전산직의 삶

라즈베리파이4 도커(docker)에 WireGuard를 이용하여 VPN 서버 만들기

먼저 제 라즈베리파이4의 OS는 ubuntu(우분투) 21.04 데스크톱 64bit 상태입니다.

라즈베리파이 OS(구 라즈비안)를 사용하지 않게 된 이유는 docker로 설치한 ubuntu 컨테이너에서 apt update 명령어가 먹히지 않아서 우분투로 OS를 갈아타게 되었습니다.

라즈베리파이4에 우분투 설치방법은 아래 이전 포스팅을 통해 확인하시기 바랍니다.

https://reddb.tistory.com/190

VPN으로 WireGuard를 선택한 이유는 최신 기술이기에 속도와 보안 안정성에서 openVPN보다 더 높은 성능을 보여주기 때문입니다. 사용법 또한 매우 간단하게 되어 있어서 선택했습니다.

먼저 도커 WireGuard컨테이너의 config 폴더와 공유할 폴더를 하나 만들어 주어야 합니다.

저의 홈 폴더는 /home/pi 입니다. (계정명이 pi입니다)

그 아래에 wireguard/config라는 폴더를 하나 만들어 줍니다.

다음은 라즈베리파이4에 도커 이미지를 다운로드하여주어야 합니다.

제가 받을 도커는 아래 링크에 자세히 설명이 되어 있습니다.

https://hub.docker.com/r/linuxserver/wireguard

도커허브에서 다운로드하는 명령어와 이미지는 아래와 같습니다.(x86-64, arm64, armhf 모두 지원합니다)

docker pull linuxserver/wireguard

그리고 받은 도커 이미지를 아래 명령어를 입력하여 컨테이너로 실행해 줍니다.

docker run -d \
  --name=wireguard \
  --cap-add=NET_ADMIN \
  --cap-add=SYS_MODULE \
  -e PUID=1000 \
  -e PGID=1000 \
  -e TZ=Asia/Seoul \
  -e SERVERURL=123.345.678.9 \
  -e SERVERPORT=51820 \
  -e PEERS=5 \
  -e PEERDNS=8.8.8.8 \
  -e INTERNAL_SUBNET=10.10.0.0 \
  -p 51820:51820/udp \
  -v /home/pi/wireguard/config:/config \
  -v /lib/modules:/lib/modules \
  --sysctl="net.ipv4.conf.all.src_valid_mark=1" \
  --restart unless-stopped \
  linuxserver/wireguard

위 도커 실행 내용 변경이 필요한 부분이 있습니다.

1. URL 주소 변경하여 실행

- e SERVERURL= IP주소 부분에는 본인 라즈베리파이 IP 주소를 입력해야 합니다.

만약 공유기를 사용 중이시라면 공유기 설정 화면에서 외부 아이피를 확인하시거나,

라즈베리파이로 네이버에 접속하여 "내 아이피 확인"으로 검색하셔서 확인하셔야 합니다.

2. SERVERPORT, PEERS 변경 가능

-e SERVERPORT는 기본으로 51820을 사용하는데 기본 포트 사용은 별로 권하지 않습니다. 원하시는 포트로 변경하시기 바랍니다. 다만 다른 사용 중인 포트와 충돌이 나지 않도록 10000번 이후 번호로 사용하시기 바랍니다.

서버 포트를 변경하셨다면 도커와 컨테이너를 연결해주는 -p 라즈베리파이포트:컨테이너포트도 함께 수정하세요.

또한, 공유기를 사용하시는 분들은 공유기에서 포트 포워딩을 해줘야 합니다. 프로토콜 UDP 꼭 확인하세요.

(위 내용이 어려우신 분은 그냥 51820 포트를 사용하시고 공유기 포트 포워딩만 잘해주시면 됩니다)

PEERS의 숫자는 VPN에 접속할 수 있는 키값을 만드는 숫자입니다. 원하는 개수를 적으세요.

3. 컨테이너 /config 폴더와 공유폴더 위치 변경하기

제가 컨테이너와 공유할 폴더의 위치는 계정의 홈 폴더에 wireguard/config입니다.

-v /home/pi/wireguard/config:/config 를 보시면 콜론(:) 앞쪽이 공유할 폴더의 절대 주소입니다.

본인이 위에서 mkdir로 만든 폴더의 위치를 절대 주소로 넣어주시면 됩니다.

