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前言

一直以来我都是带台式电脑去学校，去年趁着国补买了台 MacbookAir，又遇宿舍搬迁等事宜，让我深深感到了东西多是有多难搬。
本文作为搭建 Windows 远程开发环境的记录。

需要解决的问题

搭建远程开发环境主要需要解决如下问题：
  • 设备开机
  • 网络
  • 远程桌面方案
  • 开发环境搭建

设备开机

设备开机主要用两种解决方案，WOL 和 来电启动。
WOL（Wake-On-LAN）主要是通过局域网设备发送 Magic Packet 来启动设备，同时还需要设备支持 WOL 功能（一些较老的主板不支持 WOL 功能）和保持电源的连接。
来电启动（AC Power Loss Recovery/Restore on AC Power Loss）主要是通过智能插座来实现远程控制设备的断电、上电来启动设备。
这里主要使用 小米智能插座 结合 来电启动 来控制设备的开机。
注：WOL和来电启动都需要在 BIOS 中设置

网络

设备网络环境

网络
中国电信
下行
300M
上行
40M
路由器
自编译 ImmortalWrt 23.05
IPv4
公网+Full Cone NAT
IPv6
开启
家中网络为中国电信 300M下行 + 40M上行，使用软路由进行拨号，软路由搭载自己编译的 ImmortalWrt（OpenWrt variant），开启 IPv6，同时具有公网 IPv4。

组网

组网软件使用 Tailscale 同时购买阿里云境内服务器自建 DERP 服务器。

DERP 搭建

DERP（Designated Encrypted Relay for Packets，指定加密中继服务器）服务器用于管理设备连接和 NAT 穿透。它们有两个主要用途：协商 tailnet 设备之间的直接连接，以及在无法建立直接连接时作为中继服务器。
DERP 服务实际上运行的是 HTTP 协议，默认的端口为 443，需要配合域名和证书使用。
由于使用的是境内的服务器，如果不备案我们是无法通过域名访问 HTTP 协议的，所以我们只能通过修改默认端口同时通过 IP 直连才可以访问。
  1. 使用 openssl 自签证书，DERP_IP 修改为自己的服务器 IP
    1. 将证书移动到相对 docker-compose.yml 的相对目录 ./certs ，使用 Docker Compose 一键搭建 DERP 服务
      1. 在 Tailscale ACL 页面禁用默认 DERP 服务器，同时添加自建服务器。
        1. 配置完成后使用 tailscale netcheck 进行测试
            2. notion image

        打洞优化

        使用 tailscale status 可以查看设备的网络连接状态，最理想的状态就是打洞成功的 direct 状态，如果遇到一直是使用 DERP 服务器的 relay 状态则需要排查原因。
        Tailscale 默认监听 41641 端口进行打洞，如果有公网 IPv4 可以尝试开启 NAT-PMP 或者手动允许 41641 端口的入站。
        如果没有公网 IPv4 则可以尝试使用 随机端口 等操作，详细如下：
        Using Tailscale with your firewall
        Learn how to use Tailscale with your existing firewall configuration.
        Using Tailscale with your firewall
        https://tailscale.com/kb/1181/firewalls
        Using Tailscale with your firewall

        速度测试

        图：中国联通流量IPv6直连成功 NAS速度测试
        图：中国联通流量IPv6直连成功 NAS速度测试

        远程桌面方案

        用 Windows 系统搭建开发环境肯定离不开远程桌面。远程桌面方案根据原理不同可以分类为 RDP 和 其他、还可以分为 开源 和 闭源商业。
        下面是一些常见的远程桌面方案：
        方案
        核心原理
        游戏支持
        开源/闭源
        是否收费
        Windows RDP
        远程渲染
        不推荐，以远程办公为主
        闭源
        免费
        RustDesk
        视频串流
        不推荐，以远程办公为主
        开源
        免费
        Sunshine
        视频串流
        支持
        开源
        免费
        ToDesk
        视频串流
        支持但需付费
        闭源
        免费、部分功能收费
        网易UU远程
        视频串流
        支持
        闭源
        免费
        Parsec
        视频串流
        支持
        闭源
        免费、部分功能收费
        这里主要使用 Windows RDP 和 RustDesk 作为远程桌面方案。如果需要游戏串流可以使用 Sunshine 或者 网易UU远程。
        在远程桌面方案中，Windows RDP 凭借远程渲染而非视频串流的技术是不可或缺的存在。

