不用改，只需要记住 DNS 监听，后面配置 mosdns 要用
覆写设置 - DNS 设置 - 自定义上游 DNS 服务器 勾选
覆写设置 - DNS 设置 - 追加上游 DNS 勾选
覆写设置 - DNS 设置 - 追加默认 DNS 勾选
覆写设置 - DNS 设置 - Fake-IP 持久化 勾选
覆写设置 - DNS 设置 页面下方 NameServer，FallBack，Default-NameServer 里的 DNS 服务器全都取消勾选，我们只用运营商提供的 DNS 服务器就够了，一般运营商 DNS 都是最快的，也是 CDN 最优化的。
插件设置 - GEO 数据库订阅 把 GeoIP Dat 和 GeoSite 这两个库的自动更新打开，都选 Loyalsoldier 的版本，这个是用来给 mosdns 用的。
插件设置 - 开发者选项里，我们自定义一下防火墙规则，增加如下这些行。

if [ "$en_mode" == "fake-ip" ]; then
  LOG_OUT "limit route to only fake ips with proxy port $proxy_port"
  
  /etc/mosdns/rule/geoip2ipset.sh /etc/openclash/GeoIP.dat telegram
  
  if [ -n "$FW4" ]; then
    handle=$(nft -a list chain inet fw4 openclash | grep 'ip protocol tcp counter' | awk '{print $NF}')
    LOG_OUT "deleting nft rule handle $handle"
    nft delete rule inet fw4 openclash handle $handle
    nft add rule inet fw4 openclash ip protocol tcp ip daddr @telegram counter redirect to $proxy_port
  else
    iptables -t nat -D openclash -p tcp -j REDIRECT --to-ports $proxy_port
    iptables -t nat -A openclash -m set --match-set telegram dst -p tcp -j REDIRECT --to-ports $proxy_port
  fi
fi

LOG_OUT "restart adguardhome"
/etc/init.d/AdGuardHome restart

其中 /etc/mosdns/rule/geoip2ipset.sh 这个脚本可以根据 GeoIP 数据库来生成对应的 ipset。内容如下，这个文件放到路由器上后，记得要执行 chmod a+x /etc/mosdns/rule/geoip2ipset.sh 给它赋予可执行权限。

#!/bin/bash

geoipfile="$1"
tag="$2"
tmpdir="/tmp/v2dat"
FW4=$(command -v fw4)

cd $(cd $(dirname $BASH_SOURCE) && pwd)

mkdir -p "$tmpdir"
filename=$(basename -- "$geoipfile")
filename="${filename%.*}"
filename="$tmpdir/${filename}_$tag.txt"

if [ "$tag" == "telegram" ]; then
    wget -4 --timeout 5 -O "$filename" 'https://core.telegram.org/resources/cidr.txt'
    if [ "$?" != "0" ]; then
         /usr/bin/v2dat unpack geoip -o "$tmpdir" -f "$tag" "$geoipfile"
    fi
else
    /usr/bin/v2dat unpack geoip -o "$tmpdir" -f "$tag" "$geoipfile"
fi

if test -f "$filename"; then
    if [ -n "$FW4" ]; then
        nft add set inet fw4 "$tag" { type ipv4_addr\; flags interval\;  auto-merge\; }
        nft add set inet fw4 "${tag}6" { type ipv6_addr\; flags interval\;  auto-merge\; }
        nft flush set inet fw4 "$tag"
        nft flush set inet fw4 "${tag}6"
    fi
    ipset create "$tag" hash:net -!
    ipset create "${tag}6" hash:net family inet6 -!
    ipset flush "$tag"
    ipset flush "${tag}6"
    while read p; do
        if ! grep -q ":" <<< "$p"; then
            if [ -n "$FW4" ]; then
                nft add element inet fw4 "$tag" { "$p" }
            fi
            ipset add "$tag" "$p"
        else
            if [ -n "$FW4" ]; then
                nft add element inet fw4 "${tag}6" { "$p" }
            fi
            ipset add "${tag}6" "$p"
        fi
    done <"$filename"
else
    echo "$filename missing."
fi

rm -rf "$tmpdir"

