IPSEC的VPN配置步骤.docx
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IPSEC的VPN配置步骤
IPSEC的VPN配置步骤
IPSEC的VPN配置步骤第一步配置IKE协商R1（config）#cryptoisakmppolicy1建立IKE协商策略R1（config-isakmap）#hashmd5设置密钥验证所用的算法R1（config-isakmap）#authenticationpre-share设置路由要使用的预先共享的密钥R1（config）#cryptoisak
IPSEC的VPN配置步骤
第一步配置IKE协商
R1（config）#cryptoisakmppolicy1建立IKE协商策略
R1（config-isakmap）#hashmd5设置密钥验证所用的算法
R1（config-isakmap）#authenticationpre-share设置路由要使用的预先共享的密钥
R1（config）#cryptoisakmpkey123address192.168.1.2设置共享密钥和对端地址123是密钥
R2（config）#cryptoisakmppolicy1
R2（config-isakmap）#hashmd5
R2（config-isakmap）#authenticationpre-share
R2（config）#cryptoisakmpkey123address192.168.1.1
第二步配置IPSEC相关参数
R1（config）#cryptoipsectransform-setcfanhomeah-md5-hmacesp-des配置传输模式以及验证的算法和加密的的算法cfanhome这里是给这个传输模式取个名字
R1（config）#access-list101permitipanyany我这里简单的写但是大家做的时候可不能这样写
这里是定义访问控制列表
R2（config）#cryptoipsectransform-setcfanhomeah-md5-hmacesp-des两边的传输模式的名字要一样
R2（config）#access-list101permitipanyany
第三步应用配置到端口假设2个端口都是s0/0
R1（config）#cryptomapcfanhomemap1ipsec-isakmp采用IKE协商，优先级为1这里的cfanhomemap是一个表的名字
R1（config-crypto-map）#setpeer192.168.1.2指定VPN链路对端的IP地址
R1（config-crypto-map）#settransform-setcfanhome指定先前所定义的传输模式
R1（config-crypto-map）#matchaddress101指定使用的反问控制列表这里的MATCH是匹配的意思
R1（config）#ints0/0
R1（config-if）#cryptomapcfanhomemap应用此表到端口
R2和R1在最后的配置基本一样这里就不一一写出来了
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IPsec配置超级指南（大纲，说明，实例，实验）
IPsec-VPN--virtualprivatenetwork
什么是VPN--虚拟专用网
VPN作用--通过公网实现远程连接，将私有网络联系起来
VPN的类型：
1、overlay的VPN，例如IPsec-VPN
2、peer-to-peer的VPN，例如MPLS-VPN
还可以分为二层VPN和三层VPN
IPsec-VPN是三层的VPN
IPsec-VPN的分类:
1、site-to-siteVPN也叫LAN-to-LANVPN（要求两个站点都要有固定的IP）
2、EASY-VPN也叫remoteVPN（通常用于连接没有固定IP的站点）
IPsec-VPN提供三个特性：
1、authentication每一个IP包的认证
2、dataintegrity验证数据完整性,保证在传输过程中没有被人为改动
3、confidentiality（私密性）数据包的加密
《知识准备》
在学习IPsec技术之前，先要学习以下几点知识
1、加密机制
2、DH密钥交换算法
3、认证机制
4、散列机制
加密机制--密码学分为两类：
对称加密算法---使用一把密匙来对信息提供安全的保护。
只有一个密匙，即用来加密，也用来解密
特点：
1、速度快
2、密文紧凑
3、用于大量数据的传送
对称加密代表：
DES、3DES、AES
3DES--有三个密匙，用第一个密匙加密，用第二个密匙解密，再用第三个密匙加密
非对称加密---有一对密匙，一个叫公匙，一个叫私匙，如果用其中一个加密，必须用另一个解密。
特点：
1、速度慢
2、密文不紧凑
3、通常只用于数字签名，或加密一些小文件。
非对称加密的代表：
RSA、ECC
非对称加密代表RSA--有一对密匙，一个公匙，一个私匙，私匙加密，公匙解密,或者公匙加密，私匙解密
非对称加密可以有两种应用：
1、公钥加密，私钥解密，叫加密
2、私钥加密，公钥解密，叫数字签名
理想的应用方法，用非对称加密法来传送对称加密的密匙，或用在数字签名当中。
用对称加密法来加密实际的数据。
