借助 vscode Remote-SSH 插件与 Sakura Frp 实现内网穿透及远程开发

• 最近组里配了电脑，性能比我的笔记本好不少，特别是一张 3080Ti 的显卡，如果不物尽其用就太可惜了。所以我拿到之后立马就装了向日葵远程软件，感觉还可以，但总是有点卡顿，没法拿来写代码什么的，最多看看程序运行情况
• 今天一个同学教了我一下怎么用 vscode 连组里的服务器，顿时感觉很不错，通过一个插件的形式来连接，写程序就的感觉就和本地开发差不多，还能享受高性能，于是今晚折腾了几个小时也配了一套
• 两边系统都是 win10

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1. 建立 ssh 连接

1.1 安装 OpenSSH 组件

• 现在的 win10 已经自带 OpenSSH server 和 client，这两年的版本甚至都已经预装了 OpenSSH client，因此方便很多。

  1. 工具栏搜索应用 -> 可选功能 -> 已安装的功能（确保 OpenSSH client已安装）-> 添加功能 （安装 OpenSSH server）

  2. 工具栏搜索服务 -> 找到 OpenSSH SSH Server 和 OpenSSH Authentication Agent -> 启动服务并设为自动

  3. 打开 power shell，使用以下命令检查安装和运行情况

     Get-Service sshd 												# 检查服务器是否已经在运行
     Get-WindowsCapability -Online | ? Name -like 'OpenSSH*' 		# 检查组件是否已安装
     

     正常情况如下（理论上远程主机只装 OpenSSH SSH Server，客户端只装 OpenSSH Authentication Agent 即可）
     

1.2 服务器配置

• 远程主机作为服务器，管理员身份打开 power shell，输入以下命令进行配置，并启动 SSHD 服务

  Start-Service sshd
  # OPTIONAL but recommended:
  Set-Service -Name sshd -StartupType 'Automatic'
  # Confirm the Firewall rule is configured. It should be created automatically by setup. 
  Get-NetFirewallRule -Name *ssh*
  # There should be a firewall rule named "OpenSSH-Server-In-TCP", which should be enabled
  # If the firewall does not exist, create one
  New-NetFirewallRule -Name sshd -DisplayName 'OpenSSH Server (sshd)' -Enabled True -Direction Inbound -Protocol TCP -Action Allow -LocalPort 22
  

• 设置完成后，服务器就会开始监听 22 端口准备连接 client

1.3 连接客户端

• 理论上，这时如果把 Server 和 Client 连接到同一个局域网，比如连接同一个wifi、同一个热点、同一个路由器（有线），Client 应该已经可以发现并连接 Server 了

  1. 以管理员身份打开 power shell，输入以下命令

     ssh username@servername -p port
     

     说明：
     1. username：服务器用户名，就是 C:\Users\XXXX 路径里的 XXXX，你开机输入密码时看到的那个名字
     2. servername：有人说是服务器的计算机名称，就是 系统->关于 里的 “设备名称”，但是我自己测试好像用这个不太行。这个写服务器ip地址就行，如果是同一个局域网内，cmd输入命令 ipconfig，找ipv4地址写上就行
     3. -p port：这是指定连接到 port 端口，如果不写，就默认连接到 22 端口。ssh 命令还提供了很多其他设置项，如下按需配置即可

        usage: ssh [-46AaCfGgKkMNnqsTtVvXxYy] [-B bind_interface]
                   [-b bind_address] [-c cipher_spec] [-D [bind_address:]port]
                   [-E log_file] [-e escape_char] [-F configfile] [-I pkcs11]
                   [-i identity_file] [-J [user@]host[:port]] [-L address]
                   [-l login_name] [-m mac_spec] [-O ctl_cmd] [-o option] [-p port]
                   [-Q query_option] [-R address] [-S ctl_path] [-W host:port]
                   [-w local_tun[:remote_tun]] destination [command]
        

  2. 如果一切正常，这时客户端就会有反应了。对于每一台首次连接的新见服务器，客户端会显示以下消息

     The authenticity of host 'servername (10.00.00.001)' can't be established.
     ECDSA key fingerprint is SHA256:(<a large string>).
     Are you sure you want to continue connecting (yes/no)?
     

     输入 yes 回车即可，这会将此服务器添加到本客户端的已知 ssh 远程主机列表中
  3. 下面会要求你输入密码，其实就是你服务器开机时输入的那个密码，输入就连接完成了

• 连接上之后，默认的连接对象是 server 的 Windows 命令行解释器。如果你不喜欢cmd，可以

  1. 设置为连接到服务器 power shell

     New-ItemProperty -Path "HKLM:\SOFTWARE\OpenSSH" -Name DefaultShell -Value "C:\Windows\System32\WindowsPowerShell\v1.0\powershell.exe" -PropertyType String -Force
     

  2. 设置为连接到服务器 Git bash

     New-ItemProperty -Path "HKLM:\SOFTWARE\OpenSSH" -Name DefaultShell -Value "C:\Windows\System32\WindowsPowerShell\v1.0\powershell.exe" -PropertyType String -Force
     

