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1 IPsec

1.1 IPsec简介

1.1.1 IPsec协议框架

1.1.2 IPsec提供的安全服务

1.1.3 IPsec的优点

1.1.4 安全协议

1.1.5 封装模式

1.1.6 安全联盟

1.1.7 认证与加密

1.1.8 IPsec隧道保护的对象

1.1.9 IPsec隧道保护隧道接口上的报文

1.1.10 IPsec隧道保护IPv6路由协议报文

1.1.11 IPsec安全框架

1.1.12 协议规范

1.2 IPsec配置限制和指导

1.3 IPsec配置任务简介

1.3.1 配置IPsec隧道保护IPv6路由协议

1.3.2 配置IPsec隧道保护隧道接口上的报文

1.4 配置IPsec安全提议

1.5 配置及应用手工方式的IPsec安全框架

1.5.1 配置及应用手工方式的IPsec安全框架配置任务简介

1.5.2 配置手工方式的IPsec安全框架

1.5.3 在IPv6路由协议上应用IPsec安全框架

1.6 配置及应用IKE协商方式的IPsec安全框架

1.6.1 配置及应用IKE协商方式的IPsec安全框架配置任务简介

1.6.2 配置IKE协商方式的IPsec安全框架

1.6.3 在隧道接口上应用IPsec安全框架

1.6.4 配置本端仅作为协商IPsec SA的响应方功能

1.7 配置IPsec分片功能

1.8 配置本端允许建立IPsec隧道的最大数

1.9 配置全局IPsec SA生存时间和空闲超时功能

1.10 配置IPsec抗重放功能

1.11 设置IPsec隧道模式下封装后外层IP头的DF位

1.12 配置IPsec报文日志信息记录功能

1.13 配置IPsec告警功能

1.14 IPsec显示和维护

1.15 IPsec典型配置举例

1.15.1 采用IKE方式建立保护IPv4报文的IPsec隧道

1.15.2 配置IPsec保护RIPng报文

2 IKE

2.1 IKE简介

2.1.1 IKE的优点

2.1.2 IPsec与IKE的关系

2.1.3 IKE的协商过程

2.1.4 IKE的安全机制

2.1.5 协议规范

2.2 IKE配置限制和指导

2.3 IKE配置任务简介

2.4 IKE配置准备

2.5 配置IKE profile

2.5.1 创建IKE profile

2.5.2 配置匹配对端身份的规则

2.5.3 配置keychain或者PKI域

2.5.4 配置IKE第一阶段的协商模式

2.5.5 配置IKE profile引用的IKE提议

2.5.6 配置本端身份信息

2.5.7 配置IKE profile的可选功能

2.6 配置IKE提议

2.7 配置IKE keychain

2.8 配置本端身份信息

2.9 配置IKE Keepalive功能

2.10 配置IKE NAT Keepalive功能

2.11 配置全局IKE DPD功能

2.12 配置针对无效IPsec SPI的IKE SA恢复功能

2.13 配置对IKE SA数目的限制

2.14 配置IKE协商的兼容性

2.15 配置IKE协商的兼容性

2.16 配置IKE告警功能

2.17 IKE显示和维护

2.18 IKE典型配置举例

2.18.1 IKE主模式及预共享密钥认证典型配置举例

2.18.2 IKE野蛮模式及RSA数字签名认证典型配置举例

2.19 常见错误配置举例

2.19.1 提议不匹配导致IKE SA协商失败

2.19.2 未正确引用IKE提议或IKE keychain导致IKE SA协商失败

2.19.3 提议不匹配导致IPsec SA协商失败

3 IKEv2

3.1 IKEv2简介

3.1.1 IKEv2的协商过程

3.1.2 IKEv2引入的新特性

3.1.3 协议规范

3.2 IKEv2配置限制和指导

3.3 IKEv2配置任务简介

3.4 IKEv2配置准备

3.5 配置IKEv2 profile

3.5.1 创建IKEv2 profile

3.5.2 指定IKEv2协商时本端和对端采用的身份认证方式

3.5.3 配置Keychain或者PKI域

3.5.4 配置本端身份信息

3.5.5 配置匹配对端身份的规则

3.5.6 配置IKEv2 profile所属的VPN实例

3.5.7 配置IKEv2 profile可选功能

3.6 配置IKEv2安全策略

3.7 配置IKEv2安全提议

3.8 配置IKEv2 keychain

3.9 配置IKEv2全局参数

3.9.1 配置IKEv2 cookie-challenge功能

3.9.2 配置全局IKEv2 DPD探测功能

3.9.3 配置IKEv2 NAT Keepalive功能

3.10 IKEv2显示和维护

3.11 IKEv2典型配置举例

3.11.1 IKEv2预共享密钥认证典型配置

3.11.2 IKEv2 RSA数字签名认证典型配置举例

3.12 常见错误配置举例

3.12.1 IKEv2提议不匹配导致IKEv2 SA协商失败

3.12.2 IPsec提议不匹配导致IPsec SA协商失败

3.12.3 无法建立安全隧道

 

1 IPsec

1.1  IPsec简介

IPsec（IP Security，IP安全）是IETF制定的三层隧道加密协议，它为互联网上传输的数据提供了高质量的、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。IPsec通过在特定通信方之间（例如两个安全网关之间）建立“通道”，来保护通信方之间传输的用户数据，该通道通常称为IPsec隧道。

1.1.1  IPsec协议框架

IPsec协议不是一个单独的协议，它为IP层上的网络数据安全提供了一整套安全体系结构，包括安全协议AH（Authentication Header，认证头）和ESP（Encapsulating Security Payload，封装安全载荷）、IKE（Internet Key Exchange，互联网密钥交换）以及用于网络认证及加密的一些算法等。其中，AH协议和ESP协议用于提供安全服务，IKE协议用于密钥交换。关于IKE的详细介绍请参见“安全配置指导”中的“IKE”，本节不做介绍。

1.1.2  IPsec提供的安全服务

IPsec提供了两大安全机制：认证和加密。认证机制使IP通信的数据接收方能够确认数据发送方的真实身份以及数据在传输过程中是否遭篡改。加密机制通过对数据进行加密运算来保证数据的机密性，以防数据在传输过程中被窃听。

IPsec为IP层的数据报文提供的安全服务具体包括以下几种：

·     数据机密性（Confidentiality）：发送方通过网络传输用户报文前，IPsec对报文进行加密。

·     数据完整性（Data Integrity）：接收方对发送方发送来的IPsec报文进行认证，以确保数据在传输过程中没有被篡改。

·     数据来源认证（Data Origin Authentication）：接收方认证发送IPsec报文的发送端是否合法。

·     抗重放（Anti-Replay）：接收方可检测并拒绝接收过时或重复的IPsec报文。

1.1.3  IPsec的优点

IPsec可为IP层上的数据提供安全保护，其优点包括如下几个方面：

·     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（Security Association，安全联盟），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。

