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24-IPsec VPN
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Web页面提供的IPsec VPN配置功能如下：
· 配置IPsec连接
· 管理IPsec VPN监控信息
IPsec（IP Security，IP安全）是IETF制定的三层隧道加密协议，它为Internet上数据的传输提供了高质量的、可互操作的、基于密码学的安全保证，是一种传统的实现三层VPN（Virtual Private Network，虚拟专用网络）的安全技术。特定的通信方之间通过建立IPSec隧道来传输用户的私有数据，并在IP层提供了以下安全服务：
· 数据机密性（Confidentiality）：IPsec发送方在通过网络传输包前对包进行加密。
· 数据完整性（Data Integrity）：IPsec接收方对发送方发送来的包进行认证，以确保数据在传输过程中没有被篡改。
· 数据来源认证（Data Authentication）：IPsec在接收方可以认证发送IPsec报文的发送方是否合法。
· 防重放（Anti-Replay）：IPsec接收方可检测并拒绝接收过时或重复的报文。
IPsec具有以下优点：
· 支持IKE（Internet Key Exchange，互联网密钥交换），可实现密钥的自动协商功能，减少了密钥协商的开销。可以通过IKE建立和维护SA的服务，简化了IPsec的使用和管理。
· 所有使用IP协议进行数据传输的应用系统和服务都可以使用IPsec，而不必对这些应用系统和服务本身做任何修改。
· 对数据的加密是以数据包为单位的，而不是以整个数据流为单位，这不仅灵活而且有助于进一步提高IP数据包的安全性，可以有效防范网络攻击。
在实施IPsec的过程中，可以使用IKE协议来建立SA，该协议建立在由ISAKMP（Internet Security Association and Key Management Protocol，互联网安全联盟和密钥管理协议）定义的框架上。IKE为IPsec提供了自动协商交换密钥、建立SA的服务，能够简化IPsec的使用和管理，大大简化IPsec的配置和维护工作。
IKE不是在网络上直接传输密钥，而是通过一系列数据的交换，最终计算出双方共享的密钥，并且即使第三者截获了双方用于计算密钥的所有交换数据，也不足以计算出真正的密钥。
关于IPsec和IKE的详细介绍请参见《H3C MSR系列路由器 配置指导》，“安全配置指导”中的“IPsec”。
IPsec VPN配置的推荐步骤如表1-1所示。
表1-1 IPsec VPN配置步骤
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步骤 |
配置任务 |
说明 |
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1 |
必选 |
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2 |
可选 查看IPsec连接的配置及状态信息，查看IPsec连接建立的隧道信息， 删除指定连接下建立的隧道，删除ISAKMP SA |
在导航栏中选择“VPN > IPsec VPN”，默认进入“IPsec连接”页签的页面，如图1-1所示。单击<新建>按钮，进入新建IPsec连接的页面，如图1-2所示。
新建IPsec连接的详细配置如表1-2所示。
表1-2 新建IPsec连接的详细配置
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配置项 |
说明 |
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IPsec连接名称 |
设置IPsec连接的名称 |
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接口 |
设置要通过该IPsec连接加/解密的数据流所在的接口 |
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组网模式 |
设置IPsec连接的组网模式，包括站点到站点和PC到站点 |
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对端网关地址/主机名 |
设置IPSec连接对端安全网关的地址，可以是IP地址或主机名 · 对端网关地址可以是一个IP地址，也可以是一个IP地址范围。若本端为IKE协商的发起端，则此配置项所配的IP地址必须唯一，且与响应端的“本端网关地址”保持一致；若本端为IKE协商的响应端，则此配置项所配的IP地址必须包含发起端的“本端网关地址” · 对端网关主机名是IPsec对端在网络中的唯一标识，可被DNS服务器解析为IP地址。采用主机名时，本端可以作为IKE协商的发起端 |
