记一次对GFW防火墙的探究

今日openVPN连不上了，抓包发现刚一握手结束便收到了一个RST包，导致一直连不上。

可以看到，三次握手刚完毕，客户端发送第一个控制消息到服务端，便收到了服务端发送的RST数据包，一直如此。

应该是有中间设备搞的鬼，于是我又到服务器端抓取了些数据：

果然的，服务器也收到了RST数据包，于是两者的连接便断开了。

再仔细分析下客户端的RST数据包：

IP包的序号是12345，TTL是120。再看正常的数据包：

IP包的序号是0，TTL是46。很明显RST数据包的TTL比正常的要大，而且每次RST的IP序号都是12345，应该是GFW没错了。

正常情况下初始的TTL是64，正常收到的TTL是46，跳数是15，说明我的电脑到服务器之间经过了15个路由设备。

为了证明这点，查看服务端收到的正常数据包：

服务器收到的TTL是50，因为我的电脑还要经过内部的一个路由器，所以TTL差了1。

同时查看服务端RST数据包的TTL值：

TTL值为117，因此得到的信息如下：

客户端->服务器：15、GWF->服务器：117、GFW->客户端：120。

假设GFW每次发送的TTL值都固定不变且为x，则有：x-117+x-120=15；得x=126。

所以GFW和我的电脑的跳数应该是6：

图示的应该就是GFW的位置。

接下来问题来了，她是怎么识别出openVPN流量的呢？

我猜测是根据数据包的特征来识别的，那么我单独发送单个数据包，应该也会返回RST数据，根据这一理论，我用scapy发送了单个的数据包，内容和三次握手之后客户端发送的第一个数据包一样，但结果是失望的，并没有收到RST数据包。

于是进一步猜测，TCP连接之后再发送相应的数据包，应该能收到RST，于是又根据这一理论，写下了如下代码：

from scapy.all import *
vpn_payload = "\x00\x0e\x38\x24\x5d\x21\xaa\x3a\x11\x2f\xb3\x00\x00\x00\x00\x00"
conf.verb = 0
vpn_s = IP(dst="yovey.me",id=12345)/TCP(sport=58620,dport=1194,flags="S",seq=0)
print "sending syn"
vpn_s.show()
ans0,unans0 = sr(vpn_s)
print "recv packet,seq = ",ans0[0][1].seq
ans0[0][1].show()
vpn_sa = IP(dst="yovey.me",id=12346)/TCP(sport=58620,dport=1194,flags="A",seq=1,ack=ans0[0][1].seq+1)
print "sending ack"
vpn_sa.show()
ans1,unasn1 = sr(vpn_sa,timeout=1)
vpn = IP(dst="yovey.me",id=12347)/TCP(sport=58620,dport=1194,flags="PA",seq=1,ack=ans0[0][1].seq+1)/vpn_payload
print "sending vpn payload"
ans2,unasn2 = sr(vpn)
ans2[0][1].show()

运行程序，还是没有收到RST数据包。

于是我打开tcpdump，抓取了发包过程的数据包，发现了问题：

在服务器返回syn+ack之后，客户端居然发送了RST到服务器，导致连接断开。经过短暂的思考，才明白客户端网卡在收到来自服务器的syn+ack之后，发现并没有进程在监听该数据包的端口，于是发送了RST数据包给服务器。

必须让客户端不发送RST数据包才行，想到可以通过iptable来过滤数据包，于是在iptable中添加如下规则：

iptables -t filter -A OUTPUT -p tcp --tcp-flags RST RST -j DROP

再运行程序，一切都在计划之中：

还是熟悉的IP序号，还是熟悉的TTL，看来GFW已经可以根据连接来识别流量了，真是下了血本啊。

想到建立连接，我立马联想到不用建立连接的UDP，是不是UDP数据只需要根据单个数据包就能识别了？于是将服务器配置成UDP模式，再次打开openVPN，特么的居然连上了！于是问题解决了，将配置改成UDP就能正常连接了。