1.1.4  安全协议

IPsec包括AH和ESP两种安全协议，它们定义了对IP报文的封装格式以及可提供的安全服务。

·     AH协议（IP协议号为51）定义了AH头在IP报文中的封装格式，如图1-3所示。AH可提供数据来源认证、数据完整性校验和抗重放功能，它能保护报文免受篡改，但不能防止报文被窃听，适合用于传输非机密数据。AH使用的认证算法有HMAC-MD5和HMAC-SHA1。

·     ESP协议（IP协议号为50）定义了ESP头和ESP尾在IP报文中的封装格式，如图1-3所示。ESP可提供数据加密、数据来源认证、数据完整性校验和抗重放功能。与AH不同的是，ESP将需要保护的用户数据进行加密后再封装到IP包中，以保证数据的机密性。ESP使用的加密算法有DES、3DES、AES等。同时，作为可选项，ESP还可以提供认证服务，使用的认证算法有HMAC-MD5和HMAC-SHA1。虽然AH和ESP都可以提供认证服务，但是AH提供的认证服务要强于ESP。

在实际使用过程中，可以根据具体的安全需求同时使用这两种协议或仅使用其中的一种。设备支持的AH和ESP联合使用的方式为：先对报文进行ESP封装，再对报文进行AH封装。

1.1.5  封装模式

IPsec支持两种封装模式：传输模式和隧道模式。

1. 传输模式（Transport Mode）

该模式下的安全协议主要用于保护上层协议报文，仅传输层数据被用来计算安全协议头，生成的安全协议头以及加密的用户数据（仅针对ESP封装）被放置在原IP头后面。若要求端到端的安全保障，即数据包进行安全传输的起点和终点为数据包的实际起点和终点时，才能使用传输模式。如图1-1所示，通常传输模式用于保护两台主机之间的数据。

图1-1 传输模式下的IPsec保护

 

2. 隧道模式（Tunnel Mode）

该模式下的安全协议用于保护整个IP数据包，用户的整个IP数据包都被用来计算安全协议头，生成的安全协议头以及加密的用户数据（仅针对ESP封装）被封装在一个新的IP数据包中。这种模式下，封装后的IP数据包有内外两个IP头，其中的内部IP头为原有的IP头，外部IP头由提供安全服务的设备添加。在安全保护由设备提供的情况下，数据包进行安全传输的起点或终点不为数据包的实际起点和终点时（例如安全网关后的主机），则必须使用隧道模式。如图1-2所示，通常隧道模式用于保护两个安全网关之间的数据。

图1-2 隧道模式下的IPsec保护

 

不同的安全协议及组合在隧道和传输模式下的数据封装形式如图1-3所示。

图1-3 安全协议数据封装格式

 

1.1.6  安全联盟

IPsec在两个端点之间提供安全通信，这类端点被称为IPsec对等体。SA（Security Association，安全联盟）是IPsec对等体间对某些要素的约定，例如，使用的安全协议（AH、ESP或两者结合使用）、协议报文的封装模式（传输模式或隧道模式）、认证算法（HMAC-MD5或HMAC-SHA1）、加密算法（DES、3DES或AES）、特定流中保护数据的共享密钥以及密钥的生存时间等。

SA是单向的，在两个对等体之间的双向通信，最少需要两个SA来分别对两个方向的数据流进行安全保护。同时，如果两个对等体希望同时使用AH和ESP来进行安全通信，则每个对等体都会针对每一种协议来构建一个独立的SA。

SA由一个三元组来唯一标识，这个三元组包括SPI（Security Parameter Index，安全参数索引）、目的IP地址和安全协议号。其中，SPI是用于标识SA的一个32比特的数值，它在AH和ESP头中传输。

SA有手工配置和IKE自动协商两种生成方式：

·     手工方式：通过命令行配置SA的所有信息。该方式的配置比较复杂，而且不支持一些高级特性（例如定时更新密钥），优点是可以不依赖IKE而单独实现IPsec功能。该方式主要用于需要安全通信的对等体数量较少，或小型静态的组网环境中。

·     IKE自动协商方式：对等体之间通过IKE协议自动协商生成SA，并由IKE协议维护该SA。该方式的配置相对比较简单，扩展能力强。在中、大型的动态网络环境中，推荐使用IKE自动协商建立SA。

手工方式建立的SA永不老化。通过IKE协商建立的SA具有生存时间，该类型的SA有两种形式的生存时间：

·     基于时间的生存时间，定义了一个SA从建立到失效的时间；

·     基于流量的生存时间，定义了一个SA允许处理的最大流量。

可同时存在基于时间和基于流量两种方式的SA生存时间，只要SA的生存时间到达指定的时间或流量时，该SA就会失效。SA失效前，IKE将为IPsec对等体协商建立新的SA，这样，在旧的SA失效前新的SA就已经准备好。在新的SA开始协商而没有协商好之前，使用当前旧的SA保护通信。一旦协商出新的SA，立即采用新的SA保护通信。

1.1.7  认证与加密

1. 认证算法

IPsec使用的认证算法主要是通过杂凑函数实现的。杂凑函数是一种能够接受任意长度的消息输入，并产生固定长度输出的算法，该算法的输出称为消息摘要。IPsec对等体双方都会计算一个摘要，接收方将发送方的摘要与本地的摘要进行比较，如果二者相同，则表示收到的IPsec报文是完整未经篡改的，以及发送方身份合法。目前，IPsec强制使用基于HMAC（Hash-based Message Authentication Code，基于散列的消息鉴别码）的认证算法，包括HMAC-MD5和HMAC-SHA1。其中，HMAC-MD5算法的计算速度快，而HMAC-SHA1算法的安全强度高。

2. 加密算法

IPsec使用的加密算法属于对称密钥系统，这类算法使用相同的密钥对数据进行加密和解密。目前设备的IPsec使用三种加密算法：

·     DES：使用56比特的密钥对一个64比特的明文块进行加密。

·     3DES：使用三个56比特（共168比特）的密钥对明文块进行加密。

·     AES：使用128比特、192比特或256比特的密钥对明文块进行加密。

这三个加密算法的安全性由高到低依次是：AES、3DES、DES，安全性高的加密算法实现机制复杂，运算速度慢。

3. 加密引擎

IPsec的认证和加/解密处理在设备上既可以通过软件实现，也可以通过硬件加密引擎实现。通过软件实现的IPsec，由于复杂的加密/解密、认证算法会占用大量的CPU资源，将会影响设备整体处理效率；通过硬件加密引擎实现的IPsec，由于复杂的算法处理由硬件完成，因此可以提高设备的处理效率。