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本端网关地址 |
设置IKE协商时的本端网关的IP地址 缺省情况下，本端网关地址使用应用IPsec连接的接口的主地址
一般情况下本端网关地址不需要配置，只有当用户需要指定特殊的本端网关地址时（如指定loopback接口地址）才需要配置。而发起端的对端网关地址/主机名需要配置，它们用于发起方在协商过程中寻找对端 |
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认证方式 |
设置IKE协商采用的认证方式 · 预共享密钥：表示采用预共享密钥认证，此时要设置所使用的预共享密钥，输入的密钥和确认密钥必须一致 · 证书：表示采用数字签名认证，此时要选择一个本地证书的主题。可选的本地证书在“证书管理”中配置 |
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对端ID类型 |
设置IKE第一阶段的协商过程中使用的对端ID的类型 · IP地址：表示选择IP地址作为IKE协商过程中使用的ID · FQDN：表示选择FQDN（Fully Qualified Domain Name，完全合格域名）类型的名称作为IKE协商过程中使用的ID。选择此项时需要指定对端网关ID |
· 当IKE协商的发起端配置了本端ID类型为“FQDN”或“User FQDN”时，发起端会发送自己的本端网关ID给对端来标识自己的身份，而对端使用对端网关ID来认证发起端，故对端网关ID应与发起端上的本端网关ID保持一致 · 当交换模式为“主模式”时，只能使用IP地址进行IKE协商，建立安全联盟 |
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本端ID类型 |
设置IKE第一阶段的协商过程中使用的本端ID的类型 · IP地址：表示选择IP地址作为IKE协商过程中使用的ID · FQDN：表示选择FQDN类型的名称作为IKE协商过程中使用的ID。选择此项时需要指定本端网关ID，并且为保证IKE协商成功，建议本端网关ID配置为不携带@字符的字符串，例如foo.bar.com · User FQDN：表示选择User FQDN类型的名称作为IKE协商过程中使用的ID。选择此项时需要指定本端网关ID，并且为保证IKE协商成功，建议IKE本端名称配置为携带@字符的字符串，例如test@foo.bar.com |
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筛选方式 |
设置筛选需要被IPsec保护的数据流的方式 · 流量特征：表示根据指定条件对数据流进行过滤，筛选出要IPsec保护的数据流。选择此项时需要指定匹配条件，即源地址/通配符和目的地址/通配符 · 对端指定：表示要保护什么样的数据流由对端的设置决定
· 为保证SA的成功建立，建议将IPsec对等体上的流量特征配置为完全镜像对称。否则，只有一种情况下可以建立SA，即对等体一段的流量特征是另一端的子集。但需要注意的是，在这种情况下，只有流量特征范围小的一端向范围大的一端发起的协商才能成功 · 筛选方式设置为“对端指定”的一端不能作为协商的发起端 |
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源地址/通配符 |
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目的地址/通配符 |
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配置更多规则 |
· 如果复选框未选中，只显示一组规则。 · 如果复选框被选中，显示五组规则。 默认情况下，复选框未被选中。 |
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反向路由注入 |
设置开启或关闭反向路由注入功能，启用反向路由注入时可以配置下一跳和优先级 启用反向路由注入功能后，可以随IPsec SA的建立自动生成到达IPsec VPN私网或隧道网关的静态路由，减少手工静态路由的配置
· 本端设备启用反向路由注入后，可以不配置到对端的路由。此时，只能由对端发起SA协商。协商成功后，本端会生成到达对端私网的静态路由 · 反向路由注入功能动态生成的静态路由随IPsec SA的创建而创建，随IPsec SA的删除而删除 · 反向路由注入生成的静态路由可以在“高级配置 > 路由设置 [显示]”的页面中查看 |
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下一跳 |