数字签名不但证明了消息的内容，还证明了发送方的身份。
密钥化的HASH--使用密钥对生成的消息摘要进行加密时，被称为加密的消息摘要。
diffie-hellmankeyexchange--DH算法
是一种安全的让通信双方协商出一个共享密匙的方法。
用对方的公匙和自已的私匙产生一个双方都能知道的KEY（也叫共享的密秘），作对称加密用
DHgroup1的长度是768位（产生出的KEY的长度）
DHgroup2的长度是1024位
认证机制--（这里所指的是设备的认证，而不是用户的认证）
现代的基本加密技术要依赖于消息之目标接收者已知的一项秘密，关键的问题是如何保障密钥的安全。
1、用户名和密码
2、OTP（onetimepassword）一次性密码
3、生物认证（指纹、眼膜）
4、预共享密钥
5、数字证书
6、加密临时值
散列机制--用来做完整性检验
散列函数（就是HASH）--把一大堆数据经过计算得到一个较小的、定长的值，散列是一种不可逆函数。
这意味着一旦明文生成散列，就不可能或者说极端困难再将其由散列转换成明文。
HASH的特点：
1、不管输入什么数据，输出是定长的
2、只要输入有一点微小变化，输出就会发生很大的变化，也就是雪崩效应
3、不可逆
HASH的算法：
1、md5提供128位的输出md5是验证，不是加密技术，用来做哈希
2、SHA提供160位的输出
HMAC--使用散列的消息认证编码，或者叫密钥化的HASH，是一种使用HASH来进行认证的机制。
可以用来做预共享密钥的认证。
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IPsec的组成--IPsec协议集包括三个协议：
1、internetkeyexchange（IKE）密匙交换协议
协议双方使用的算法，密匙，协商在两个对等体之间建立一条遂道的参数，协商完成再用下面的方法封装数据。
IKE动态的，周期性的在两个PEER之间更新密钥
2、encapsulatingsecutitypayload（ESP）封装安全负载
可以对数据包认证，加密,封装，IP中协议号--50，通常使用3DES来进行加密
3、authenticationheader（AH）
只提供认证，封装，不提供加密，明文传送,IP中协议号--51
IPsecVPN的两种模式--
一、传输模式：
不产生新的IP头，在原包头之后插入一个字段,当通信点等于加密点用这种方法
原始IP头|（ESP或AH）|Data
二、通道模式：
产生一个新IP包头，当通信点不等于加密点用这种方法，site-to-site的VPN就是这种模式,因为通信点的IP头通常不是一个公网上可路由的头部，而新的IP头用的是两个peer之间的IP地址。
新IP头|（ESP或AH）|原始IP头|Data
通信点：
实际通信的设备
加密点：
进行加密的设备
ESP封装中只对原始IP分组进行完整性检验
AH封装中进行完整性检验还包括新的IP头
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IKE密匙交换协议
IKE的作用：
用于在两个peer之间协商建立IPsec-VPN通道
1、协商参数
2、产生KEY，交换KEY、更新KEY
3、对双方进行认证
4、对密钥进行管理
也是由三个不同的协议组成：
1、ISAKMP--定义了信息交换的体系结构,也就是格式
2、SKEME--实现公钥加密认证的机制
3、Oakley--提供在两个IPsec对等体间达成相同加密密钥的基于模式的机制
ISAKMP基于UDP，源目端口都是500
site-to-siteipsecVPN的协商过程,分两个阶段
要想在两个站点之间安全的传输IP数据流，它们之间必须要先进行协商，协商它们之间所采用的加密算法，封装技术以及密钥。
这个协商过程是通过IKE来完成的，IKE协商分两个阶段运行：
阶段一：
在两个对等体设备之间建立一个安全的管理连接。
没有实际的数据通过这个连接。
这个管理连接是用来保护第二阶段协商过程的。
阶段二：
当对等体之间有了安全的管理连接之后，它们就可以接着协商用于构建安全数据连接的安全参数，这个协商过程是安全的，加了密的。
协商完成后，将在两个站点间形成安全的数据连接。
用户就可以利用这些安全的数据连接来传输自已的数据了。
第一阶段：
建立ISAKMPSA协商的是以下信息：
1、对等体之间采用何种方式做认证，是预共享密钥还是数字证书。
2、双方使用哪种加密算法
3、双方使用哪种HMAC方式，是MD5还是SHA
4、双方使用哪种Diffie-Hellman密钥组
5、使用哪种协商模式（主模式或主动模式）
6、还要协商SA的生存期
第二阶段：
建立IPsecSA协商的是以下信息：
1、双方使用哪种封装技术，AH还是ESP
2、双方使用哪种加密算法
3、双方使用哪种HMAC方式，是MD5还是SHA
4、使用哪种传输模式，是隧道模式还是传输模式
5、还要协商SA的生存期
第一阶段的协商过程总共有6条消息：
1、消息1和消息2用于peer之间协商加密机制
ISAKMP包含有ISAKMP头、SA负载、提议负载、转换负载等字段
总之是让双方协商好我们之间使用啥子协议、加密方法
具体是要协定四个东东：
加密机制、散列机制、DH组、认证机制