• 需要退出回到 client 时，输入 exit 回车即可

2. 使用密钥方式连接

• 使用刚刚的连接方式，1.3 节最后一步会要求你输入服务器的账户密码，如果不想每次都写，那么可以使用密钥方式连接
• 这个密钥其实和 github 那个 SSH 公钥私钥一模一样。密钥命令会生成匹配的一对公钥和私钥。私钥相当于密码要保管好；公钥相当于锁，它们直接不加保护地放在服务器上，但不会影响安全。只有使用匹配的私钥，才能打开对应的公钥进入服务器
• 整个配置连接过程如下
  1. 到 username\.ssh 路径下，使用以下命令生成钥匙

     ssh-keygen
     

  2. 接下来会提示你输入一个保存路径，不写的话默认私钥 id_rsa，公钥 id_rsa.pub。如果你有 github 仓库一定要小心，直接回车的话你的 github 钥匙就被覆盖了。

     Generating public/private rsa key pair.
     Enter file in which to save the key (C:\Users\username\.ssh\id_rsa):
     

  3. 然后要你输入一个密码，最后连接的时候不会再问 server 账号的密码，而是改问这个密钥密码。如果你答对了直接进server，答错的话就会卡在这直到你答对，而且答对之后还得再答对 server 账号密码才能连上。这个密码也可以设为空，直接回车就完了

     Enter passphrase (empty for no passphrase): 
     Enter same passphrase again: 
     Your identification has been saved in C:\Users\username\.ssh\id_rsa.
     Your public key has been saved in C:\Users\username\.ssh\id_rsa.pub.
     The key fingerprint is: 
     SHA256:OIzc1yE7joL2Bzy8!gS0j8eGK7bYaH1FmF3sDuMeSj8 username@server@LOCAL-HOSTNAME
     
     The key's randomart image is:
     +--[RSA 2048]--+
     |        .        |
     |         o       |
     |    . + + .      |
     |   o B * = .     |
     |   o= B S .      |
     |   .=B O o       |
     |  + =+% o        |
     | *oo.O.E         |
     |+.o+=o. .        |
     +----[SHA256]-----+
     

  4. 生成钥匙之后，带 .pub 后缀的就是公钥，下面把它放到服务器去。先用记事本打开公钥，内容复制后发到远程主机，到主机后先粘贴到一个 .txt 上，然后删掉后缀名，文件名改成 authorized_keys，放到 username\.ssh 路径下即可
  5. 服务器管理员身打开 power shell，执行命令

     notepad C:\ProgramData\ssh\sshd_config
     

     会弹出一个打开的 txt 文件，注释掉最后两行保存即可

     #Match Group administrators 
     #       AuthorizedKeysFile __PROGRAMDATA__/ssh/administrators_authorized_keys
     

  6. 最后，工具栏搜索服务 -> 找到 OpenSSH SSH Server -> 重启服务，然后客户端就可以通过公钥认证的方式登录到远程服务器了
• 配置完成后，在客户端使用以下命令连接

  ssh username@servername -p port -i id_rsa
  

  注意这里 id_rsa 是客户端私钥的路径

3. 内网穿透

• 在互联网上，每台计算机都使用 ip 表示自己的地址，以便收发信息。但是世界上计算机太多了，其实早已超过了 ipv4 所能组成的不同地址的总个数。为了不发生崩溃，ip 又分成内网 ip 和公网 ip，只有公网 ip 能访问整个互联网所有 ip，内网 ip 只能访问公网和相同内网中的 ip，这样就能实现 ip 地址的复用，就好比每个小区都有一单元二单元三单元一样
• 由于这个问题，上面讨论的方法仅限 server 和 client 处于相同局域网时有效。对我来说这是个大问题，因为只有校园网能覆盖我宿舍到实验室的距离，要想维持远程连接，无论网速如何，我都不得不让它们一直挂在校园网上，回家或者出差的话更是没法用了。
• 好在还有一招，就是内网穿透。这需要我们有一台公网服务器，它作为中间人帮我们 “传话”，这里我选用了 sakura frp 提供的免费内网穿透服务，效果还是比较好的
• 下图是我配置的公网服务器，注意这个是在 OpenSSH server 端下载软件进行配置的
  
  像我这种 SSH 远程控制需求，使用 TCP 连接即可，本地 IP 随意，本地端口（就是服务器端口）要设为 SSH 默认的 22 号口，远端端口我是用的随机分配的 49134，注意连接的时候要指定这个端口，当然，配置这个隧道还会给你分配一个公网 ip。比较重要的参数就是本地端口（22）、远端端口、公网 ip

4. 使用 VSCode 编辑远端工程

1. 安装 Remote-SSH 插件
   
2. 转好后，左侧边栏多出一个图标，如下图圈1所示，点击后，点击圈2左上的 “+” 号，在屏幕顶部中间位置弹出的文本框内，输入ssh连接命令，比如 ssh [email protected] -p xxx -i xxx_rsa，按提示输入密码后，即可连接上远程主机。而且这个连接会被记录，之后只要点圈2所示的图标即可直接连接，不用反复输入命令。连上之后，就好像打开了一个本地工程一样，几乎没有什么延时，也不存在显示比例等问题
   
3. 点击上图 “+” 号右边的齿轮图标，在中间弹出的选项中选择 C:\Users\xxx\.ssh\config，可以打开远程连接的配置文件，形如

   Host hostname
     HostName hostname
     User username
     IdentityFile "C:\Users\username\.ssh\id_rsa"
     Port 1234
   

   其中 hostname 是vscode中显示的名字，可以随便写；username 是 Server 用户名，Port 处要写内网穿透的远端端口；IdentityFile 则是Client 的私钥文件地址。如果设置发生变化，可以轻松地从这里修改