当开启反向路由注入时，设置生成的静态路由的下一跳地址 不指定此项时，使用本端在IPsec SA协商过程中学习到的隧道的对端地址作为下一跳 |
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优先级 |
当开启反向路由注入时，设置生成的静态路由的优先级 通过指定反向路由注入生成的静态路由的优先级，可以更灵活地应用路由管理策略。例如：当设备上还有其他方式配置的到达相同目的地的路由时，如果为他们指定相同优先级，则可实现负载分担，如果指定不同优先级，则可实现路由备份 |
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第一阶段 |
交换模式 |
设置IKE第一阶段的交换模式为主模式或野蛮模式
· 当安全隧道一端的IP地址为自动获取时，必须将交换模式配置为“野蛮模式”。这种情况下，只要建立安全联盟时使用的用户名和密码正确，就可以建立安全联盟 · 此处配置的交换模式表示本端作为发起方时所使用的交换模式，响应端将自动适配发起端的交换模式 |
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认证算法 |
设置IKE协商采用的认证算法 · SHA1：采用HMAC-SHA1认证算法 · MD5：采用HMAC-MD5认证算法 |
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加密算法 |
设置IKE协商采用的加密算法 · DES-CBC：采用CBC模式的DES算法，采用56bits的密钥进行加密 · 3DES-CBC：采用CBC模式的3DES算法，采用168bits的密钥进行加密 · AES-128：采用CBC模式的AES算法，采用128bits的密钥进行加密 · AES-192：采用CBC模式的AES算法，采用192bits的密钥进行加密 · AES-256：采用CBC模式的AES算法，采用256bits的密钥进行加密 |
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DH |
设置IKE第一阶段密钥协商时采用的DH密钥交换参数 · Diffie-Hellman Group1：采用768-bit的Diffie-Hellman组 · Diffie-Hellman Group2：采用1024-bit的Diffie-Hellman组 · Diffie-Hellman Group5：采用1536-bit的Diffie-Hellman组 · Diffie-Hellman Group14：采用2048-bit的Diffie-Hellman组 |
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SA的生存周期 |
设置IKE协商的ISAKMP SA生存周期 在设定的生存周期超时前，会提前协商另一个SA来替换旧的SA。在新的SA还没有协商完之前，依然使用旧的SA；在新的SA建立后，将立即使用新的SA，而旧的SA在生存周期超时后，被自动清除
如果SA生存周期超时，ISAKMP SA将自动更新。因为IKE协商需要进行DH计算，在低端设备上需要经过较长的时间，为使ISAKMP SA的更新不影响安全通信，建议设置SA生存周期大于10分钟 |
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第二阶段 |
协议 |
设置IPsec协商采用的安全协议 · ESP：表示采用ESP协议 · AH：表示采用AH协议 · AH-ESP：表示先用ESP协议对报文进行保护，再用AH协议进行保护 |
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AH认证算法 |
当协议选择“AH”或“AH-ESP”时，设置AH协议采用的认证算法 可选的认证算法有MD5和SHA1 |
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ESP认证算法 |
当安全协议选择“ESP”或“AH-ESP”时，设置ESP协议采用的认证算法 可选的认证算法有MD5和SHA1，选择NULL表示不进行ESP认证
ESP认证算法和ESP加密算法不能同时设置为NULL |
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ESP加密算法 |
当安全协议选择“ESP”或“AH-ESP”时，设置ESP协议采用的加密算法 · 3DES：表示采用3DES算法，采用168bits的密钥进行加密 · DES：表示采用DES算法，采用56bits的密钥进行加密 · AES128：表示采用AES算法，采用128bits的密钥进行加密 · AES192：表示采用AES算法，采用192bits的密钥进行加密 · AES256：表示采用AES算法，采用256bits的密钥进行加密 · NULL：表示不进行ESP加密
