一、软件说明
1、Openswan简介
Openswan是Linux下IPsec的最佳实现方式，其功能强大，最大程度地保证了数据传输中的安全性、完整性问题。 openswan支持2.0、2.2、2.4以及2.6内核，可以运行在不同的系统平台下，包括X86、X86_64、IA64、MIPS以及ARM。
Openswan是开源项目FreeS/WAN停止开发后的后继分支项目,其分裂为两个项目，Openswan与 Strongswan，Openswan由三个主要组件构成：配置工具（ipsec命令脚本）、Key管理工具（pluto）、内核组件（KLIPS/26sec）26sec使用2.6内核内建模块Netkey，用来替代Openswan开发的KLIPS模块，2.4及以下版本内核无Netkey模块支持，只能使用KLIPS。如果你用的是2.6.9以上的内核，推荐使用26sec，可以不用给内核打Nat-T补丁就可以使用NAT，2.6.9以下版本内核的NETKEY存在Bug，推荐使用KLIPS。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。
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。
2、Openswan的安装
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（如何打补丁和编译内核不是本文讨论的重点），本文使用CentOS源中编译好的Openswan来进行实验。# yum 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。你也可以用下面的命令来检验你的安装。
# ipsec verify
3、Openswan的认证方式
Openswan支持许多不同的认证方式，包括 :
RSA keys、 (RSA Signature比较简单)
pre-shared keys、
xauth或x.509证书方式。.
4、Openswan的连接方式：
1) Network-To-Network方式 本文重点是以此来完成企业需求的
Network-To-Network方式是把两个网络连接成一个虚拟专用网络。当连接建立后，每个子网的主机都可透明地访问远程子网的主机。
要实现此种连接方式，要满足以下两个条件：
I. 每个子网各自拥有一台安装有OpenSWan的主机作为其子网的出口网关或者路由;
II.每个子网的IP段不能有叠加
(2)Road Warrior方式
当使用Network-To-Network方式时，作为每个子网网关的主机(openswan server)不能像子网内部主机那样透明访问远程子网的主机，也就是说：如果你是一个使用LClient的移动用户，经常出差或是在不同的地点办公，你的LClient将不能用Network-To-Network方式与公司网络进行连接。Road Warrior方式正是为这种情况而设计的，连接建立后，你的LClient就可以连接到远程的网络了。(或者使用SSL vpn的开源产品openvpn来实现出差时候，远程拨号访问的需求)
更多详情请参见OpenSWan项目主页：http://www.openswan.org
5、本文将从以下几点进行测试
net-to-net模型 **********
1）基于pre-shared keys认证方式（PSK）
2）基于RSA Signature认证方式(RSA数字签名)
3）基于数字证书认证方式(x.509证书)
4）基于XAUTH认证方式(IPSec/Xauth PSK)
RoadWarrior
5）基于pre-shared keys认证方式（PSK）
6）基于RSA Signature认证方式(RSA数字签名)
7）基于数字证书认证方式(x.509证书)
8）基于XAUTH认证方式(IPSec/Xauth PSK)
二、环境说明
1、网络拓扑
2、实验目的
本使用目的是为了实现client1和client2两个不同地区不同子网的互通。即不同机房，不同网段的内网机器通信
3、实验环境介绍
设备名称
IP地址信息
所属机房
北京
vpnserver1
外网eth0 192.168.2.48 桥接
内网eth1 192.168.183.1 VMnet1
网关 192.168.2.1
上海
vpnserver2
外网eth0 192.168.2.111 桥接
内网eth1 192.168.233.1 VMnet2
网关 192.168.2.1
client1 ---北京
eth0 192.168.183.44 VMnet
网关 192.168.183.1 说明，我使用的是网关路由模式，是client机器通过此网关来通信
client2 ----上海
eth0 192.168.233.44 VMnet4
网关 192.168.233.1
我本地的网络是192.168.2.0/24网段，为了让VPNServer可以上网，我这边把VPNServer的eht0设定到了192.168.2.0/24网段，并且网卡设定为桥接，其他的网络安装上面表格配置好，这样我们就可以全部远程操作了,把每个主机的主机名修改好，这样便于我们观察。
三、Openswan环境部署
1、开启数据转发
# vim /etc/sysctl.conf
net.ipv4.ip_forward = 1
net.ipv4.conf.default.rp_filter = 0
2、关闭icmp重定向
# sysctl -a | egrep "ipv4.*(accept|send)_redirects" | awk -F "=" ‘{print$1"= 0"}‘ >> /etc/sysctl.conf
# sysctl -p
3、关闭SELinux
# setenforce 0
4、安装openswan (两台vpnserve上面都是同样操作)
# yum install openswan lsof -y
# rpm -ql openswan //查看安装了那些文件。
# ipsec --version //查看ipsec的版本
[[email protected] etc]# ipsec --version
Linux Openswan U2.6.32/K2.6.32-431.el6.x86_64 (netkey)
See `ipsec --copyright‘ for copyright information.
