用OpenSWAN做Linux下的IPSec VPN的详细配置指南.docx

1、用OpenSWAN做Linux下的IPSec VPN的详细配置指南用OpenSWAN做Linux下的IPSec VPN的详细配置指南创建时间：2006-10-25 更新时间：2006-10-26文章属性：原创文章提交：toorq(toorq_at_)用Openswan组建Linux IPSecby toorq1.概述2.安装Openswan3.认证和配置3.1 RSAsig认证方式的配置3.2 x.509证书认证的配置3.3 RoadWarrior模式的配置5.Windows客户端的配置*1.概述LInux上的VPN支持主要有三种：1)IPSec s VPN 其主要代表有 FreeS/WAN、

2、KAMEIPSec在Linux上支持主要有两个主要的分类，一为FreeS/WAN，现在已经停止开发，其分裂为两个项目，Openswan与 Strongswan。其可以用自身的IPsec内核堆栈（Kernel stack），称为KLIPS，也可以用2.6内核中的堆栈代码（下面我们称其为26sec），可以说是非常的灵活。还有就是来自BSD世界的KAME。 KAME只能用内核堆栈。IPSec差不多是最老的VPN标准了，她的依然很安全，当然是在配置好以后。言下之意，她的配置比较麻烦。本文下面将做说明。2)SSL-Based VPN 其主要代表有 OpenVPNSSL只要跑在应用层，所以理所当然的配置简

3、单，只要机子能跑TCP或UDP就行，也可以穿过大多的防火墙。3)PPTP-Based VPN 有(PoPTop)PoPTop可以说是PPTP在Linux下的实现。不过，IPSec上跑L2TP更安全。2.安装Openswan因为FreeS/WAN已经在2004年三月停止开发，所以我们使用她的后继项目Openswan来做我们的IPSec实验。其相比FreeS/WAN有个好处，如果使用 26sec 的时候，Openswan不用打补丁，就可以用nat。因为IPSec工作在网络层，所以需要系统内核态的支持，上面说过，有两个选择，用自带(26sec)的或用Openswan(KLIPS)的，为了方便（如何打

4、补丁和编译内核不是本文讨论的重点），本文使用2.6自带的实现代码。同时本文使用Debian Sarge作为实验系统，在Debian上安装。#apt-get install openswan如果你想从源码安装，到http:/www.openswan.org/code下载软件包，然后按照包中的说明安装。由于我们使用26sec，所以只要make programs;make install就可以搞定。值得注意的是，现在的Openswan已经内建些个好用的补丁，比如x.509和NAT Traversal的支持，使用起来非常的方便。你也可以用#ipsec verify来检验你的安装3.认证和配置3.1 R

5、SA Signature（RSA数字签名）认证的配制Openswan支持许多不同的认证方式，包括RSA keys、pre-shared keys或x.509证书方式。RSA Signature比较简单，我先介绍下所要使用的命令生成一个新的RSA密钥对#ipsec newhostkey -output /etc/ipsec.secert按left或right格式生成RSA Sig#ipsec showhostkey -left（或-right）知道了上面的命令，我们就可以配置一个net-to-net，就是网关对网关的通讯。所在的Linux主机为通讯的网关，作为其子网的出口，对于子网的用户来所是透

6、明的，远程的子网在通讯后可以像自己的局域网一样的访问。本文使用VMWare架设起一个四台虚拟Linux主机来进行试验。因为要在不同的机子上进行配置，所以请读者认清主机名。192.168.183.44（子网客户机，计算机名RA）192.168.49.2（Left网关主机，计算机名melin，同时eth1配置为192.168.183.1）192.168.49.3（Right网关主机，计算机名right，同时eth1配置为192.168.233.1）192.168.233.44（子网客户机，计算机名RB）两个网关主机当然要安装好Openswan。同时用iptabels配置好NAT伪装。然后我们运行下

7、面的命令/melin#ipsec newhostkey -output /etc/ipsec.secert#ipsec showhostkey -right /etc/ipsec.conf#vi /etc/ipsec.conf /编辑ipsec.conf配置文件#scp /etc/ipsec.conf rootright_GW_ipaddress:/etc/ipsec.conf /把ipsec.conf拷贝到right网关，目的是为了让right的到left的rsasig。/right#ipsec newhostkey -output /etc/ipsec.secert#ipsec showh