· 对于保密及安全性要求非常高的地方，采用3DES算法可以满足需要，但3DES加密速度比较慢；对于普通的安全要求，DES算法就可以满足需要 · ESP认证算法和ESP加密算法不能同时设置为NULL |
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封装模式 |
设置安全协议对IP报文的封装模式 · Tunnel：表示采用隧道模式 · Transport：表示采用传输模式 |
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PFS |
设置使用此IPsec连接发起协商时是否使用PFS（Perfect Forward Secrecy，完善的前向安全性）特性，并指定采用的Diffie-Hellman组： · None：表示不使用PFS特性 · Diffie-Hellman Group1：表示使用PFS特性，采用768-bit Diffie-Hellman组 · Diffie-Hellman Group2：表示使用PFS特性，采用1024-bit Diffie-Hellman组 · Diffie-Hellman Group5：表示使用PFS特性，采用1536-bit Diffie-Hellman组 · Diffie-Hellman Group14：表示使用PFS特性，采用2048-bit Diffie-Hellman组
· DH Group14、DH Group5、DH Group2、DH Group1的安全性和需要的计算时间依次递减 · IPsec在使用配置了PFS的IPsec连接发起一个协商时，在第二阶段的协商中进行一次附加的密钥交换以提高通讯的安全性 · 本端和对端指定的Diffie-Hellman组必须一致，否则协商会失败 |
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SA的生存周期 |
设置安全策略的SA生存周期，包括基于时间的生存周期和基于流量的生存周期
IKE为IPsec协商建立安全联盟时，采用本地配置的生存周期和对端提议的生存周期中较小的一个 |
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启用DPD功能 |
设置是否启用DPD功能 DPD（Dead Peer Detection，对等体存活检测）用于IKE对等体存活状态的检测。启用DPD功能后，当本端需要向对端发送IPsec报文时，若判断当前距离最后一次收到对端IPsec报文已经超过触发DPD的时间间隔，则触发DPD查询，本端主动向对端发送DPD请求报文，对IKE对等体是否存活进行检测。如果本端在指定的等待DPD响应报文的时间内未收到对端发送的DPD响应报文，则重传DPD请求，缺省重传两次之后，若仍然没有收到对端的DPD响应报文，则删除该IKE SA和对应的IPsec SA |
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触发DPD的时间间隔 |
当启用DPD功能时，设置经过多长时间没有从对端收到IPSec报文，则触发DPD查询 |
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等待DPD响应报文的时间 |
当启用DPD功能时，设置经过多长时间没有收到DPD响应报文，则重传DPD报 |
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在导航栏中选择“VPN > IPsec VPN”，单击“监控信息”页签，可以查看IPsec连接的配置及状态信息。选中某连接前的复选框，在“隧道列表”中将显示该连接下已建立的隧道信息，如图1-3所示。
· 单击<删除ISAKMP SA>按钮，可以删除已建立的ISAKMP SA。
· 选中某连接后单击<删除选中连接的所有隧道>按钮，可以删除选中连接下所有已建立的IPsec隧道。
IPsec连接信息的详细说明如表1-3所示，IPsec隧道信息的详细说明如表1-4所示。
表1-3 IPsec连接信息的详细说明
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标题项 |
说明 |
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连接状态 |
当前连接的状态，包括： · Connected：已连接 · Disconnected：未连接 · Unconfigured：当前IPsec连接被关闭 |
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最近一次连接错误 |