若设备支持通过硬件加密引擎进行认证和加/解密处理，则设备会首先将需要处理的数据发送给硬件加密引擎，由硬件加密引擎对数据进行处理之后再发送回设备，最后由设备进行转发。

关于加密引擎的详细介绍请参见“安全配置指导”中的“加密引擎”。

1.1.8  IPsec隧道保护的对象

IPsec隧道可以保护隧道接口上的报文和IPv6路由协议报文。要实现建立IPsec隧道为两个IPsec对等体之间的数据提供安全保护，首先要配置和应用相应的安全策略，这里的安全策略指的是IPsec安全框架。有关IPsec安全框架的详细介绍请参见“IPsec安全框架”。

当IPsec对等体根据IPsec安全框架识别出要保护的报文时，就建立一个相应的IPsec隧道并将其通过该隧道发送给对端。此处的IPsec隧道可以是提前手工配置或者由报文触发IKE协商建立。这些IPsec隧道实际上就是两个IPsec对等体之间建立的IPsec SA。由于IPsec SA是单向的，因此出方向的报文由出方向的SA保护，入方向的报文由入方向的SA来保护。对端接收到报文后，首先对报文进行分析、识别，然后根据预先设定的安全策略对报文进行不同的处理（丢弃，解封装，或直接转发）。

1.1.9  IPsec隧道保护隧道接口上的报文

在隧道接口上应用IPsec安全框架后，路由到该隧道接口的报文都会受到IPsec的保护。此方式建立的IPsec的封装模式必须为隧道模式。

隧道接口对报文的封装/解封装发生在隧道接口上。进入设备的报文被路由到应用了IPsec安全框架的隧道接口后，此隧道接口会对这些报文进行封装/解封装处理。如图1-4所示，隧道接口对报文进行封装的过程如下：

图1-4 隧道接口封装报文原理图

 

(1)     Device将从入接口接收到的IP明文送到转发模块进行路由处理；

(2)     转发模块依据路由查询结果，将IP明文发送到隧道接口进行封装：原始IP报文加密后被封装在一个新的IP报文中，新IP头中的源地址和目的地址分别为隧道接口的源端地址和目的端地址。

(3)     隧道接口完成对IP明文的封装处理后，将IP密文再次送到转发模块进行路由处理；

(4)     转发模块根据新IP头中的目的IP地址进行第二次路由查询后，将IP密文通过隧道接口的实际物理出接口转发出去。

如图1-5所示，隧道接口对报文进行解封装的过程如下：

图1-5 隧道接口解封装报文原理图

 

(1)     Device将从入接口接收到的IP密文送到转发模块进行路由处理；

(2)     转发模块识别到此IP密文的目的IP地址为本设备隧道接口源端地址且IP协议号为AH或ESP时，会将IP密文送到相应的隧道接口进行解封装：将IP密文的外层IP头去掉，对内层IP报文进行解密处理。

(3)     隧道接口完成对IP密文的解封装处理之后，将IP明文重新送回转发模块进行路由处理；

(4)     转发模块根据IP明文的目的IP地址进行第二次路由查询后，将IP明文从隧道的实际物理出接口转发出去。

1.1.10  IPsec隧道保护IPv6路由协议报文

将IPsec安全框架应用到某一IPv6路由协议（目前支持保护OSPFv3、IPv6 BGP、RIPng路由协议）后，设备产生的需要IPsec保护的某一IPv6路由协议的所有报文都要进行封装处理，而设备接收到的不受IPsec保护的以及解封装失败的业务协议报文都要被丢弃。

由于IPsec的密钥交换机制仅适用于两点之间的通信保护，在广播网络一对多的情形下，IPsec无法实现自动交换密钥，同样，由于广播网络一对多的特性，要求各设备对于接收、发送的报文均使用相同的SA参数（相同的SPI及密钥），因此该方式下必须手工配置用来保护IPv6路由协议报文的IPsec SA。

1.1.11  IPsec安全框架

IPsec安全框架用于在两个对等体之间建立IPsec隧道，保护两个对等体之间需要被安全防护的报文。

IPsec安全框架（IPsec Profile）不需要使用ACL指定要保护的数据流的范围。一个IPsec安全框架由名字唯一确定。IPsec安全框架包括如下两种：

·     手工方式的IPsec安全框架：定义了对数据流进行IPsec保护所使用的安全提议，以及SA参数，应用于IPv6路由协议中。

·     IKE协商方式的IPsec安全框架：定义了对数据流进行IPsec保护所使用的安全提议，IKE profile和SA参数，应用于隧道接口上。

1.1.12  协议规范

与IPsec相关的协议规范有：

·     RFC 2401：Security Architecture for the Internet Protocol

·     RFC 2402：IP Authentication Header

·     RFC 2406：IP Encapsulating Security Payload

·     RFC 4552：Authentication/Confidentiality for OSPFv3

1.2  IPsec配置限制和指导

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。

1.3  IPsec配置任务简介

1.3.1  配置IPsec隧道保护IPv6路由协议

(1)     配置IPsec安全提议

(2)     配置及应用手工方式的IPsec安全框架

(3)     （可选）配置IPsec隧道保护IPv6路由协议的高级功能

¡     配置IPsec分片功能

¡     配置本端允许建立IPsec隧道的最大数

¡     配置全局IPsec SA生存时间和空闲超时功能

¡     配置IPsec抗重放功能

¡     设置IPsec隧道模式下封装后外层IP头的DF位

(4)     （可选）配置IPsec日志和告警功能

¡     配置IPsec报文日志信息记录功能

¡     配置IPsec告警功能

1.3.2  配置IPsec隧道保护隧道接口上的报文

1. 配置限制与指导

在CSPEX-1204单板上配置本功能时无法生效。

被IPsec隧道保护的流量出接口和入接口必须为单板上的三层以太网接口、三层以太网子接口、三层聚合接口、三层聚合子接口或VLAN接口，IPsec隧道保护隧道接口上的报文功能仅在IM-SFMX单板上生效。设备上需要配置service命令指定在IM-SFMX单板上处理当前接口的流量。

当CSPC类单板（CSPC-GE16XP4L-E、CSPC-GE24L-E和CSPC-GP24GE8XP2L-E除外）和CMPE-1104单板上的三层以太网子接口或三层聚合子接口为流量入口时，其归属的三层以太网接口、三层聚合接口需要配置ip forwarding命令。关于配置ip forwarding的详细描述，请参见“三层技术-IP业务命令参考”中的“IP转发基础”。

