老实说，3202 年要提供使用家里云对外提供 web服务，直接用 ipv6 就好了

事实上，我本来也是如此，但毕竟还是要和某些只有 ipv4 的“小可爱”做朋友的，在受够了教别人如何开启 ipv6 后，我决定寻求无公网 ipv4 支持家里云双栈访问的方法

探索和理论

方案选择

我家里是移动宽带，申请公网 ipv4 是不用想了

那么，一种简单的想法是通过一台双栈的主机以实现 4to6 的转换

但鉴于国内云服务器的“小水管”，不足以满足我 NAS 高带宽的需求，并且还有备案的麻烦事，很快被我 pass 了

然后是国外主机，虽然支持高带宽的传输，但流量要从国内->国外->国外的转发，延迟爆炸，实在不甚优雅，同时也要每月付出一笔不菲的费用 ~~还有可能由于某些原因被阻断~~

我也考虑过套 cloudflare 回源家里云，不得不说这是一场灾难，打开 web 基本都要十几秒，速度也是十分堪忧，~~非常符合我对流量经过国外的想象~~ 并且 cloudflare 作为 CDN 服务器能解密中间所有流量，即使 cloudflare 声称保护互联网隐私，但对于家里云里的私密信息，果然还是放心不下

难道真的没有完美的方案了吗？

NAT 穿越

一次机缘巧合，我注意到了家里的移动宽带使用的是 fullcone，也就是所谓的 nat1

至于什么是 nat 类型，可自行搜索，此处不赘述

这给我极大的希望，因为 nat1 几乎和公网 ipv4 无异，很快我找到了 nat 打洞的方案：natmap

不过，在这个项目的 wiki 里，我只找到了一种非常不优雅的解决方法，它依然依赖 cloudflare的反代 ~~如果一定要经过 cf，直接用 cf tunnel 不就得了，还打什么洞啊~~

当然，它依然十分有用，natmap 已经实现 NAT 穿越，上面的套 cloudflare 方案不过为了解决动态端口的问题，只是这点令我不甚满意

动态端口问题

我们都知道，动态 IP 可以靠 DDNS 解决，但是端口却不在 DNS 的范畴

虽然 HTTPS 记录已经出现 port 键，但几乎所有的客户端都不支持

那么，使用 302 重定向呢？

当这个想法从脑海中闪现时，我立刻兴奋起来：是的，302 重定向可以让将访问重定向并带上端口号

以下是网络架构的思路：

natmap 实现 NAT 穿越，并获取 NAT 出口的 IP 和端口
IP 使用 DDNS 绑定域名v4.homecloud.com，端口上报到 302 服务器302.homecloud.com
302 服务器将每个访问https://302.homecloud.com/path?search= 302 跳转到 https://v4.homecloud.com:${port}/path?search=

注意到 302 服务器仅完成 302 跳转，所以无论使用国内云服务器（低延迟小带宽），还是国外服务器（高延迟），都不影响访问体验！

当然，我决定更进一步，302 这点事完全可以交给 cloudflare workers

实际操作

假设家里云在 2023 端口提供 web 服务

配置 cloudflare workers

workers 本来并没有存储功能，好在 cloudflare 给了另一项功能：KV空间

创建一个 workers 项目 homecloud 和一个 KV 空间 hc
将 hc 绑定至 homecloud 并命名为 nat_port
绑定域名 302.homecloud.com 至 homecloud
然后在 homecloud 内编辑以下代码：

export default {
    async fetch(request, env) {
        const { pathname, search } = new URL(request.url);
        // 提交端口到 KV 空间
        if (pathname === "/port") {
            if (request.method === "POST") {
                const port = await request.json();
                await env.nat_port.put("port", port);
                return new Response(port, {
                    headers: { "Content-Type": "application/json" },
                });
            } else if (request.method === "GET") {
                const value = await env.nat_port.get("port");
                return new Response(value);
            }
            else {
                return new Response("error! ");
            }
        }
        // 如果访问者支持 ipv6，则跳转至 ipv6 域名
        const ip = String(request.headers.get('CF-Connecting-IP'));
        if (ip.includes(":")) {
            const v6 = "https://v6.homecloud.com:2023";
            const statusCode = 302;
            const destinationURL = `${v6}${pathname}${search}`;
            return Response.redirect(destinationURL, statusCode);
        }
        // 否则，跳转至 nat 域名
        const port = await env.nat_port.get("port");
        const v4 = "https://v4.homecloud.com:";
        const statusCode = 302;
        const destinationURL = `${v4}${port}${pathname}${search}`;
        return Response.redirect(destinationURL, statusCode);
    }
}

注意将域名和端口替换成你自己的

配置 natmap

新建脚本 /usr/bin/nat-port，并填入以下内容
在 openwrt 中运行命令：natmap -d -i pppoe-wan -s stunserver.stunprotocol.org -h qq.com -b 2023 -e /usr/bin/nat-port

#!/bin/sh

# 端口上报至 cloudflare workers
ADDR=${1}
PORT=${2}
WORKERS="302.homecloud.com"

curl -X "POST" "https://$WORKERS/port" \
     -H "Content-Type: application/json; charset=utf-8" \
     -d "$PORT"

# DDNS
CFKEY="your cloudflare API key"
CFUSER=""

CFZONE_NAME="homecloud.com"
# run
# curl -s -X GET "https://api.cloudflare.com/client/v4/zones?name=$CFZONE_NAME" -H "X-Auth-Email: $CFUSER" -H "X-Auth-Key: $CFKEY" -H "Content-Type: application/json"
# to get this ID
CFZONE_ID=""

CFRECORD_NAME="v4.homecloud.com"
# run
# curl -s -X GET "https://api.cloudflare.com/client/v4/zones/$CFZONE_ID/dns_records?name=$CFRECORD_NAME" -H "X-Auth-Email: $CFUSER" -H "X-Auth-Key: $CFKEY" -H "Content-Type: application/json"
# to get this ID
CFRECORD_ID=""
CFRECORD_TYPE=A
CFTTL=120

RESPONSE=$(curl -s -X PUT "https://api.cloudflare.com/client/v4/zones/$CFZONE_ID/dns_records/$CFRECORD_ID" \
  -H "X-Auth-Email: $CFUSER" \
  -H "X-Auth-Key: $CFKEY" \
  -H "Content-Type: application/json" \
  --data "{\"id\":\"$CFZONE_ID\",\"type\":\"$CFRECORD_TYPE\",\"name\":\"$CFRECORD_NAME\",\"content\":\"$ADDR\", \"ttl\":$CFTTL}")

注意填入必要的信息

探索和理论#

方案选择#

NAT 穿越#

动态端口问题#

实际操作#

配置 cloudflare workers#

配置 natmap#