이제 도커가 정상적으로 잘 돌아가고 있는지 확인해봅니다.

docker ps -a

컨테이너 /config 폴더와 라즈베리파이4 /home/pi/wireguard/config 폴더가 공유되어 있는지도 확인합니다. 저는 5개의 peer를 만들어서 5개의 폴더가 생성되었습니다.

peer1 폴더에 들어가 보면 .config 파일과 png 파일이 있습니다.

안드로이드로 VPN 접속하는 사용자라면 구글 플레이에서 WireGuard를 검색 설치하고 실행합니다.

실행 후 파란색 + 버튼을 터치하고 QR코드 스캔을 해줍니다.

그리고 .png 파일을 열어 스캔해주면 모든 정보가 자동적으로 입력됩니다.

터널 이름을 입력하고 터널 만들기를 터치합니다.

터널을 enable 시키고, 안드로이드에서 네이버 접속 후 "내 아이피 확인"을 검색해보면 라즈베리파이 외부 IP(공유기 외부 IP)가 검색되는 것을 확인할 수 있습니다. (VPN이 정상 작동 중)

외부 PC에서 VPN 접속하는 사용자라면 아래 사이트에서 wireGuard 접속 프로그램을 다운로드합니다.

https://www.wireguard.com/install/

설치 및 실행 후 Add Tunnel을 클릭합니다. 라즈베리파이 peer 폴더에 있는 .config 파일을 해당 PC에 다운로드한 후 그 .config 파일을 선택합니다.

화면에 정보가 출력이 될 겁니다. Activate를 클릭해 줍니다.

정상 실행 시 아래 그림처럼 상태가 Active가 되고 전송용량이 표시됩니다.

사용이 불필요 해지면 Deactivate를 클릭하면 됩니다.

네이버에서 "내 아이피 확인"을 검색해보면 라즈베리파이 외부 IP(공유기 외부 IP)와 같은 아이피가 확인될 것입니다.

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(Docker)도커 전체보기

라즈베리파이4 우분투(ubuntu) 21.04 한글 입력 설정

이전 포스팅에서는 라즈베리파이에 우분투(ubuntu) 21.04 OS를 설치하였습니다.

라즈베리파이에 우분투(ubuntu)를 설치하면 한글은 깨지지 않고 출력되지만 입력은 안되는 상태입니다.

하여, ubuntu에서 한글을 사용 할 수 있도록 입력 도구를 설치 및 설정해주어야 합니다.

우분투 GUI에 설정에서 지역 및 언어를 선택하고 설치된 언어 관리를 클릭합니다.

처음에 언어 지원이 완벽하게 설치되지 않았다는 안내창에 나오면 설치를 클릭합니다.

(암호를 물을 수 있는데 입력해줍니다.)

키보드 입력기를 IBus 선택하고 닫기를 클릭 한 후, 라즈베리파이를 재부팅 해줍니다.

재부팅이 완료되면 다시 설정을 열고 입력소스 추가를 클릭합니다. (설정창이 한글로 변하였습니다.)

입력 소스 추가 창에서 한국어 -> 한국어(Hangul) 을 선택후 추가합니다.

그리고 우측 상단에 입력기에서 한국어(Hangul)을 선택해 줍니다.

이제 시프트+스페이스바로 한영 전환을 하며 적어봅니다.

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라즈베리파이4 우분투(ubuntu) 21.04 OS 설치

기존에 사용하고 있던 라즈베리파이 OS는 32bit입니다. 64bit가 나오긴 했지만 정식 릴리즈는 아니고, 저장소에도 호환 가능한 프로그램들이 많지 않다는 소문을 들어서 계속해서 32bit를 사용하고 있었습니다.

저장소에 프로그램들의 최신 버전 업데이트가 늦어지는 건 어찌어찌 참겠는데 도커를 사용하면서 도저히 해결하지 못하는 문제에 직면하게 되었습니다.

도커 컨테이너(우분투)를 실행시키고 컨테이너 안에서 apt update 명령어가 어떻게 해도 에러가 나서 도커를 사용할 방법이 없었습니다.

그리하여, 라즈베리파이 OS의 삶을 벗어던지고 이제는 우분투(ubuntu)로 옮기기로 결정하였습니다.

먼저 라즈베리파이 홈페이지에서 Windows용 Raspberry PI imager를 다운로드합니다.

https://downloads.raspberrypi.org/imager/imager_latest.exe

그리고 우분투 홈페이지에서 ubuntu img파일을 다운로드합니다.

