深入浅出 Cloudflare Tunnel：从原理到部署 – wiki大全

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深入浅出 Cloudflare Tunnel：从原理到部署

引言

在当今复杂的网络环境中，安全地将内部服务暴露到互联网是许多组织面临的挑战。传统的做法通常涉及配置防火墙规则、开放入站端口或使用VPN，但这不仅增加了攻击面，也可能导致管理复杂性。Cloudflare Tunnel 提供了一种现代且安全的解决方案，它允许您将本地或私有云中的应用程序安全地连接到 Cloudflare 的全球网络，而无需打开任何入站端口。本文将深入探讨 Cloudflare Tunnel 的核心原理及其部署过程，帮助您理解并实践这一强大的工具。

Cloudflare Tunnel 的核心原理

Cloudflare Tunnel 的设计理念围绕着“安全、简单、高效”展开，其核心原理包括：

  1. 安全的出站连接 (Secure Outbound Connection)：这是 Cloudflare Tunnel 最根本的特点。它通过在您的源服务器上运行一个轻量级守护程序 cloudflared，主动向 Cloudflare 的全球网络建立一个加密的出站连接。这意味着您的防火墙无需打开任何入站端口，从而显著缩小了攻击面，大大提升了安全性。所有流量都通过这个由 cloudflared 建立的隧道进行传输，避免了传统端口映射的风险。

  2. 反向代理 (Reverse Proxy)：Cloudflare Tunnel 本质上充当了一个 Layer 7 反向代理。它将来自 Cloudflare 边缘网络的请求导向您的应用程序。当用户访问您的域名时，请求首先到达 Cloudflare 的边缘节点，然后通过预先建立的隧道安全地转发到您的内部服务，并将响应沿相同路径返回。

  3. 无需公共 IP (No Public IP Required)：即使您的源服务器没有公共 IP 地址，Cloudflare Tunnel 也能使其服务暴露到互联网。这对于家庭实验室、处于 Carrier-Grade NAT (CGNAT) 后的环境或任何不想为内部服务分配公共 IP 的场景都非常理想。cloudflared 会将内部服务的流量通过隧道发送到 Cloudflare，Cloudflare 再将这些流量路由到正确的外部请求者。

  4. 零信任架构 (Zero Trust Architecture)：Cloudflare Tunnel 是 Cloudflare 零信任安全模型的重要组成部分。该模型的核心原则是“永不信任，始终验证”，无论用户或设备位于网络内部还是外部，都不会被自动信任。通过 Tunnel，您可以将内部资源置于零信任策略之后，确保只有经过身份验证和授权的用户才能访问。

  5. 端到端加密 (End-to-End Encryption)：从客户端到 Cloudflare 网络，再到您的源服务器，所有数据传输都使用最新的 TLS 标准进行加密。这有效地保护了敏感信息免受窃听和篡改，确保了数据传输的机密性和完整性。

  6. 优化性能 (Optimized Performance)：借助 Cloudflare 的全球 Anycast 网络，用户的请求会被路由到最近的数据中心，从而最大限度地减少延迟。此外，Cloudflare 内置的负载均衡和缓存功能可以减轻源服务器的负担，并加速内容交付，提升用户体验。

  7. 与 Cloudflare Access 集成 (Integration with Cloudflare Access)：Tunnel 可以与 Cloudflare Access 无缝集成，实施精细的身份验证和授权策略。这意味着您可以根据用户的身份、设备状态和组权限等条件，严格控制对内部资源的访问，实现更加安全的访问管理。

Cloudflare Tunnel 的部署步骤

部署 Cloudflare Tunnel 通常涉及以下几个关键步骤：

  1. 安装 cloudflared 守护程序：
    cloudflared 是连接您内部服务与 Cloudflare 网络的连接器。您需要将其安装在托管内部服务的服务器上。cloudflared 支持多种操作系统和平台，包括 Linux、macOS、Windows 和 Docker。