2、消息3和消息4用于相互之间交换公共密匙
两端的peer先各自生成自已的私匙和公匙，同时还产生一个临时值。
然后再使用消息3或消息4将各自的公匙和临时值进行交换。
交换完公匙后，每个peer先根据对方的公匙和自已的私匙生成一个共享秘密（使用DH算法），再根据共享秘密、对方和自已的临时值、预共享密钥产生出三个SKEY：
SKEYID_d--此密匙被用于计算后续IPsec密匙资源
SKEYID_a--此密匙被用于提供后续IKE消息的数据完整性以及认证
SKEYID_e--此密匙被用于对后续IKE消息进行加密
消息3和4的ISAKMP包含以下字段：
ISAKMP包头、密匙交换负载（KE）、临时值负载
3、消息5和消息6用于两个peer之间进行认证，这两个消息是用SKEYID_e进行过加密的。
每个peer根据一大堆东东（包括SKEYID-a、预共享密钥、标识ID）生成一个Hash值，再将这个值和自已的标识ID（通常是IP或主机名）发送给对方。
当然，使用的就是消息5或消息6。
每个peer收到对方的ID和Hash值后，先根据对方的ID找到对方的公匙，再计算本地Hash值,如果本地Hash值和对方的Hash值一样，就表示认证成功。
这一步完成后，IKESA被建立，主模式认证完成
第二阶段的协商过程总共有3条消息：
1、第一、二条信息是两个peer之间协商形成IPsecSA的封装协议、模式、加密算法，还要互发用DH重新生成的新的公匙和临时值，以及其它一些参数，像SPI、ID等等。
2、第三条消息通常由发起者发送给响应者，起一个确认的作用，也用来验证通信信道的有效性
第三条信息发送前，两端的peer必须先用和DH相关的信息（新的私钥和对方公钥）生成一个新的DH秘密，然后用该值和SKEYID_d以及其他一些参数一起来生成最终加解密的KEY。
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SA--安全关联
SA是两个通信实体经协商建立起来的一种协定，它们决定了用来保护数据包安全的IPsec协议、转码方式、密钥、以及密钥的有效存在时间等等。
任何IPsec实施方案始终会构建一个SA数据库（SADB），由它来维护IPsec协议用来保障数据包安全的SA记录。
SA是单向的--如果两个主机（比如A和B）正在通过ESP进行安全通信，那么主机A就需要有一个SA，即SA（OUT），用来处理外发的数据包，另外还需要有一个不同的SA，即SA（IN）用来处理进入的数据包。
主机A的SA（OUT）和主机B的SA（IN）将共享相同的加密参数（比如密钥）。
SA还要根据协议来区分，如果两个主机间同时使用ESP和AH，对于ESP和AH会生成不同的SA。
SADB--安全关联数据库，包含双方协商的IKE和IPsec安全信息
SPI--安全参数索引，是一个32位的值，用来标识用于处理数据包的特定的那个安全联盟。
或者这样理解，用于唯一定义一条单向的IPsec通道。
这个号码存在于ESP包头中，通道两端必须一致。
SA分为两种--
1、IKE（ISAKMP）SA协商对IKE数据流进行加密以及对对等体进行验证的算法
2、IPsecSA协商对对等体之间的IP数据流进行加密的算法
对等体之间的IKESA只能有一个
对等体之间的IPsecSA可以有多个
PFS--完善转发安全性，是一种IKE协商中发起者可以向响应者提供建议的属性，是一种强制对等体双方在快速模式交换中产生新的DH秘密的属性。
这允许使用新的DH秘密生成用于加密数据的加密密钥。
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配置实例：
步骤：
1、configurecryptoACL配置感兴趣流,需要加密的流量就是感兴趣流。
2、establishISAKMPpolicy第一阶段的策略
3、configureIPsectransformset第二阶段的策略
4、configurecryptomap
5、applycryptomaptotheinterface在接口下应用
6、configureinterfaceACL确定在外网接口放行哪些流量
一、定义感兴趣流：
ipaccess-listextendedVPN
permitip172.16.1.00.0.0.255172.16.2.00.0.0.255
二、IKE第一阶段
cryptoisakmppolicy10
encryptiondes
hashmd5
authenticationpre-share
group2
cryptoisakmpkeyciscoaddress202.100.1.2pre-sharekey的定义
三、IKE第二阶段
cryptoipsectransform-setMYSETesp-desesp-md5-hmac
modetunnel
四、把感兴趣流与转换集映射一下
cryptomapMYMAP100ipsec-isakmp
setpeer202.100.1.2设置VPN对等体的地址
settranform-setMYSET设置转换集
matchaddressVPN感兴趣流和转换集的绑定
五、MAP与接口绑定
ints0
cryptomapMYMAP
六、设定接口只允许跑VPN流量,在接口入设置
access-list100permitudpanyeq500anyeqisakmp