当使用CSPC类单板（CSPC-GE16XP4L-E、CSPC-GE24L-E和CSPC-GP24GE8XP2L-E除外）上的接口作为IRF物理端口时，IPsec隧道无法保护隧道接口上的报文。

穿越NAT组网中，IPsec隧道无法保护隧道接口上的报文。

2. 配置任务简介

IPsec隧道保护隧道接口上的报文配置任务如下：

(1)     配置IPsec安全提议

(2)     配置及应用IKE协商方式的IPsec安全框架

(3)     （可选）配置IPsec隧道保护隧道接口上的报文的高级功能

¡     配置IPsec分片功能

¡     配置本端允许建立IPsec隧道的最大数

¡     配置全局IPsec SA生存时间和空闲超时功能

¡     配置IPsec抗重放功能

¡     设置IPsec隧道模式下封装后外层IP头的DF位

(4)     （可选）配置IPsec日志和告警功能

¡     （可选）配置IPsec报文日志信息记录功能

¡     （可选）配置IPsec告警功能

1.4  配置IPsec安全提议

1. 功能简介

IPsec安全提议是IPsec安全策略的一个组成部分，它用于定义IPsec需要使用的安全协议、加密/认证算法以及封装模式，为IPsec协商SA提供各种安全参数。

2. 配置限制和指导

·     可对IPsec安全提议进行修改，但对已协商成功的IPsec SA，新修改的安全提议并不起作用，即仍然使用原来的安全提议，只有新协商的SA使用新的安全提议。若要使修改对已协商成功的IPsec SA生效，则需要执行reset ipsec sa命令。

·     传输模式必须应用于数据流的源地址和目的地址与IPsec隧道两端地址相同的情况下。如果要配置应用于IPv6路由协议的手工方式的安全框架，则该安全框架引用的安全提议仅支持传输模式的封装模式。

·     隧道模式通常应用于数据流的源地址和目的地址与IPsec隧道两端地址不相同的情况下。如果要配置应用于IPsec隧道接口上的安全框架所引用的安全提议，则该安全提议仅支持隧道模式的封装。

·     IKEv1协商时发起方的PFS强度必须大于或等于响应方的PFS强度，否则协商会失败。IKEv2不受该限制。不配置PFS特性的一端，按照对端的PFS特性要求进行IKE协商。

·     可以使用命令为一个安全协议指定多个认证或者加密算法，算法优先级以配置顺序为准。

·     以下这些算法只适用于IKEv2协商：

表1-1 IKEv2协商适用的算法

参数	取值
加密算法	aes-ctr-128/aes-ctr-192/aes-ctr-256 camellia-cbc-128/camellia-cbc-192/camellia-cbc-256 gmac-128/gmac-192/gmac-256/ gcm-128/gcm-192/gcm-256
认证算法	aes-xcbc-mac
PFS（Perfect Forward Secrecy，完善的前向安全性）算法	dh-group19 dh-group20

 

3. 配置步骤

(1)     进入系统视图。

system-view

(2)     创建IPsec安全提议，并进入IPsec安全提议视图。

ipsec transform-set transform-set-name

(3)     配置IPsec安全提议采用的安全协议。

protocol { ah | ah-esp | esp }

缺省情况下，采用ESP安全协议。

(4)     配置协议（esp或ah-esp）采用的加密算法。

esp encryption-algorithm { 3des-cbc | aes-cbc-128 | aes-cbc-192 | aes-cbc-256 | aes-ctr-128 | aes-ctr-192 | aes-ctr-256 | camellia-cbc-128 | camellia-cbc-192 | camellia-cbc-256 | des-cbc | gmac-128 | gmac-192 | gmac-256 | gcm-128 | gcm-192 | gcm-256 | null | sm4-cbc } *

缺省情况下，ESP协议没有采用任何加密算法。

非ESP协议，请忽略本步骤。

(5)     配置协议（esp或ah-esp）采用的认证算法。

esp authentication-algorithm { aes-xcbc-mac | md5 | sha1 | sha256 | sha384 | sha512 | sm3 } *

缺省情况下，ESP协议没有采用任何认证算法。

非ESP协议，请忽略本步骤。

aes-xcbc-mac认证算法仅适用于IKEv2协商。

(6)     配置协议（ah或ah-esp）采用的认证算法。

ah authentication-algorithm { aes-xcbc-mac | md5 | sha1 | sha256 | sha384 | sha512 | sm3 } *

缺省情况下，AH协议没有采用任何认证算法。

采用ESP协议时，请忽略本步骤。

aes-xcbc-mac认证算法仅适用于IKEv2协商。

(7)     配置安全协议对IP报文的封装模式。

encapsulation-mode { transport | tunnel }

缺省情况下，安全协议采用隧道模式对IP报文进行封装。

(8)     （可选）配置使用IPsec安全策略发起协商时使用PFS特性。

pfs { dh-group1 | dh-group2 | dh-group5 | dh-group14 | dh-group24 | dh-group19 | dh-group20 }

缺省情况下，使用IPsec安全策略发起协商时不使用PFS特性。

有关PFS（Perfect Forward Secrecy，完善的前向安全性）功能的详细介绍请参见“安全配置指导”中的“IKE”。

(9)     （可选）开启ESN功能。

esn enable [ both ]

缺省情况下，ESN功能处于关闭状态。

1.5  配置及应用手工方式的IPsec安全框架

1.5.1  配置及应用手工方式的IPsec安全框架配置任务简介

手工方式IPsec安全框架配置任务如下：

(1)     配置手工方式的IPsec安全框架

(2)     在IPv6路由协议上应用IPsec安全框架

1.5.2  配置手工方式的IPsec安全框架

手工方式的IPsec安全框架定义了对数据流进行IPsec保护所使用的安全提议，以及SA的SPI、SA使用的密钥。

1. 配置限制和指导

IPsec隧道两端的配置必须符合以下要求：

·     IPsec安全框架引用的IPsec安全提议应采用相同的安全协议、加密/认证算法和报文封装模式。

·     本端出方向IPsec SA的SPI和密钥必须和本端入方向IPsec SA的SPI和密钥保持一致。

·     同一个范围内的、所有设备上的IPsec SA的SPI和密钥均要保持一致。该范围与协议相关：对于OSPFv3，是OSPFv3邻居之间或邻居所在的区域；对于RIPng，是RIPng直连邻居之间或邻居所在的进程；对于IPv6 BGP，是IPv6 BGP邻居之间或邻居所在的一个组。