저는 64bit 최신 버전인 데스크톱 21.04 버전을 받았습니다. 22년 1월까지밖에 지원하지 않는 버전이지만 그때가 되면 다음 버전으로 업데이트하려고 합니다.

https://ubuntu.com/download/raspberry-pi

이제 다운로드한 라즈베리파이 Imager를 설치 및 실행해 줍니다.

Imager가 설치 및 실행되면 먼저 OS 선택 클릭 후 Erase를 클릭합니다.

다음은 저장장치를 선택하고 쓰기(굽기)를 합니다.

포맷이 완료됐다면 다시 OS 선택 버튼을 클릭 후, 제일 아래에 Use costom을 선택합니다.

다운로드한 Ubuntu 파일을 압축을 풀고 img파일을 선택합니다.

이제 스토리지를 선택하고 쓰기(굽기))를 합니다.

굽는 퍼센트가 나오고 100프로가 되면, 제대로 쓰기가 됐는지 확인하는 퍼센트가 한 번 더 올라갑니다.

굽기가 완료되면 USB를 PC에서 분리 후 라즈베리파이에 삽입하고 전원을 인가해줍니다.

제 라즈베리파이의 부트로더 상태는 USB가 꼽혀있으면 USB로 우선 부팅하고, 아니라면 SD카드로 부팅하는 순서로 설정되어 있습니다. 방법은 이전 포스팅인 아래 링크를 통해 확인하시기 바랍니다.

https://reddb.tistory.com/187

우분투 데스크톱의 경우에는 모니터 없이 설치가 불가능합니다.

아래 나오는 GUI 초기 세팅 화면 때문에 micro HDMI로 모니터와 연결을 하신 후 부팅을 하셔야 합니다.

HDMI 연결 후 부팅을 하면 GUI 세팅 화면에서 언어, 키보드, 무선 네트워크, 거주 위치를 선택해야 합니다.

마지막으로 사용할 계정을 만들면 우분투가 설치됩니다.

설치가 완료되면 재부팅되고 로그인 창이 나옵니다. (저는 계정을 pi로 만들었습니다)

로그인을 하면 먼저 sshd가 실행 중인지 확인해 봅니다. ip addr로 라즈베리파이 ip 주소도 확인합니다.

sudo systemctl status sshd
ip addr

ssh 서버가 미설치되어 있습니다. ssh서버를 설치하기 전에 먼저 apt update를 해줍니다.

sudo apt update

다음은 openssh-server를 설치해줍니다.

sudo apt install openssh-server

설치가 완료되면 sshd의 상태를 확인해봅니다.

sudo systemctl status sshd.service

이제 같은 네트워크망(공유기에 물린) PC에서 putty를 이용해서 ubuntu에 접속해 봅니다.

위에서 알아본 ip 주소는 192.168.0.14 였습니다. ssh 기본 포트는 22번 포트입니다.

다음은 우분투 데스크톱을 설치한 이유인 GUI를 원격으로 붙어서 사용하기 위해 xrdp를 설치해야 합니다.

sudo apt install xrdp gnome-tweak-tool

Xrdp 서비스는 종종 ssl-cert-snakeoil.key라는 /etc/ssl/ 디렉터리에 저장된 인증서를 사용합니다. 

Xrdp 사용자는 이러한 파일에 액세스 할 수 있습니다.  다음 명령을 사용하여 이 사용자를 ssl-cert 그룹에 추가해야 합니다.

sudo usermod -a -G ssl-cert xrdp

다음은 /etc/xrdp/startwm.sh 파일에서 아래 문장을 찾습니다. (하단 밑에서 두 번째 줄에 있을 겁니다)

test -x /etc/X11/Xsession && exec /etc/X11/Xsession

sudo vi /etc/xrdp/startwm.sh 명령어로 파일편집을 해야하는데, 위에서 찾은 문장 바로 아래에 아래 2 문장을 추가해줍니다.

unset DBUS_SESSION_BUS_ADDRESS
unset XDG_RUNTIME_DIR

입력이 잘 됐다면 tail명령어로 아래 6줄을 확인해보면 아래 그림과 같습니다.

이제 재부팅 후 PC의 mstsc.exe(원격 데스크톱 연결)로 접속해 봅니다. (옵션에서 해상도 선택도 가능합니다.)

이제 GUI에서도 라즈베리파이 우분투를 사용할 수 있습니다.