        开发环境搭建

        虽然是在 Windows 下面搭建开发环境，但是 Linux 也是不可或缺的，这里基于 WSL2 来搭建 Linux 的开发环境。
        主要是需要安装/开启这些功能：
        • Hyper-V
        • WSL2
        • Podman
        • OpenSSH
        其中 Podman 依赖 WSL2 依赖 HyperV。

        开启 Hyper-V

        在 “启用或关闭 Windows 功能” 勾选 “Hyper-V” 即可。

        安装 WSL2

        跟着微软官方教程安装即可。
        Install WSL
        Install Windows Subsystem for Linux with the command, wsl --install. Use a Bash terminal on your Windows machine run by your preferred Linux distribution - Ubuntu, Debian, SUSE, Kali, Fedora, Pengwin, Alpine, and more are available.
        Install WSL
        https://learn.microsoft.com/en-us/windows/wsl/install
        Install WSL

        安装 Podman

        安装包无脑点击下一步。
        Podman
        Cirrus CLI allows you to reproducibly run containerized tasks with Podman
        Podman
        https://podman.io/

        Hyper-V 问题解决

        Windows 10（安装了 Hyper-V）会自动随机保留部分端口用于容器宿主网络服务（详细请见https://zhuanlan.zhihu.com/p/474392069）。
        如果 Windows 动态端口范围被设得过低（如1024起步），常用端口（如8088、8000、3000等）会被误占用，导致无法绑定。
         
        使用命令 netsh int ipv4 show dynamicport tcp 可以查看目前「TCP 动态端口」的范围。
        notion image
         
        使用 netsh int ipv4 show excludedportrange protocol=tcp 命令可以查看当前所有已经被征用了的端口。
        notion image

        解决方法

        1. 以管理员权限运行以下命令，将动态端口范围设回标准的高位区间，避免影响常用端口：
          1. 重启电脑
          1. 验证：
              2. 显示的范围应为49152-65535。

          安装 Win32-OpenSSH

          虽然我们可以直接通过远程桌面进行开发，但是这样过于臃肿了，我们可以直接通过 VsCode 的 RemoteSSH 插件连接远程服务器进行远程开发，且连接上后可以直接拥有在 Windows 本地开发的体验，能直接连接到 WSL 和 Podman 运行的容器，非常的方便。
          实现这个功能我们只需要在 Windows 上安装 OpenSSH 服务，这里使用安装包直接进行安装。
          Win32-OpenSSH 下载地址：https://github.com/PowerShell/Win32-OpenSSH/releases/
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          安装完成 OpenSSH 后可以将电脑上的 SSH 公钥添加到 authorized_keys 中实现丝滑的远程连接。

          WSL 安装 OpenSSH

          至此，Windows 远程开发环境算是搭建完成了，不过如果只使用 Windows OpenSSH 会让我们访问 WSL 多一个步骤，这里我想要一个方案通过 SSH 连接上服务器就是 WSL。
          实现也很简单，就是需要在 WSL 下安装 OpenSSH 服务，在 Ubuntu 下直接使用 apt install openssh-server 即可，同时要保证 WSL 配置 /etc/wsl.conf 开启 systemd ，通过 systemd 来管理 OpenSSH 服务的启动。
          图：systemd 查看 sshd 服务运行状态
          图：systemd 查看 sshd 服务运行状态
           
          安装了 OpenSSH 服务还不够，我们还需要配置端口转发和 WSL 的开机启动。
          我们使用 NSSM 来管理 Windows 的服务，由于 NSSM 只能运行 bat 脚本，所以我们还需要写一个 bat 脚本用于调用 ps1 脚本。
          notion image
          notion image
          注意 NSSM 的 Log on 需要配置管理员的账户，不能使用 Local System account。同时 Dependencies 需要添加 WSLService。
          这样便完成了 WSL 端口转发与开机启动的配置。

          总结

          通过组网和开发环境搭建，完美的解决了远程开发的需求，外加远程桌面可以让我们控制电脑，串流游戏等等，非常的完美，暂时没有遇到缺点。

          附录

          WSL2 迁移存储目录

          WSL2 默认将 Linux 发行版安装到C盘，迁移方法如下
          1. 导出
            1. 注销原发行版
              1. 导入到新目录