    • Linux (Debian/Ubuntu 示例):
      bash
      sudo apt update && sudo apt install -y cloudflared
    • Docker:
      bash
      docker pull cloudflare/cloudflared
    • 其他平台的安装方式请参考 Cloudflare 官方文档。

  2. 向 Cloudflare 进行身份验证：
    安装 cloudflared 后，您需要将其与您的 Cloudflare 账户进行身份验证。这通常通过运行一个命令来完成，该命令会在浏览器中打开一个认证页面，完成认证后，一个证书文件（通常是 cert.pem）将被下载到您的机器上。

    bash
    cloudflared tunnel login
    这将引导您通过浏览器完成身份验证流程。

  3. 创建 Tunnel：
    身份验证成功后，您可以创建一个新的 Tunnel。这个操作会生成一个唯一的隧道 ID 和一个凭据文件（<tunnel-id>.json），该文件包含了连接隧道所需的认证信息。

    bash
    cloudflared tunnel create <YOUR_TUNNEL_NAME>
    例如：cloudflared tunnel create my-web-app-tunnel

  4. 配置 Tunnel：
    创建一个配置文件（例如 config.yml），用于指定 Tunnel 的 UUID、凭据文件的路径以及最重要的——入口规则 (ingress rules)。入口规则定义了如何将传入的请求映射到您的内部服务。

    config.yml 示例：
    “`yaml
    tunnel:
    credentials-file: /root/.cloudflared/.json

    ingress:
    – hostname: my-app.example.com
    service: http://localhost:8080 # 您的内部Web服务地址
    – hostname: ssh.example.com
    service: ssh://localhost:22 # 内部SSH服务
    – service: http_status:404 # 默认回退，捕获所有未匹配的请求
    ``
    请替换    和my-app.example.com` 为您自己的信息。

  5. 配置 DNS 记录：
    在您的 Cloudflare 控制面板中，为您的域名配置 DNS 记录（通常是 CNAME 记录）。这些记录会将您的目标主机名（例如 my-app.example.com）指向 Cloudflare Tunnel 的端点，从而确保流量通过 Cloudflare 网络。您也可以通过 cloudflared CLI 来创建 DNS 记录。

    bash
    cloudflared tunnel route dns <YOUR_TUNNEL_NAME> my-app.example.com
    此命令会自动在 Cloudflare DNS 中为 my-app.example.com 创建一个 CNAME 记录，指向您的 Tunnel。

  6. 启动 Tunnel：
    最后一步是运行 cloudflared 守护程序，启动 Tunnel 并保持其与 Cloudflare 的连接。为了确保 Tunnel 持续运行，建议将其安装为系统服务。

    • 临时运行 (调试用):
      bash
      cloudflared tunnel run <YOUR_TUNNEL_NAME>
    • 安装为服务 (推荐):
      bash
      cloudflared service install
      cloudflared tunnel run <YOUR_TUNNEL_NAME> # 首次运行以确保服务启动并创建隧道
      # 对于systemd系统，可能需要
      # sudo systemctl enable cloudflared
      # sudo systemctl start cloudflared

管理 Cloudflare Tunnel

Cloudflare Tunnel 可以通过以下两种主要方式进行管理：

  • cloudflared 命令行界面 (CLI)：适合自动化脚本和更高级的用户。
  • Cloudflare Zero Trust 控制台：对于初学者和需要图形化界面的用户来说，这是一个更友好的选项，它提供了可视化的配置和管理功能。

总结

Cloudflare Tunnel 为现代网络安全和应用交付提供了一个强大且灵活的解决方案。通过其独特的出站连接机制、零信任集成和全球网络优势，它极大地简化了内部服务的安全暴露，同时提升了性能和管理效率。无论是个人开发者还是大型企业，理解并掌握 Cloudflare Tunnel 的原理和部署，都将是构建安全、高性能网络架构的关键一步。

—Cloudflare Tunnel: 从原理到部署.

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