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라즈베리파이4 OS설치 (Raspberry Pi OS 설치) 최신 방법

라즈베리파이 홈페이지에서 제공하는 라즈베리파이 imager의 버전이 올라감에 따라 이전 포스팅때는 없던 편의기능(OS를 굽기전에 SSH켜기 및 Wifi 설정)이 생겨 그 기능을 활용하여 라즈베리파이 OS를 설치하는 포스팅을 다시 올립니다.

먼저 윈도우에서 저장장치를 포맷합니다.

저용량인 경우 FAT32로 포맷을 하시고, 고용량인 exFAT으로 포맷을 하시기 바랍니다.

(이 방법 외에도 아래에서 Imager를 이용한 포맷방법도 설명하겠습니다.)

다음은 라즈베리파이 홈페이지에서 Windows용 Raspberry PI imager를 다운 받습니다.

https://downloads.raspberrypi.org/imager/imager_latest.exe

다음은 라즈베리파이 OS를 다운받습니다.

저는 데스크탑 및 권장 S/W가 포함된 21년 5월 7일자 이미지를 다운받았습니다.

다운받은 라즈베리파이 Imager를 설치 및 실행해 줍니다.

Imager가 실행되면 OS 선택을 클릭하고 Erase를 선택합니다.

(처음 위에서 포맷을 안하신 분들은 이 방법으로 포맷하시기 바랍니다)

그리고 저장장치를 선택하시고 쓰기(굽기)를 시작합니다.

포맷이 완료 됐다면 첫번째 OS 선택버튼을 클릭하시고 최하단에 Use custom을 선택합니다.

그리고 다운받은 라즈베리파이 OS를 압축을 풀고 선택합니다.

(현재 최신버전은 21-05-07 buster armhf(32bit) 입니다)

다음은 Imager에서 새롭게 추가된 기능을 사용해 보겠습니다. (이것때문에 포스팅을 다시하고 있습니다)

스토리지를 선택하기전에 컨트롤+시프트+X를 누르시면 어드벤시드 옵션 항목이 나옵니다.

옵션항목 중 Enable SSH를 체크하시고 비밀번호를 변경하시기 바랍니다.

Configure wifi도 체크하시고 SSID에는 와이파이 이름을, 그 아래에는 비밀번호를 넣으시고 저장합니다.

이제 스토리지를 선택하고 쓰기(굽기)를 진행합니다.

굽는 퍼센트가 나오는데 다 굽고 나면, 제대로 쓰기가 됐는지 확인하는 퍼센트가 또 나옵니다.

쓰기가 모두 끝났다면 저장장치를 제거 후 라즈베리파이에 삽입하고 전원을 인가해줍니다.

참고로 저는 USB에 쓰기를 했는데 라즈베리파이를 USB로 OS 부팅하는 방법은 이전 포스팅을 참조하여 주시기 바랍니다. (아래 링크 클릭)

https://reddb.tistory.com/187

제대로 부팅이 됐다면 wifi접속까지 완료되어 있는 상태일 겁니다.

집에서 사용중인 공유기에서 IP활당내역을 조회하시면 몇번 아이피로 활당 되었는지 알 수 있습니다.

(저는 iptime을 사용중인데, 고급설정-네트워크관리-내부 네트워크 설정에서 확인 했습니다)

OS를 구울때 SSH도 함께 실행하도록 설정했기에 위에서 알아낸 아이피와 22번 포트(SSH포트)로 콘솔접속을 합니다. (접속 시 경고창이 뜨면 예를 클릭하세요)

저는 putty 사용자여서 putty로 붙어보겠습니다. putty 다운이 필요하시면 아래 링크로 가서 받으시기 바랍니다.

https://www.chiark.greenend.org.uk/~sgtatham/putty/latest.html

SSH 초기 접속 아이디/패스워드는 pi/OS구울때 설정한 비밀번호 입니다.

다음은 VNC를 켜주도록 하겠습니다. 콘솔창에서 아래 명령어를 입력합니다.

sudo raspi-config

Interface Options -> VNC -> 예 -> 확인 순서로 선택을 합니다.

다음은 Display Option -> Resolution -> DMT Mode 35 1280x1024 -> 확인 순서로 선택합니다.

다음은 REALVNC Viewer를 다운받아야 합니다. 아래 사이트에서 Viewer를 다운 받고 설치 실행합니다.

