计算机网络-IPSec VPN基础实验一(主模式)

一、IPSec VPN配置概述

前面我们大致学习了IPSec的基本概念和工作原理了，现在开始尝试用实践模拟来加深印象吧。实际工作中实现IPSec的方式有很多中，需要根据企业网络现状、预算、设备性能等进行考虑，比如设备是否支持？使用路由器还是防火墙部署？是否固定专线或者拨号网络？单分支与多分支互联等情况都不尽相同。

先根据我实际工作中应用到的技术与理论进行一个结合吧，如果有不同的欢迎交流。

• 一般在企业出口使用IPSec技术搭建的VPN称为IPSec VPN
• IPSec VPN要求分支与总部内网网段不能重叠，需要提前进行网段的划分
• 目前我接触的一般情况下至少需要一方具有公网IP
• 主模式与野蛮模式需要考虑是否有公网IP以及是否经过中间NAT设备
• 主要的区别在IKE协商方式、加解密算法的一些区别

1.1 安全提议

在华为以及华三设备中通过配置安全体验来定义一些如加密算法、认证算法、传输模式等内容，在IKE中又分为IKE 安全提议(ike proposal)以及IPSec 安全提议(ipsec proposal)。

ike proposal可选配置：

ike-proposal-1 interface view commands:
  arp-ping                  ARP-ping
  authentication-algorithm  Config hash algorithm          # 认证算法：MD5、SHA等
  authentication-method     Specify authentication method  # 认证方式（密码、RSA签名等）
  backup                    Backup  information
  clear                     Clear
  dh                        Specify DH group
  dialer                    Dialer
  display                   Display information
  encryption-algorithm      Specify encryption algorithm   # 加密算法：DES、AES等
  mtrace                    Trace route to multicast source
  ping                      <Group> ping command group
  prf                       Configure prf method
  quit                      Exit from current mode and enter prior mode
  reset                     <Group> reset command group
  return                    Enter the privileged mode
  sa                        Specify IKE SA parameters      # SA超时时间
  test-aaa                  Accounts test
  tracert                   <Group> tracert command group
  undo                      Negate a command or set its defaults

ipsec proposal可选配置：

[fengbu-ipsec-proposal-1]?
ipsec-proposal interface view commands:
  ah                  AH protocol defined in RFC2402         # 使用AH安全协议，缺省为ESP
  arp-ping            ARP-ping
  backup              Backup  information
  clear               Clear
  dialer              Dialer
  display             Display information
  encapsulation-mode  Specify the packet encapsulation mode of security protocol # 传输模式、隧道模式
  esp                 Specify the parameters of ESP protocol(RFC2406) # 定义ESP使用的加密与解密算法
  mtrace              Trace route to multicast source
  ping                <Group> ping command group
  quit                Exit from current mode and enter prior mode
  reset               <Group> reset command group
  return              Enter the privileged mode
  test-aaa            Accounts test
  tracert             <Group> tracert command group
  transform           Specify the security protocol used to transform packet
  undo                Negate a command or set its defaults

1.2 IKE对等体

配置中使用 ike peer 来定义分支或者站点。

ike peer zongbu v1              # 创建一个对等体，使用ike v1
 pre-shared-key simple KL!@#258 # 定义秘钥，双方一致
 ike-proposal 1                 # 在对等体中调用ike 安全提议
 remote-address 220.103.54.39   # 定义远端标识
 
# 可选配置，很多我也没有配置过，看翻译理解下吧
ike-peer interface view commands:
  digital-envelope   Digital envelope               
  dpd                Specify the parameter of dpd          # dpd检测，类似于超时检测
  exchange-mode      Specify the IKE phase 1 exchange mode # 主模式\野蛮模式，缺省主模式
  ike-proposal       Specify IKE proposal of IKE peer      # 调用ike安全提议
  inband             Inband
  local-address      Specify the IP address of the local peer  # 定义本地地址
  local-id-type      Set local ID type                         # 定义本地标识的类型，如果是野蛮模式可能使用name名称来建立vpn 
  mtrace             Trace route to multicast source
  nat                NAT traversal use UDP encapsulation       # 开启nat穿越
  peer-id-type       Set peer ID type                          # 定义对端标识的类型：IP地址、name
  pki                PKI keyword
  pre-shared-key     Specify the pre-shared-key                # 定义秘钥
  re-authentication  Set IKE re-authentication interval
  remote-address     Specify the IP address of the remote peer # 对端地址
  remote-name        Specify the name of the peer              # 对端name
  sa                 Specify IKE SA parameters
  service-scheme     Config service scheme