·     两端IPsec SA使用的密钥应当以相同的方式输入，即如果一端以字符串方式输入密钥，另一端必须也以字符串方式输入密钥。如果先后以不同的方式输入了密钥，则最后设定的密钥有效。

·     对于ESP协议，以字符串方式输入密钥时，系统会自动地同时生成认证算法的密钥和加密算法的密钥。

2. 配置步骤

(1)     进入系统视图。

system-view

(2)     创建一个手工方式的IPsec安全框架，并进入IPsec安全框架视图。

ipsec profile profile-name manual

进入已创建的IPsec安全框架时，可以不指定协商方式manual。

(3)     （可选）配置IPsec安全框架的描述信息。

description text

缺省情况下，无描述信息。

(4)     指定IPsec安全框架引用的IPsec安全提议。

transform-set transform-set-name

缺省情况下，IPsec安全框架没有引用IPsec安全提议。

要引用的IPsec安全提议所采用的封装模式必须为传输模式。

(5)     配置IPsec SA的SPI。

sa spi { inbound | outbound } { ah | esp } spi-number

缺省情况下，未配置IPsec SA的SPI。

(6)     配置IPsec SA使用的密钥。

¡     配置AH协议的认证密钥（以十六进制方式输入）。

sa hex-key authentication { inbound | outbound } ah { cipher | simple } string

¡     配置AH协议的认证密钥（以字符串方式输入）。

sa string-key { inbound | outbound } ah { cipher | simple } string

¡     配置ESP协议的认证密钥和加密密钥（以字符串方式输入）。

sa string-key { inbound | outbound } esp { cipher | simple } string

¡     配置ESP协议的认证密钥（以十六进制方式输入）。

sa hex-key authentication { inbound | outbound } esp { cipher | simple } string

¡     配置ESP协议的加密密钥（以十六进制方式输入）。

sa hex-key encryption { inbound | outbound } esp { cipher | simple } string

缺省情况下，未配置IPsec SA使用的密钥。

根据本安全框架引用的安全提议中指定的安全协议，配置AH协议或ESP协议的密钥，或者两者都配置。

1.5.3  在IPv6路由协议上应用IPsec安全框架

有关在IPv6路由协议上应用IPsec安全框架的相关配置，请分别参考“三层技术-IP路由配置指导”中的“IPv6 BGP”、“OSPFv3”和“RIPng”。

1.6  配置及应用IKE协商方式的IPsec安全框架

1.6.1  配置及应用IKE协商方式的IPsec安全框架配置任务简介

IKE协商方式的IPsec的安全框架配置任务如下：

(1)     配置IKE协商方式的IPsec安全框架

(2)     在隧道接口上应用IPsec安全框架

(3)     配置本端仅作为协商IPsec SA的响应方功能

1.6.2  配置IKE协商方式的IPsec安全框架

IKE协商方式的IPsec安全框架定义了对数据流进行IPsec保护所使用的安全提议，以及IKE profile。

1. 配置限制和指导

IPsec隧道两端的配置必须符合以下要求：

·     IPsec安全框架引用的IPsec安全提议中应包含具有相同的安全协议、认证/加密算法和报文封装模式的IPsec安全提议。

·     IPsec安全框架引用的IKE profile参数相匹配。

·     一条IKE协商方式的IPsec安全框架中最多可以引用六个IPsec安全提议。IKE协商过程中，IKE将会在隧道两端配置的IPsec安全框架中查找能够完全匹配的IPsec安全提议。如果IKE在两端找不到完全匹配的IPsec安全提议，则SA不能协商成功，需要被保护的报文将被丢弃。

对于IKE协商建立的IPsec SA，遵循以下原则：

·     采用隧道两端设置的IPsec SA生存时间中较小者。

·     可同时存在基于时间和基于流量两种方式的IPsec SA生存时间，只要到达指定的时间或指定的流量，IPsec SA就会老化。

2. 配置步骤

(1)     进入系统视图。

system-view

(2)     创建一个IKE协商方式的IPsec安全框架，并进入IPsec安全框架视图。

ipsec profile profile-name isakmp

进入已创建的IPsec安全框架时，可以不指定协商方式isakmp。

(3)     （可选）配置IPsec安全框架的描述信息。

description text

缺省情况下，无描述信息。

(4)     指定IPsec安全框架引用的IPsec安全提议。

transform-set transform-set-name&<1-6>

缺省情况下，IPsec安全框架没有引用IPsec安全提议。

要引用的IPsec安全提议所采用的封装模式必须为隧道模式。

(5)     指定IPsec安全框架引用的IKE profile。

ike-profile profile-name

缺省情况下，IPsec安全框架没有引用IKE profile。若系统视图下配置了IKE profile，则使用系统视图下配置的IKE profile进行性协商，否则使用全局的IKE参数进行协商。

只能引用一个IKE profile，IKE profile的相关配置请参见“安全配置指导”中的“IKE”。

(6)     （可选）配置IPsec SA的生存时间。

sa duration { time-based seconds | traffic-based kilobytes }

缺省情况下，IPsec安全框架下的IPsec SA生存时间为当前全局的IPsec SA生存时间。

(7)     （可选）配置IPsec SA的空闲超时时间。

sa idle-time seconds

缺省情况下，IPsec安全框架下的IPsec SA空闲超时时间为当前全局的IPsec SA空闲超时时间。

1.6.3  在隧道接口上应用IPsec安全框架

1. 功能简介

在隧道接口上应用IPsec安全框架后，隧道两端会通过IKE协商建立IPsec隧道对隧道接口上传输的数据流进行IPsec保护。

2. 配置限制和指导

在隧道接口上应用IPsec安全框架功能后，Tunnel接口下必须配置service命令指定处理接口流量的主用slot为IM-SFMX单板所在的槽位号。

3. 配置步骤

(1)     进入系统视图。

system-view

(2)     创建一个Tunnel接口，指定隧道模式，并进入该Tunnel接口视图。

interface tunnel number mode { advpn { gre | udp }[ ipv6 ] | ipsec [ ipv6 ] | gre }