8、ostkey -right /etc/ipsec.conf#vi /etc/ipsec.conf#scp /etc/ipsec.conf rootleft_GW_ipadress:/etc/ipsec.conf然后分别从前启动ipsec服务#ipsec setup restart /这个因为你的系统不同点不同这里的编辑ipsec.conf应该为（配置文件中的#为注释，和shell中不同）version 2.0config setupinterfaces=%defaultroutenat_traversal=yesconn %defaultauthby=rsasigcompress=yes#关掉

9、 Opportunistic Encryptioninclude /etc/ipsec.d/examples/no_oe.confconn net-to-netleft=192.168.49.2leftsubnet=192.168.183.0/24leftid=melinleftnexthop=%defaultrouteright=192.168.49.3rightsubnet=192.168.233.0/24rightid=rightrightnexthop=%defaultroute# RSA 2192 bits melin Mon May 29 03:42:49 2006leftrsas

10、igkey=0sAQ.（leftrsasigkey值，省略）# RSA 2192 bits right Wed May 31 22:11:59 2006rightrsasigkey=0sAQ.auto=add然后在任意一方网关主机运行ipsec auto -up net-to-net，这个时候，两个客户机之间应该可以互相ping的通，就像在一个内网一样。比如在RA上可以$ping 192.168.233.44在ping的过程中，在任意一个网关上用tcpdump嗅探#tcpdump -i eth0可以看到这样的包IP 192.168.233.44 192.168.183.44:icmp 64:e

11、cho request seq 10IP 192.168.49.2 192.168.49.3: ESP(spi=0xeb73b78b,sed=0xa)IP 192.168.49.3 192.168.49.2: ESP(spi=0x1601e0bd,sed=0xb)可以看到两个网关已经用ESP在通讯，说明成功。值得注意的是，如果网关主机开了iptables来做IP伪装（MASQUERADE）或NAT，需要竞争两个子网地址的转发，比如在我们例子中的Left主机上原来有#echo 1 /proc/sys/net/ipv4/ip_forward#iptables -t nat -A POSTROUTI

12、NG -o eth0 -s 192.168.183.0/24 -j MASQERADE把改为#iptables -t nat -A POSTROUTING -o eth0 -s 192.168.183.0/24 -d ! 192.168.233.0/24 -j MASQERADE即不转发目标地址为Right主机下的子网。另外，这一行include /etc/ipsec.d/examples/no_oe.conf意为关闭Opportunistic Encryption在你不知道她到底做了什么之前，还是关掉她为好，打开no_oe.conf文件，发现其内容如下，我们将在本文的第五部分讨论这个话题。c

13、onn blockauto=ignoreconn privateauto=ignoreconn private-or-clearauto=ignoreconn clear-or-privateauto=ignoreconn clearauto=ignoreconn packetdefaultauto=ignore3.2 x.509证书认证的配置x.509证书方式当然更灵活，要是VPN的客户比较多，总不能，每个都记住长长的rsasig吧。使用x.509证书认证，我们首先需要装上openssl（现在的Linux基本自带，没有的www.openssl.org下一个装上）。1)然后，找到f文件，这个文

14、件保存着对openssl证书生成的默认值，她的位置一般为：Debian: /etc/ssl/fRedHat 7.x+: /usr/share/ssl/f用编辑器打开，变量名目繁多，比较有用的有default_days，证书失效的天数，默认一般为365天，改为3650，这样十年才过期:)。default_bits，密钥长度，默认为1024，你可以改为2048，更安全，当然速度也更慢req_distinguished_name，默认的信息设置，如果你和我一样闲每次去生成密钥的时候去填的麻烦，就改之。2)建一个目录来放你的CA，我们这里用/root/ca，记的把他的权限设置为700，你不希望其他用户