1.3 ipsec策略

将上面的安全提议、对等体调用形成一个策略。

ipsec policy policy1 1 isakmp   # 创建一个名叫policy1的ipsec策略，数字1为这条策略的第一个分支，使用isakmp框架进行协商
 security acl 3000              # 使用acl匹配感兴趣流量
 ike-peer zongbu                # 将ike对等体调用 
 proposal 1                     # 调用ipsec porposal，这是ipsec 安全提议，注意区分

# 其它可选配置
  ike-peer  Specify IKE peer    # 调用ike对等体
  ipsec     Specify IPSec(IP Security) configuration information 
  pfs       Use perfect forward security(PFS) in IKE phase 2 negotiation # 定义DH组
  proposal  Config IPSec security proposal    # 调用ipsec安全提议
  qos       QoS configuration
  sa        Specify the parameters of security association(SA)
  security  Specify the packets to be protected by this policy # 调用acl匹配感兴趣流
  tunnel    Specify IPSec tunnel parameters                    # 应该是使用路由方式匹配感兴趣流

基本关系如下，通过多个配置进行结合为一个ipsec策略，然后在接口调用ipsec策略，当流量到达指定接口，然后符合ACL的匹配才会进行加密转发。

二、IPSec VPN基础实验(主模式、隧道模式、esp安全协议)

以下面的网络拓扑为例进行实践配置。

确保出口IP能够正常通信，需要注意的是这里只考虑到VPN流量，实际情况下可能是有internet上网流量和VPN互访流量，需要在ACL中进行区分，也就是在NAT时候调用ACL，先拒绝掉VPN流量然后允许上网流量。

配置：

# Internet配置如下
interface GigabitEthernet0/0/0
 ip address 183.14.5.20 255.255.255.0 
#
interface GigabitEthernet0/0/1
 ip address 220.103.54.38 255.255.255.0 


# 分部：缺省情况下是隧道模式，esp协议
# 设备命名
sysname fengbu
# 定义感兴趣流，从分支192.168.1.0/24去往172.16.1.0/24的流量，动作为permit
acl number 3000  
 rule 5 permit ip source 192.168.1.0 0.0.0.255 destination 172.16.1.0 0.0.0.255 
 
# 定义ipsec安全提议
ipsec proposal 1
 esp encryption-algorithm 3des
 
# 定义ike安全提议
ike proposal 1
 encryption-algorithm 3des-cbc
 authentication-algorithm md5
 
# 定义zongbu对等体,版本v1，密码双方一致，调用ike安全提议以及对端标识，主模式下双方都使用IP地址对接
ike peer zongbu v1
 pre-shared-key simple KL!@#258
 ike-proposal 1
 remote-address 220.103.54.39
# 创建ipsec策略，调用acl匹配感兴趣流，调用ike对等体，调用ipsec安全提议
ipsec policy policy1 1 isakmp
 security acl 3000
 ike-peer zongbu
 proposal 1
#
# 出接口调用ipsec策略policy1
interface GigabitEthernet0/0/0
 ip address 183.14.5.21 255.255.255.0 
 ipsec policy policy1
 
# 这里模拟环境没有其它路由可以缺省，如果有其它路由可以手动配置明细路由如172.16.1.0/24,下一跳为出口网关
ip route-static 0.0.0.0 0.0.0.0 183.14.5.20


# 总部配置，基本与上面的一致
# 总部
sysname zongbu
# 定义感兴趣流，与分支的相反
acl number 3000  
 rule 5 permit ip source 172.16.1.0 0.0.0.255 destination 192.168.1.0 0.0.0.255 
# ipsec安全提议
ipsec proposal 1
 esp encryption-algorithm 3des
# ike安全提议
ike proposal 1
 encryption-algorithm 3des-cbc
 authentication-algorithm md5
# ike对等体
ike peer fengbu v1
 pre-shared-key simple KL!@#258
 ike-proposal 1
 remote-address 183.14.5.21
# ipsec策略
ipsec policy policy1 1 isakmp
 security acl 3000
 ike-peer fengbu
 proposal 1

#
interface GigabitEthernet0/0/0
 ip address 172.16.1.254 255.255.255.0 
# 在出接口调用ipsec策略
interface GigabitEthernet0/0/1
 ip address 220.103.54.39 255.255.255.0 
 ipsec policy policy1

# 配置路由
ip route-static 0.0.0.0 0.0.0.0 220.103.54.38

查看ike以及ipsec的sa和隧道状态。

通过display ike sa查看ike信息。

通过display ike sa verbose查看ike详细信息，包括模式、协商参数。

通过display ipsec sa查看ipsec的信息。

总结：其实ipsec VPN原理复杂，配置其实还行吧，只有理解了按部就班是可以配置出来的，实际工作中需要考虑更多一点。