(3)     在隧道接口上应用IPsec安全框架。

tunnel protection ipsec profile profile-name

缺省情况下，隧道接口下未应用IPsec安全框架。

(4)     配置在指定slot上处理当前接口的流量。

（独立运行模式）

service slot slot-number

（IRF模式）

service chassis chassis-number slot slot-number

缺省情况下，未指定处理当前接口流量的slot，业务处理在接收报文的slot上进行。

(5)     配置在指定备用slot上处理当前接口的流量。

（独立运行模式）

service standby slot slot-number

（IRF模式）

service standby chassis chassis-number slot slot-number

缺省情况下，未配置处理接口流量的备用slot。

1.6.4  配置本端仅作为协商IPsec SA的响应方功能

1. 功能简介

缺省情况下，如果IPsec对等体两端均采用IKE协商方式的IPsec安全框架建立IPsec SA，则两端均会主动发起协商，对等体之间将存在两个协商IPsec SA的过程，但对等体之间最终只会建立一个IPsec SA，该协商过程将会造成设备CPU资源的浪费。此时可以配置本功能，指定本端只能作为建立IPsec SA的响应方，不主动发起协商，可以有效解决此问题，同时也有助于IPsec故障的诊断和定位。

2. 配置限制和指导

建议在中心-分支组网环境中的中心侧配置本功能。

3. 配置步骤

(1)     进入系统视图。

system-view

(2)     创建一个IKE协商方式的IPsec安全框架，并进入IPsec安全框架视图。

ipsec profile profile-name isakmp

进入已创建的IPsec安全框架时，可以不指定协商方式isakmp。

(3)     开启本端仅作为协商IPsec SA的响应方功能。

responder-only enable

缺省情况下，本端仅作为协商IPsec SA的响应方功能处于关闭状态。

1.7  配置IPsec分片功能

1. 功能简介

通过配置IPsec分片功能，可以选择在报文进行IPsec封装之前是否进行分片。IPsec封装前分片功能处于开启状态时，设备会先判断报文在经过IPsec封装之后大小是否会超过发送接口的MTU值，如果封装后的大小超过发送接口的MTU值，那么会先对其分片再封装。

2. 配置限制和指导

该功能仅对需要进行IPsec封装的IPv4报文有效。

3. 配置步骤

(1)     进入系统视图。

system-view

(2)     配置IPsec分片功能。

ipsec fragmentation before-encryption

缺省情况下，IPsec封装前分片功能处于关闭状态。

1.8  配置本端允许建立IPsec隧道的最大数

1. 配置限制与指导

此功能用来配置对本端IPsec隧道数目的限制。本端允许建立IPsec隧道的最大数与内存资源有关。内存充足时可以设置较大的数值，提高IPsec的并发性能；内存不足时可以设置较小的数值，降低IPsec占用内存的资源。

IKE协商相关功能仅在IM-SFMX单板上配置生效。

2. 配置步骤

(1)     进入系统视图。

system-view

(2)     配置本端允许建立IPsec隧道的最大数。

ipsec limit max-tunnel tunnel-limit

缺省情况下，不限制本端可以配置的IPsec隧道数目。

1.9  配置全局IPsec SA生存时间和空闲超时功能

1. 功能简介

此功能用来配置IPsec SA生存时间和空闲超时功能。对于IKE协商建立的IPsec SA，遵循以下原则：

·     采用隧道两端设置的IPsec SA生存时间中较小者。

·     可同时存在基于时间和基于流量两种方式的IPsec SA生存时间，只要到达指定的时间或指定的流量，IPsec SA就会老化。

2. 配置限制与指导

本功能仅在IM-SFMX单板上配置生效。

3. 配置步骤

(1)     进入系统视图。

system-view

(2)     配置IPsec SA生存时间或者IPsec SA空闲超时时间。

¡     配置IPsec SA生存时间。

ipsec sa global-duration { time-based seconds | traffic-based kilobytes }

缺省情况下，IPsec SA基于时间的生存时间为3600秒，基于流量的生存时间为1843200千字节。

¡     开启IPsec SA空闲超时功能，并配置IPsec SA空闲超时时间。

ipsec sa idle-time seconds

缺省情况下， IPsec SA空闲超时功能处于关闭状态。

1.10  配置IPsec抗重放功能

1. 功能简介

重放报文，通常是指设备再次接收到的已经被IPsec处理过的报文。IPsec通过滑动窗口（抗重放窗口）机制检测重放报文。AH和ESP协议报文中带有序列号，如果收到的报文的序列号与已经解封装过的报文序列号相同，或收到的报文的序列号出现得较早，即已经超过了抗重放窗口的范围，则认为该报文为重放报文。

对重放报文的解封装无意义，并且解封装过程涉及密码学运算，会消耗设备大量的资源，导致业务可用性下降，造成了拒绝服务攻击。通过开启IPsec抗重放检测功能，将检测到的重放报文在解封装处理之前丢弃，可以降低设备资源的消耗。

在某些特定环境下，业务数据报文的接收顺序可能与正常的顺序差别较大，虽然并非有意的重放攻击，但会被抗重放检测认为是重放报文，导致业务数据报文被丢弃，影响业务的正常运行。因此，这种情况下就可以通过关闭IPsec抗重放检测功能来避免业务数据报文的错误丢弃，也可以通过适当地增大抗重放窗口的宽度，来适应业务正常运行的需要。

2. 配置限制和指导

·     IKE协商相关功能仅在IM-SFMX单板上配置生效。

·     只有IKE协商的IPsec SA才能够支持抗重放检测，手工方式生成的IPsec SA不支持抗重放检测。因此该功能开启与否对手工方式生成的IPsec SA没有影响。

·     使用较大的抗重放窗口宽度会引起系统开销增大，导致系统性能下降，与抗重放检测用于降低系统在接收重放报文时的开销的初衷不符，因此建议在能够满足业务运行需要的情况下，使用较小的抗重放窗口宽度。

·     一般情况下，设备直接在接收报文的单板上进行业务处理。但IPsec抗重放功能检测要求同一个全局虚拟接口上发送和接收的流量必须在同一个单板上处理，此时需要在该接口上通过sevice命令指定转发当前接口流量的单板。

·     IPsec抗重放检测功能缺省是开启的，是否关闭该功能请根据实际需求慎重使用。

3. 配置步骤

(1)     进入系统视图。

system-view

(2)     开启IPsec抗重放检测功能。

ipsec anti-replay check

缺省情况下，IPsec抗重放检测功能处于开启状态。

(3)     配置IPsec抗重放窗口宽度。

ipsec anti-replay window width

缺省情况下，IPsec抗重放窗口宽度为64。

1.11  设置IPsec隧道模式下封装后外层IP头的DF位

1. 功能简介

IP报文头中的DF（Don’t Fragment，不分片）位用于控制报文是否允许被分片。在隧道模式下，IPsec会在原始报文外封装一个新的IP头，称为外层IP头。IPsec的DF位设置功能允许用户设置IPsec封装后的报文外层IP头的DF位，并支持以下三种设置方式：