access-list100permitespanyany
access-list100permitip172.16.2.00.0.0.255172.16.1.00.0.0.255由于ACL会二次查找，所以还要放行私网的流量
showcryptoisakmppolicy
showcryptoisakmpsa第一阶段的SA
showcryptoipsecsa第二阶段的SA
showcryptoengineconnectionsactive
showcryptomap
cryptoipsecsecurity-associationlifetime[seconds|kilobytes]第二阶段的一个协商时间，也就是说多长时间后重新协商密匙。
也可按已发了多少流量来进行协商。
哪个数值先到就先起效。
crytoisakmpkeepalive103
IPsec通道的终结：
当流量超过上限后或者超时自动终结
clearcryptoisakmp清第一阶段
clearcryptosa清第二阶段
clearcryptosession在新版的IOS中，用这条命令全清
debugcryptoisakmp
debugcryptoipsec
配置IPsec-VPN的注意点：
1、路由
2、感兴趣流量
3、策略
4、调用
接口设定ACL：
设定接口只允许跑VPN流量,在接口入设置
access-list100permitudpanyeq500anyeqisakmp
access-list100permitespanyany
或access-list100permitahpanyany
注意：
在老IOS中，对包解密后还会再匹配一次访问列表，新的IOS中就不会，所以在老的IOS中要加入一条
access-list100permitip192.168.3.00.0.0.255192.168.2.00.0.0.255
IPsec中的路由问题：
R1需要有4.4.4.0的路由
R2需要有4.4.4.01.1.1.030.0.0.0的路由
R3需要有1.1.1.04.4.4.020.0.0.0的路由
R4需要有1.1.1.0的路由
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GRE
GRE通用路由封装---一个三层协议，能够将各种不同的数据包封装成IP包，然后通过IP网络进行传输。
也就是说能对其它的IP包或非IP包进行再封装，在原始包头的前面增加一个GRE包头和一个新IP包头。
明文传送，没有安全性。
在IP中的协议号47。
GRE封装格式：
20字节4字节
GRE有很好的隧道特性
1、支持多协议
2、支持组播
缺点是不安全
IPsec的特点：
1、能提供安全的传输保证
2、但只能支持IP，不能支持其他协议
小知识：
在tunnal中，指定目标地址之后，只要在本地路由表中有这个地址，tunnal就会
up
GREoverIPsec（实用性很高的技术，不像IPsecVPN那样麻烦）
原理：
在tunnel中，先用GRE对数据包封装成IP包，再用IPsec加密，默认是通道模式
红色部分是加密的部分
IPsec只能对IP包加密，不能对非IP包加密。
注意在GREoverIPsec中感兴趣流的定义：
（所有的GRE流量都是感兴趣流）
access-list100permitgrehost202.100.13.3host202.100.12.2必须定义公网地址
因为当感兴趣流量过来时：
1、先查路由，进入tunnel口
2、封装GRE后，进入S口撞击map
当封装了GRE后，外部的IP地址用的就是公网地址了，所以感兴趣流量必须定义为公网地址。
由于在接口下会两次检查ACL，所以如果在物理接口下放ACL，要同时放行ESP和GRE流量，还有isakmp的协商流量。
GREoverIPsec技术建议使用传输模式
因为通信点等于加密点
试验：
一、配置tunnel
interfacetunnel1
tunnelsource202.100.1.1
tunneldestination202.100.1.2
tunnelgreip
ipaddress12.1.1.1
二、运行路由协议
routereigrp90
network172.16.1.00.0.0.255
network12.1.1.00.0.0.255
三、开始配置IPsec，先定义感兴趣流：
（注意这里的定义）
ipaccess-listextendedVPN
permitgreanyany
四、IKE第一阶段
cryptoisakmppolicy10
encryptiondes
hashmd5
authenticationpre-share
group2
cryptoisakmpkeyciscoaddress202.100.1.2pre-sharekey的定义
五、IKE第二阶段
cryptoipsectransform-setMYSETesp-desesp-md5-hmac
modetunnel
六、把感兴趣流与转换集映射一下
cryptomapMYMAP100ipsec-isakmp
setpeer202.100.1.2设置VPN对等体的地址
settranform-setMYSET设置转换集
match
升级会员 