mosdns

选自定义配置文件，取消 DNS 转发的勾，然后我就直接贴配置了，注意 Clash DNS 端口要改成你自己在 OpenClash 里的配置，LAN IP-CIDR 也要改成你自己的内网配置，这里 mosdns 监听了 5335 端口。并且要在 GeoData 数据导出 里配置上我们用到的标签：GeoSite: cn, apple-cn, category-games@cn, geolocation-!cn, GeoIP: cn

log:
  level: info
  file: "/tmp/mosdns.log"

include: []

plugins:
  # 国内域名
  - tag: geosite_cn
    type: domain_set
    args:
      exps:
        - "lan"
        - "local"
        - "arpa"
      files:
        - "/etc/mosdns/rule/whitelist.txt"
        - "/var/mosdns/geosite_cn.txt"
        - "/var/mosdns/geosite_apple-cn.txt"
        - "/var/mosdns/geosite_category-games@cn.txt"

  # 国内 IP
  - tag: geoip_cn
    type: ip_set
    args:
      files:
        - "/var/mosdns/geoip_cn.txt"

  # 国外域名
  - tag: geosite_no_cn
    type: domain_set
    args:
      files:
        - "/etc/mosdns/rule/greylist.txt"
        - "/var/mosdns/geosite_geolocation-!cn.txt"

  # hosts
  - tag: hosts
    type: hosts
    args:
      files:
        - "/etc/mosdns/rule/hosts.txt"

  # 国内解析
  - tag: local_sequence
    type: sequence
    args:
      - exec: forward 127.0.0.1
      - matches:
        - has_resp
        - resp_ip 192.168.1.0/24 # LAN IPCIDR
        exec: ttl 1800-0

  # 国外解析
  - tag: remote_sequence
    type: sequence
    args:
      - matches:
        - qtype 28
        exec: reject 0
      - exec: forward 127.127.127.127:7874
      - exec: ttl 1800-0

  # 有响应终止返回
  - tag: has_resp_sequence
    type: sequence
    args:
      - matches: has_resp
        exec: accept

  # fallback 用本地服务器 sequence
  # 返回非国内 ip 则 drop_resp
  - tag: fallback_local
    type: sequence
    args:
      - exec: $local_sequence
      - matches: "!resp_ip $geoip_cn"
        exec: drop_resp

  # fallback 用远程服务器 sequence
  - tag: fallback
    type: fallback
    args:
      primary: fallback_local
      secondary: remote_sequence
      threshold: 200
      always_standby: true

  # 主要的运行逻辑插件
  # sequence 插件中调用的插件 tag 必须在 sequence 前定义，
  # 否则 sequence 找不到对应插件。
  - tag: main_sequence
    type: sequence
    args:

      # hosts
      - exec: $hosts
      - exec: jump has_resp_sequence

      # drop https query type
      - matches:
        - qtype 65
        exec: reject 3

      # handle local ptr
      - matches:
        - qtype 12
        exec: $local_sequence
      - exec: jump has_resp_sequence

      - matches:
        - qname $geosite_cn
        exec: $local_sequence
      - exec: jump has_resp_sequence

      - matches:
        - qname $geosite_no_cn
        exec: $remote_sequence
      - exec: jump has_resp_sequence

      - exec: $fallback

  - tag: udp_server
    type: udp_server
    args:
      entry: main_sequence
      listen: ":5335"

AdGuardHome

在 luci 页面上，开启端口重定向，选择重定向53端口到AdGuardHome，这里注意 AdGuardHome 本身不要监听 53 端口，把 53 端口留给 dnsmasq，AdGuardHome 设置一个其它的端口就可以了。

在 Web 管理页面上，设置 - DNS 设置中，上游 DNS 服务器内只填写一个 mosdns 的地址 127.0.0.1:5335 #mosdns，私人反向 DNS 服务器写上 127.0.0.1 #dnsmasq。DNS 缓存配置里面，缓存大小看你内存大小填写，乐观缓存勾上。

对于不想走代理的设备，可以在设置 - 客户端设置中添加，并且把上游 DNS 服务器设置成 127.0.0.1。

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