·     clear：表示清除外层IP头的DF位，IPsec封装后的报文可被分片。

·     set：表示设置外层IP头的DF位，IPsec封装后的报文不能被分片。

·     copy：表示外层IP头的DF位从原始报文IP头中拷贝。

封装后外层IP头的DF位可以在接口视图和系统视图下分别配置，接口视图下的配置优先级高。如果接口下未设置外层IP头的DF位，则按照系统视图下的全局配置来决定如何设置封装后外层IP头的DF位。

2. 配置限制和指导

·     该功能仅在IPsec的封装模式为隧道模式时有效，仅用于设置IPsec隧道模式封装后的外层IP头的DF位，原始报文IP头的DF位不会被修改。

·     如果有多个接口应用了共享源接口安全策略，则这些接口上必须使用相同的DF位设置。

·     转发报文时对报文进行分片、重组，可能会导致报文的转发延时较大。若设置了封装后IPsec报文的DF位，则不允许对IPsec报文进行分片，可以避免引入分片延时。这种情况下，要求IPsec报文转发路径上各个接口的MTU大于IPsec报文长度，否则，会导致IPsec报文被丢弃。如果无法保证转发路径上各个接口的MTU大于IPsec报文长度，则建议清除DF位。

3. 在接口下设置IPsec封装后外层IP头的DF位

(1)     进入系统视图。

system-view

(2)     进入接口视图。

interface interface-type interface-number

(3)     为当前接口设置IPsec封装后外层IP头的DF位。

ipsec df-bit { clear | copy | set }

缺省情况下，接口下未设置IPsec封装后外层IP头的DF位，采用全局设置的DF位。

 

4. 全局设置IPsec封装后外层IP头的DF位

(1)     进入系统视图。

system-view

(2)     为所有接口设置IPsec封装后外层IP头的DF位。

ipsec global-df-bit { clear | copy | set }

缺省情况下，IPsec封装后外层IP头的DF位从原始报文IP头中拷贝。

 

1.12  配置IPsec报文日志信息记录功能

1. 功能简介

开启IPsec报文日志记录功能后，设备会在丢弃IPsec报文的情况下，例如入方向找不到对应的IPsec SA、AH/ESP认证失败、ESP加密失败等时，输出相应的日志信息，该日志信息内容主要包括报文的源和目的IP地址、报文的SPI值、报文的序列号信息，以及设备丢包的原因。

2. 配置步骤

(1)     进入系统视图。

system-view

(2)     开启IPsec报文日志记录功能。

ipsec logging packet enable

缺省情况下，IPsec报文日志记录功能处于关闭状态。

1.13  配置IPsec告警功能

1. 功能简介

开启IPsec的Trap功能后，IPsec会生成告警信息，用于向网管软件报告该模块的重要事件。生成的告警信息将被发送到设备的SNMP模块，通过设置SNMP中告警信息的发送参数，来决定告警信息输出的相关属性。有关告警信息的详细介绍，请参见“网络管理和监控配置指导”中的“SNMP”。

如果希望生成并输出某种类型的IPsec告警信息，则需要保证IPsec的全局告警功能以及相应类型的告警功能均处于开启状态。

2. 配置步骤

(1)     进入系统视图。

system-view

(2)     开启IPsec的全局告警功能。

snmp-agent trap enable ipsec global

缺省情况下，IPsec的全局告警功能处于关闭状态。

(3)     开启IPsec的指定告警功能。

snmp-agent trap enable ipsec [ auth-failure | decrypt-failure | encrypt-failure | invalid-sa-failure | no-sa-failure | tunnel-start | tunnel-stop ] *

缺省情况下，IPsec的所有告警功能均处于关闭状态。

1.14  IPsec显示和维护

在完成上述配置后，在任意视图下执行display命令可以显示配置后IPsec的运行情况，通过查看显示信息认证配置的效果。

在用户视图下执行reset命令可以清除IPsec统计信息。

表1-2 IPsec显示和维护

操作	命令
显示IPsec安全框架的信息	display ipsec profile [ profile-name ]
显示IPsec安全提议的信息	display ipsec transform-set [ transform-set-name ]
显示IPsec SA的相关信息	display ipsec sa [ brief | count | interface interface-type interface-number | profile profile-name | remote [ ipv6 ] ip-address ]
显示IPsec处理报文的统计信息	display ipsec statistics [ tunnel-id tunnel-id ]
显示IPsec隧道的信息	display ipsec tunnel [ brief | count | tunnel-id tunnel-id ]
清除已经建立的IPsec SA	reset ipsec sa [ profile profile-name | remote { ipv4-address | ipv6 ipv6-address } | spi { ipv4-address | ipv6 ipv6-address } { ah | esp } spi-num ]
清除IPsec的报文统计信息	reset ipsec statistics [ tunnel-id tunnel-id ]

 

1.15  IPsec典型配置举例

1.15.1  采用IKE方式建立保护IPv4报文的IPsec隧道

1. 组网需求

在Router A和Router B之间建立一条IPsec隧道，对Host A所在的子网（10.1.1.0/24）与Host B所在的子网（10.1.2.0/24）之间的数据流进行安全保护。具体要求如下：

·     封装形式为隧道模式。

·     安全协议采用ESP协议。

·     加密算法采用128比特的AES，认证算法采用HMAC-SHA1。

·     IKE协商方式建立IPsec SA。

·     处理接口流量的主用slot为IM-SFMX单板所在的槽位。

2. 组网图

图1-6 保护IPv4报文的IPsec配置组网图

‌

3. 配置步骤

(1)     配置Router A

# 配置各接口的IP地址，具体略。

# 创建指定隧道模式为IPsec over IPv4隧道，指定处理接口流量的主用slot为IM-SFMX单板所在的槽位。

<RouterA> system-view

[RouterA] interface tunnel 1 mode ipsec

[RouterA-Tunnel1] service slot 5

[RouterA-Tunnel1] source GigabitEthernet 3/1/2

[RouterA-Tunnel1] destination 2.2.3.1

[RouterA-Tunnel1] ip address 10.1.3.1 24

# 在隧道接口上应用IPsec安全框架1。

[RouterA-Tunnel1] tunnel protection ipsec profile 1

[RouterA-Tunnel1] quit

# 创建IPsec安全提议tran1。

[RouterA] ipsec transform-set tran1

# 配置安全协议对IP报文的封装形式为隧道模式。

[RouterA-ipsec-transform-set-tran1] encapsulation-mode tunnel

# 配置采用的安全协议为ESP。

[RouterA-ipsec-transform-set-tran1] protocol esp

# 配置ESP协议采用的加密算法为128比特的AES，认证算法为HMAC-SHA1。

[RouterA-ipsec-transform-set-tran1] esp encryption-algorithm aes-cbc-128

[RouterA-ipsec-transform-set-tran1] esp authentication-algorithm sha1

[RouterA-ipsec-transform-set-tran1] quit

# 创建并配置IKE keychain，名称为keychain1。

[RouterA] ike keychain keychain1

# 配置与IP地址为2.2.3.1的对端使用的预共享密钥为明文123456TESTplat&!。

[RouterA-ike-keychain-keychain1] pre-shared-key address 2.2.3.1 255.255.255.0 key simple 123456TESTplat&!