这里并没有加载任何的IPsec stack，当启动IPsec后会自动加载系统自带的netkey。
[[email protected] etc]#service ipsec start
[[email protected] etc]# ipsec verify //对ipsec进行验证(两台vpnserve上面都是同样操作)
#################
重要说明，如果前边的步骤没做安装文档完成，汇报一下错误，导致接下来的未知错误
[[email protected] ~]# ipsec verify
Checking your system to see if IPsec got installed and started correctly:
Version check and ipsec on-path [OK]
Linux Openswan U2.6.32/K(no kernel code presently loaded)
Checking for IPsec support in kernel [FAILED]
SAref kernel support [N/A]
Checking that pluto is running [FAILED]
whack: Pluto is not running (no "/var/run/pluto/pluto.ctl")
Two or more interfaces found, checking IP forwarding [FAILED]
whack: Pluto is not running (no "/var/run/pluto/pluto.ctl")
Checking NAT and MASQUERADEing [OK]
Checking for ‘ip‘ command [OK]
Checking /bin/sh is not /bin/dash [OK]
Checking for ‘iptables‘ command [OK]
cat: /etc/ipsec.d/examples/no_oe.conf: No such file or directory
cat: /etc/ipsec.d/examples/no_oe.conf: No such file or directory
Opportunistic Encryption Support
#################
所以， 确保ipsec verify的结果都是如图所示方可继续接下来的配置
我们可以看到openswan监听在UDP的500和4500两个端口，其中500是用来IKE密钥交换协商，4500的NAT-T是nat穿透的
四、Openswan配置(network-to-network)
1、基于pre-shared keys认证方式（PSK）
在vpnserver1（）上面作如下修改，里面的配置参数很多，大家可以参照man ipsec.conf里面的讲解
# vim /etc/ipsec.conf
[[email protected] etc]# grep -Ev ‘#|^$‘ ipsec.conf.psk
config setup
protostack=netkey
nat_traversal=yes
virtual_private=
oe=off
conn net-to-net
ike=aes256-sha2_256;modp2048
phase2alg=aes256-sha2_256;modp2048
authby=secret
type=tunnel
left=192.168.2.48
leftsubnet=192.168.183.0/24
[email protected]
leftnexthop=%defaultroute
right=192.168.2.111
rightsubnet=192.168.233.0/24
[email protected]
rightnexthop=%defaultroute
auto=add /add代表只是添加，但并不会连接，如果为start则代表着启动自动连接.
同样在另一台vpnserver2上面配置和vpnsever1一样的配置文件
即： scp ipsec.conf 192.168.2.111:/etc/ (两台vpnserve上面的ipsec.conf配置文件是一样的)
[[email protected] etc]# vim /etc/ipsec.secrets
192.168.2.48 %any 0.0.0.0 : PSK "123"
这个文件的格式为:“Local Ip address” “remote ip address” : PSK “your key”
在192.168.2.111（vpnserver2）上面修改成如下
[[email protected] etc]# vim /etc/ipsec.secrets
192.168.2.111 %any 0.0.0.0 : PSK "123"
重启两个vpn服务
# service ipsec restart
然后启动一下我们的con
# ipsec auto --up net-to-net （此处由于ipsec.conf中auto=add,所以需要手动添加）
当我们看到ipsec sa estabilished,就证明我们连接成功了，也可以从中看到一些加密方法，密钥交换参数，我们也可以在配置文件里面添加如下信息进行修改。（记得保持同步到vpnserver2）
ike=aes256-sha2_256;modp2048
phase2alg=aes256-sha2_256;modp2048
然后在clinet1上面去ping对端子网的设备,可以看到如下，但是VPNServer是不能ping通对方子网的设备的。
client1上的操作：
route add default gw 192.168.183.1
我们可以在任意VPNServer网关上面抓包，查看数据信息
# tcpdump -i eth1 -nn
# tcpdump -i eth0 -nn
其中ESP（Encapsulating Security Payload）就是加密数据。
echo request
echo reply
表明既可以发送请求，也可以收到回应包
测试通过后，可以把连接配置中 auto=add
更改为： auto=start
这样当Openswan启动时就可自动进行连接。
到此我们net-to-net基于psk模式的VPN就搭建成功了。
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二、基于RSA Signature认证方式(RSA数字签名)
注：因为我是接着上面的实验进行操作，一直有问题无法解决，后来重新安装了一下，安装下面的流程一次就成功了。
openswan的安装方式同本文刚开始安装一样，下面我们主要讲解配置的不同。
下面提到的L-Server指的是192.168.2..48（VPNServer1），
R-Server指的是192.168.2.111（VPNServer2）。
在L-Server上面进行如下操作
生成一个新的RSA密钥对# ipsec newhostkey --output /etc/ipsec.secrets（可以先不操作）
因为这个生成过程太过缓慢，我们使用下面方面进行加速生成
# rm -rf /dev/random
# ln -s /dev/urandom /dev/random
# ipsec newhostkey --output /etc/ipsec.secrets
在R-Server上面执行一遍
# rm -rf /dev/random
# ln -s /dev/urandom /dev/random
# ipsec newhostkey --output /etc/ipsec.secrets
在L-Server上执行ipsec showhostkey --left得到L-Server的公钥
# ipsec showhostkey --left
在R-Server上执行ipsec showhostkey --right得到R-Server的公钥
# ipsec showhostkey --right
请记住这两个key，后面会用到，也可以使用重定向加到配置文件里面
L-Sserver:
编辑/etc/ipsec.conf文件
# vim /etc/ipsec.conf
# scp /etc/ipsec.conf 192.168.2.111:/etc （同步到R-server上）
# service ipsec restart
# ipsec auto --up net-to-net
当我们看到ipsec sa estabilished,就证明我们连接成功了
测试通过后，可以把连接配置中 auto=add
更改为： auto=start
# service ipsec restart
测试：
在一端client1去ping另一端的客户机client2，然后我们在vpnserver上面抓包查看。
我们可以在任意VPNServer1网关上面抓包，查看数据信息
# tcpdump -i eth1 -nn
# tcpdump -i eth0 -nn
此时一切测试成功之后
# chkconfig ipsec on
基于RSA Signature认证方式(RSA数字签名)搭建完毕。