最近一次连接所发生的错误，包括： · ERROR_NONE：没有发生错误 · ERROR_QM_FSM_ERROR：状态机错误 · ERROR_PHASEI_FAIL：第一阶段发生错误 · ERROR_PHASEI_PROPOSAL_UNMATCHED：没有匹配的第一阶段安全提议 · ERROR_PHASEII_PROPOSAL_UNMATCHED：没有匹配的第二阶段安全提议 · ERROR_NAT_TRAVERSAL_ERROR：NAT穿越错误 · ERROR_PHASEII_FAIL：第二阶段发生错误 · ERROR_INVALID_SPI：SPI错误 · ERROR_UNKNOWN：未知错误 |
表1-4 IPsec隧道信息的详细说明
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标题项 |
说明 |
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流量特征 |
IPsec隧道所保护的数据流的特征，包括：源地址/通配符、目的地址/通配符、协议、源端口、目的端口 |
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SPI |
出方向和入方向的安全策略索引和采用的安全协议 |
如图1-4所示，在Router A和Router B之间建立一个安全隧道，对Host A代表的子网（10.1.1.0/24）与Host B代表的子网（10.1.2.0/24）之间的数据流进行安全保护。在Router A上开启反向路由注入功能，并手工指定下一跳地址为2.2.2.2。
图1-4 IPsec VPN配置组网图
(1) 配置Router A
# 配置各接口的IP地址。（略）
# 配置IPsec连接。
· 在导航栏中选择“VPN > IPsec VPN”，默认进入“IPsec连接”页签的页面，单击<新建>按钮，进行如下配置，如图1-5所示。
· 输入IPsec连接名称为“map1”。
· 选择接口为“Ethernet0/1”。
· 输入对端网关地址/主机名“2.2.3.1”。
· 选择认证方式为“预共享密钥”，输入密钥为“abcde”，并在确认密钥中再次输入该密钥。
· 选择筛选方式为“流量特征”。
· 输入源地址/通配符为“10.1.1.0/0.0.0.255”。
· 输入目的地址/通配符为“10.1.2.0/0.0.0.255”。
· 选中反向路由注入“开启”前的单选按钮。
· 输入下一跳为“2.2.2.2”。
· 单击<确定>按钮完成操作。
(2) 配置Router B
# 配置各接口的IP地址。（略）
# 配置到Host A的静态路由。
· 在导航栏中选择“高级配置 > 路由设置”，单击“创建”页签，进行如下配置，如图1-6所示。
图1-6 配置到Host A的静态路由
· 输入目的IP地址为“10.1.1.0”。
· 输入掩码为“24”。
· 选中“接口”前的复选框，选择接口为“Ethernet0/1”
· 单击<应用>按钮完成操作。
# 配置IPsec连接。
· 在导航栏中选择“VPN > IPsec VPN”，默认进入“IPsec连接”页签的页面，单击<新建>按钮，进行如下配置，参见图1-5。
· 输入IPsec连接名称为“map1”。
· 选择接口为“Ethernet0/1”。
· 输入对端网关地址/主机名“2.2.2.1”。
· 选择认证方式为“预共享密钥”，输入密钥为“abcde”，并在确认密钥中再次输入该密钥。
· 选择筛选方式为“流量特征”。
· 输入源地址/通配符为“10.1.2.0/0.0.0.255”。
· 输入目的地址/通配符为“10.1.1.0/0.0.0.255”。
· 单击<确定>按钮完成操作。
以上配置完成后，Router A和Router B之间如果有子网10.1.1.0/24与子网10.1.2.0/24之间的报文通过，将触发IKE进行协商建立SA。IKE协商成功并创建了SA后，子网10.1.1.0/24与子网10.1.2.0/24之间的数据流将被加密传输，Router A上同时生成静态路由表项，所有经过Router A发送到子网10.1.2.0/24的数据流均指向下一跳2.2.2.2。
配置IPsec时需要注意如下事项：
(1) 通常情况下，由于IKE协议采用UDP的500端口进行通信，IPsec的AH和ESP协议分别使用51或50号协议来工作，因此为保障IKE和IPsec的正常运行，需要确保应用了IKE和IPsec配置的接口上没有禁止掉属于以上端口和协议的流量。
(2) 若在接口上同时使能IPsec和QoS，同一个IPsec安全联盟的数据流如果被QoS分类进入不同队列，会导致部分报文发送乱序。由于IPsec具有防重放功能，IPsec入方向上对于防重放窗口之外的报文会进行丢弃，从而导致丢包现象。因此当IPsec与QoS结合使用时，必须保证IPsec流量特征与QoS分类规则配置保持一致。
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