15、可以看到你的私钥吧。3)找到CA.sh脚本的位置，在不同系统上稍有不同Debian: /usr/lib/ssl/misc/CA.shRedHat 7.x+: /usr/share/ssl/misc/CA编辑她，把DAYS=-days 365的365改成你希望的数值，注意要比f中的default_days要大，当时也不要太大，一般为15年到20年就好了。4)生成证书/ca$/usr/lib/ssl/misc/CA.sh -newca ;生成一个待签名的根证书，用她来给其他证书进行签名认证。默认生成在demoCA目录下的cacert.pem文件（在f中的 CA_default子段设置）下。输入的密

16、码为用来生成其他证书的密码。-sign的时候用。/ca$openssl ca -gencrl -out crl.pem 生成一个与根证书相对应的crl文件然后开始生成给主机用的证书/ca$/usr/lib/ssl/misc/CA.sh -newreq 生成待签名认证的证书，默认名字为newreq.pem，输入的密码用在填些/etc/ipsec.secrets中。/ca$/usr/lib/ssl/misc/CA.sh -sign 对证书进行签名认证，默认名字为newcert.pem/ca$/usr/lib/ssl/misc/CA.sh -verify 认证一下然后重命名文件ca$mv newce

17、rt.pem melin.pemca$mv newreq.pem melin.key /别搞反了，小的那个文件是key:)，另外如果要生成的主机证书，填入的信息相同可能出错用同样的方法生成right.pem和right.key文件。这样我们就有了同样的根证书生成的两个证书文件。把文件拷贝到相应的位置：在Left主机主机上melin:/ca#cp melin.key /etc/ipsec.d/privatemelin:/ca#cp melin.pem /etc/ipsec.d/certsmelin:/ca#cp demoCA/cacert.pem /etc/ipsec.d/cacertsmeli

18、n:/ca#cp crl.pem /etc/ipsec.d/crls/crl.pem用安全的渠道（scp或软盘，别用ftp）把一下文件拷贝到right上melin.pemright.keyright.pemdemoCA/cacert.pemcrl.pem也拷贝到正确的地方melin#cp right.key /etc/ipsec.d/privatemelin#cp right.pem /etc/ipsec.d/certsmelin#cp melin.pem /etc/ipsec.d/certsmelin#cp crl.pem /etc/ipsec.d/crlsmelin#cp cacert.p

19、em /etc/ipsec.d/cacerts/cacert.pem5) 配置ipsec首先是/etc/ipsec.secrets加上: RSA /etc/ipsec.d/private/right.key passwordpassword就是生成主机密钥的时候输入的密码这里有几个密码要搞清楚，在生成根证书的时候输入密码是用来生成其他证书的，CA.sh -sign的时候要填入，ipsec.secrets填入的密码是CA.sh -newreq时候输入的密码。然后当然就是/etc/ipsec.conf在本例子中的ipsec.conf分别为#Left(melin)version 2.0config

20、setupinterfaces=%defaultroutenat_traversal=yesconn %defaultauthby=rsasigcompress=yesleftrsasigkey=%certrightrsasigkey=%certkeyingtries=1disablearrivalcheck=noinclude /etc/ipsec.d/examples/no_oe.confconn net-to-netleft=%defaultrouteleftsubnet=192.168.183.0/24leftcert=melin.pemright=%anyrightsubnet=19

21、2.168.233.0/24pfs=yesauto=add#Right(right)version 2.0config setupinterfaces=%defaultroutenat_traversal=yesconn %defaultauthby=rsasigcompress=yesleftrsasigkey=%certrightrsasigkey=%certkeyingtries=1disablearrivalcheck=noinclude /etc/ipsec.d/examples/no_oe.confconn net-to-netleft=192.168.49.2leftsubnet

22、=192.168.183.0/24leftcert=melin.pemright=%defaultrouterightsubnet=192.168.233.0/24rightcert=right.pempfs=yesauto=add然后分别重新启动IPSec服务#ipsec setup restart在right上启动连接#ipsec auto -up net-to-net如果一切正确，两个子网之间就可以互相通讯了。3)RoadWarrior模式的配置上面我们做的是网关对网关的配置，我们在应用中还有一种情况，员工带着比较本出差或在家，需要用IPSec连接到公司的网络。这个就是RoadWarri

