搭建稳定的ssh隧道

背景

网上有现成的工具autossh专门用来建立稳定的ssh连接，不过经过测试效果不好，故障率较高（可能是没有正确配置导致）。另一方面，在windows上安装autossh比较麻烦，需要自己编译。在Linux使用下面的方案可以不用额外安装其它软件。

端口转发例子

以内网穿透为例，假设内网中有一台树莓派（以下简称客户端），想借助一台有外网IP的服务器（以下简称服务器）创建端口转发，以实现在外网访问到内网树莓派的ssh服务。
在树莓派上执行：

ssh -NT -R 1122:127.0.0.1:22 用户名@服务器IP

执行之后即可以在服务器上登录到树莓派的ssh：

ssh [email protected] -p 1122

由于TCP连接是不稳定的，所以基于TCP的ssh端口转发连接也是不稳定的。如果网络断开，可能提示：

Connection to xxx.xxx.xxx.xxx closed by remote host.

断线重连

断线重连很简单，ssh命令退出后，重新执行命令建立连接即可。伪代码如下：

while(true){
 `ssh -NT -R 1122:127.0.0.1:22 用户名@服务器IP`
}

不过执行ssh命令需要输入密码，首先要配置ssh免密登录，在客户端执行：

$ ssh-keygen
$ ssh-copy-id 用户名@服务器IP

输入密码之后即完成免密登录配置，之后再执行ssh命令连接到服务器就不用再输入密码了。
下面使用systemctl来实现断线重连和开机自动运行。在客户端创建一个systemctl服务配置文件：

sudo vi /usr/lib/systemd/system/ssh-link.service

写入以下内容：

[Unit]
Description=ssh port forwarding service.
[Service]
Type=simple
ExecStart= /bin/sh -c 'ssh -NT -R 1122:127.0.0.1:22 用户名@服务器IP'
Restart=always
RestartSec=10
User=pi
Group=pi
[Install]
WantedBy=multi-user.target

其中：

User和Group为执行ssh-keygen命令的用户和用户组。
Restart=always表示ssh命令退出后，等待RestartSec=10秒，然后重新执行。
保存后运行一下：
```
sudo systemctl start ssh-link
```
查看运行状态，正常情况如下：
```
$ sudo systemctl status ssh-link
● ssh-link.service
 Loaded: loaded (/usr/lib/systemd/system/ssh-link.service; bad; vendor preset: enabled) Active: active (running) since Sun 2020-11-08 23:00:33 CST; 3s ago ......
```
开机自启
配置开机启动：
```
$ sudo systemctl enable ssh-link
Created symlink /etc/systemd/system/multi-user.target.wants/ssh-link.service → /usr/lib/systemd/system/ssh-link.service.
```
此时可以重启客户端，正常情况下，重启之后会自动建立ssh端口转发连接。
心跳检测
前面说到，ssh命令退出后，systemctl会重新执行ssh命令以建立连接。但有些特殊情况下，连接实际上断开了，但ssh命令没有结束。
例如服务器突然断电/网线被拔掉，服务器没有发送TCP reset包，所以客户端不知道连接断开，也就不会退出ssh命令。
同理，客户端突然断电，服务器也不知道客户端“挂了”。如果客户端随后重新联网并创建ssh端口转发，可能会提示服务器端口已被占用（因为服务器上之前的ssh会话还保持着）。
实际上，TCP连接是有心跳检测机制的，即TCP KeepAlive，不过它默认2小时发送一次心跳包，这实在是太长了。
服务器ssh配置
在服务器上编辑sshd配置文件/etc/ssh/sshd_config, 配置以下参数：
```
ClientAliveInterval 10
ClientAliveCountMax 3
```

其中：
ClientAliveInterval：参数表示如果服务器连续N秒没有收到来自客户端的数据包，则服务器会向客户端发送一条消息。
ClientAliveCountMax：表示如果服务器发送了N次数据到客户端都没有收到回应时，就会认为连接已经断开，服务器会结束会话、关闭监听的端口。
上述配置表示，如果服务器连续10秒没有收到客户端的数据，就会主动发送数据给客户端。连续发送了3次数据到客户端，都没有收到回复就断开连接。这意味着，网络断开后的最长30秒内，服务器就会关闭ssh会话。
保存之后需要重新sshd服务：

sudo systemctl restart sshd

客户端配置

通过上述配置，服务器就可以检测客户端是否存活。同理，也需要修改客户端的配置，让客户端可以检测服务端是否存活。
在客户端编辑配置文件/etc/ssh/ssh_config，配置以下参数：

ServerAliveInterval 10
ServerAliveCountMax 3

保存之后在客户端重启ssh：

sudo systemctl restart ssh

经过上述配置后，一个稳定的ssh端口转发连接就建立起来了（已经经过数月的实际测试，断线后会自动重连）。

ssh