(참고로 다운버튼 하단에 드롭박스에서 스탠드어론 exe로 다운받으시면 설치 없이 실행이 됩니다)

https://www.realvnc.com/en/connect/download/viewer/windows/

VNC Viewer를 실행하시고 File -> New connection...을 선택합니다.

VNC Server란에는 위에서 알게된 라즈베리파이 IP주소를 넣어주시고, Name에는 접속 아이콘 이름으로 정하고 싶은 단어를 넣고 OK를 클릭합니다.

새롭게 만들어진 아이콘을 더블클릭하면 접속이 진행됩니다. Identity Check에서 컨티뉴를 클릭하세요.

계정과 패스워드를 묻는데 입력하시고 저장하기까지 체크 후 OK를 클릭해줍니다.

이제 라즈베리파이 GUI에서 원하시는 세팅을 하시면됩니다.

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라즈베리파이4 USB 부팅하기 최신 방법

라즈베리파이 홈페이지 문서를 참조하여 진행하였습니다.
https://www.raspberrypi.org/documentation/computers/raspberry-pi.html#boot-diagnostics

라즈베리파이를 USB로 부팅하기 위해서는 펌웨어를 최신으로 설치 및 적용하고 부팅순서를 정해주어야 합니다.
펌웨어를 최신으로 설치 적용하는 방법은 2가지 방법이 있습니다.

1. 라즈베리파이 imager를 이용하여 Misc utillity images - Operating System - SD card로 구운 이미지로 부팅시키기
2. 라즈베리파이 콘솔에서 업데이트 후 펌웨어 최신버전으로 선택하기

저는 2번 방법을 통해서 USB가 꼽혀 있다면 USB로 부팅, 없다면 SD카드로 부팅하도록 만들겠습니다.

먼저 라즈베리파이를 업데이트 및 풀업그레이드 합니다.

sudo apt-get update 
sudo apt-get full-upgrade

다음은 라즈베리파이의 현재 eeprom를 확인합니다.

sudo rpi-eeprom-update

다음은 raspi-config 명령어를 실행합니다.

sudo raspi-config

다음은 Advaced Otions - Bootloader Version - Latest - 예 순서로 선택합니다.

다음 부팅시 롬 업데이트가 예정되었습니다. 이제 재부팅을 해줍니다.

재부팅 후 다시 eeprom을 확인하면 최신 버전으로 업데이트 된것을 확인 할 수 있습니다.

sudo rpi-eeprom-update

다음은 다시 raspi-config 명령어를 실행합니다.

sudo raspi-config

다음은 Advaced Otions - Bootloader Order - USB Boot - 확인 순서로 선택합니다.

현재 부팅순서가 잘 들어갔는지 확인하기 위해 재부팅 후 아래 명령어를 입력해봅니다.
하단에 BOOT_ORDER=0xf14가 나온다면 정상적으로 적용된 상태입니다.

vcgencmd bootloader_config

참고로 부트 오더의 값에 따른 부팅순서는 아래와 같습니다.

이제 라즈베리파이 전원을 종료 후 라즈베리파이 OS가 설치된 USB를 꼽고 부팅시켜줍니다.
(USB에 라즈베리파이OS를 설치할때 SSH와 Wifi가 자동으로 설정되도록 설치해두었습니다. 설치 방법은 아래 링크로 확인하세요.)
https://reddb.tistory.com/188

제가 사용중인 iptime 공유기에서 확인해보니 USB로 부팅된 새로운 라즈베리파이 OS의 IP가 192.168.0.14로 아이피를 활당 받은것이 확인됩니다.

이제 본인이 사용하시는 SSH 접속 프로그램을 이용하여 22번 포트로 접속을 합니다.
저는 putty로 접속하겠습니다.(접속 시 경고창이 뜨면 예를 클릭하세요)

초기 접속 아이디/패스워드 기본값은 pi/raspberry 입니다.
(저는 라즈베리파이 OS설치시 기본 비밀번호를 변경하여 부팅이지미를 구웠던걸 깜빡해서 몇번 틀렸네요)

만약 SD카드로 다시 부팅하고 싶으시다면 라즈베리파이를 종료 후 USB를 제거하시고 부팅을 하시면됩니다.
SD카드의 데이터 이관을 원하는 분들은 SD카드 볼륨이 /media/pi/ 하위 폴더에 마운트 되어 있을 겁니다.
확인하시고 파일을 옮기시기 바랍니다.

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