23、or模式。我们回到1)中RSA Keys配置的例子，在两台主机上添加这样的配置字段#RoadWarrior,Road的机子，比如到处带着跑的笔记本，我们这里用rightconn roadleft=192.168.49.3 #如果是动态ip地址，可以填上%defaultrouteleftnexthop=%defaultrouteleftid=melinleftrsasigkey=0sAQ. #本机的RSA Keyright=192.168.49.2rightsubnet=192.168.183.0/24rightid=rightrightrsasigkey=0sAQO. #远程机子的RSA Ke

24、yauto=add#Host 主机，我们这里用melinconn roadleft=192.168.49.2leftid=melinleftsubnet=192.168.183.0/24leftrsasigkey=0sAQ.rightnexthop=%defaultrouteright=%any #不知道要传入的连接，所以用%anyrightid=rightrightrsasigkey=0sAQ.auto=add可以看出，RoadWarrior模式和Net-to-Net模式配置的区别，关键就是在于net-to-net模式Left和Right是相同的，通讯的主机处于固定的位置上，而RoadWar

25、rior配置，Left就是自己（Local），Right就是远程主机（Remote）。所以看上去，两个的 Left和Right值是相反的。这个是配置的关键。然后在RoadWarrior的主机上运行ipsec auto -up road更改配置文件后记的要#ipsec setup restart重启Openswan Pluto。接着就可以在right主机上ping到melin下的内网了right$ping 192.168.183.44同样的可以在melin上melin#tcpdump -i eth0看到ESP包的交换下面我们回到使用证书的net-to-net例子细心的读者可以发现，在证书的例子配

26、置中，melin主机的right字段是用的是%any，整个配置类似于RoadWarrior的配置，可是又不同，实际上，这个仍然是net-to-net的配置。也可以把配置写成这样。#Left(melin)conn net-to-netleft=192.168.49.2leftsubnet=192.168.183.0/24leftcert=melin.pemright=192.168.49.3rightsubnet=192.168.233.0/24pfs=yesauto=add#Right(right)conn net-to-netleft=192.168.49.2leftsubnet=192.1

27、68.183.0/24letcert=melin.pemright=192.168.49.3rightcert=right.pempfs=yesauto=add不过，如果是这样的net-to-net的配置，就需要把right.pem也拷贝到melin主机的/etc/ipsec.d/certs目录下。可以看出来，ipsec.conf的配置是非常灵活的。下面我们给出使用RoadWarrior和使用证书的配置#RoadWarrior(right)conn roadleft=192.168.49.3（如果为动态ip，用%defaultroute）leftcert=right.pemright=192.

28、168.49.2rightsubnet=192.168.183.0/24rightcert=melin.pempfs=yesauto=add#Host(melin)conn roadleft=192.168.49.2leftsubnet=192.168.183.0/24leftcert=melin.pemright=%anypfs=yesauto=add使用上面的配制后会发现一个问题，在right主机上right#ping 192.168.183.44right#ping 192.168.183.1是加密通讯可是right#ping 192.168.49.2（如果是在Internet，这个为主

29、机在Internet上的ip）却是明文通讯，实际上，我们上面的RoadWarrior配置是让RoadWarrior主机和网关做在的局外通讯，如果要加密和网关的通讯，可以这么写#RoadWarrior(right)conn road-netrightsubnet=192.168.183.0/24also=roadconn roadleft=192.168.49.3（如果为动态ip，用%defaultroute）leftcert=right.pemright=192.168.49.2rightcert=melin.pempfs=yesauto=add#Host(melin)conn road-ne

30、tleftsubnet=192.168.183.0/24also=roadconn roadleft=192.168.49.2leftcert=melin.pemright=%anypfs=yesauto=add在right上分别启动right#ipsec auto -up roadright#ipsec auto -up road-net另外可以用ipsec auto status查看连接的状态。如果想让连接在开机就启动，可以把auto字段改为start。5.Windows客户端的配置让windows客户端可以连接上Linux的IPSec网关是很有用的，毕竟桌面还是Windows比较的多。1)当然是让Openswan的主机运行正常运行起来，我们这里使用，上文最接近的那个road和road-net配置。同时要注意Windows的IPSec服务已经运行。2)生成证书生成新的主机密钥对win.pem和win.key，然后，我们需要把她转化成Windows可以识别的p12格式：/ca$ openssl pkcs12 -export -in w