[RouterA-ike-keychain-keychain1] quit

# 创建并配置IKE profile，名称为profile1。

[RouterA] ike profile profile1

[RouterA-ike-profile-profile1] keychain keychain1

[RouterA-ike-profile-profile1] match remote identity address 2.2.3.1 255.255.255.0

[RouterA-ike-profile-profile1] quit

# 创建一个IKE协商方式的IPsec安全框架。

[RouterA] ipsec profile 1 isakmp

# 配置引用名称为tran1的IPsec安全提议。

[RouterA-ipsec-profile-isakmp-1] transform-set tran1

# 指定引用的IKE profile为profile1。

[RouterA-ipsec-profile-isakmp-1] ike-profile profile1

[RouterA-ipsec-profile-isakmp-1] quit

# 配置Router A到Router B 的静态路由。

[RouterA] ip route-static 10.1.2.0 24 Tunnel 1

 

(2)     配置Router B

# 配置各接口的IP地址，具体略。

# 创建指定隧道模式为IPsec over IPv4隧道，指定处理接口流量的主用slot为IM-SFMX单板所在的槽位。

<RouterB> system-view

[RouterB] interface tunnel 1 mode ipsec

[RouterB-Tunnel1] service slot 5

[RouterB-Tunnel1] source GigabitEthernet 3/1/2

[RouterB-Tunnel1] destination 2.2.2.1

[RouterB-Tunnel1] ip address 10.1.4.1 24

# 在隧道接口上应用IPsec安全框架1。

[RouterB-Tunnel1] tunnel protection ipsec profile 1

[RouterB-Tunnel1] quit

# 创建IPsec安全提议tran1。

[RouterB] ipsec transform-set tran1

# 配置安全协议对IP报文的封装形式为隧道模式。

[RouterB-ipsec-transform-set-tran1] encapsulation-mode tunnel

# 配置采用的安全协议为ESP。

[RouterB-ipsec-transform-set-tran1] protocol esp

# 配置ESP协议采用的加密算法为128比特的AES，认证算法为HMAC-SHA1。

[RouterB-ipsec-transform-set-tran1] esp encryption-algorithm aes-cbc-128

[RouterB-ipsec-transform-set-tran1] esp authentication-algorithm sha1

[RouterB-ipsec-transform-set-tran1] quit

# 创建并配置IKE keychain，名称为keychain1。

[RouterB] ike keychain keychain1

[RouterB-ike-keychain-keychain1] pre-shared-key address 2.2.2.1 255.255.255.0 key simple 123456TESTplat&!

[RouterB-ike-keychain-keychain1] quit

# 创建并配置IKE profile，名称为profile1。

[RouterB] ike profile profile1

[RouterB-ike-profile-profile1] keychain keychain1

[RouterB-ike-profile-profile1] match remote identity address 2.2.2.1 255.255.255.0

[RouterB-ike-profile-profile1] quit

# 创建一个IKE协商方式的IPsec安全框架。

[RouterB] ipsec profile 1 isakmp

# 配置引用名称为tran1的IPsec安全提议。

[RouterB-ipsec-profile-isakmp-1] transform-set tran1

# 指定引用的IKE对等体为profile1。

[RouterB-ipsec-profile-isakmp-1] ike-profile profile1

[RouterB-ipsec-profile-isakmp-1] quit

# 配置Router B到Router A 的静态路由。

[RouterA] ip route-static 10.1.1.0 24 Tunnel 1

 

4. 验证配置

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IPsec SA的协商。IKE成功协商出IPsec SA后，子网10.1.1.0/24与子网10.1.2.0/24之间数据流的传输将受到IPsec SA的保护。可通过以下显示查看到协商生成的IPsec SA。

[RouterA] display ipsec sa

-------------------------------

Interface: Tunnel1

-------------------------------

 

  -----------------------------

  IPsec profile: 1

  Mode: ISAKMP

  -----------------------------

    Tunnel id: 0

    Encapsulation mode: tunnel

    Perfect Forward Secrecy:

    Path MTU: 1443

    Transmitting entity: Initiator

    Tunnel:

        local  address: 2.2.2.1

        remote address: 2.2.3.1

    Flow:

        sour addr: 0.0.0.0/0.0.0.0  port: 0  protocol: ip

        dest addr: 0.0.0.0/0.0.0.0  port: 0  protocol: ip

 

    [Inbound ESP SAs]

      SPI: 3769702703 (0xe0b1192f)

      Connection ID: 90194313219

      Transform set: ESP-ENCRYPT-AES-CBC-128 ESP-AUTH-SHA1

      SA duration (kilobytes/sec): 3000/28800

      SA remaining duration (kilobytes/sec): 2300/797

      Max received sequence-number: 1

      Anti-replay check enable: N

      Anti-replay window size:

      UDP encapsulation used for NAT traversal: N

      Status: Active

 

    [Outbound ESP SAs]

      SPI: 3840956402 (0xe4f057f2)

      Connection ID: 64424509441

      Transform set: ESP-ENCRYPT-AES-CBC-128 ESP-AUTH-SHA1

      SA duration (kilobytes/sec): 3000/28800

      SA remaining duration (kilobytes/sec): 2312/797

      Max sent sequence-number: 1

      Anti-replay check enable: N

      Anti-replay window size:

      UDP encapsulation used for NAT traversal: N

      Status: Active

Router B上也会产生相应的IPsec SA来保护IPv4报文，查看方式与Router A同，此处略。

1.15.2  配置IPsec保护RIPng报文

1. 组网需求

如图1-7所示，Device A、Device B和Device C相连，并通过RIPng来学习网络中的IPv6路由信息。在各设备之间建立IPsec隧道，对它们收发的RIPng报文进行安全保护。具体要求如下：

·     安全协议采用ESP协议；

·     加密算法采用128比特的AES；

·     认证算法采用HMAC-SHA1。

2. 组网图

图1-7 配置IPsec保护RIPng报文组网图

‌

3. 配置思路

(1)     配置RIPng的基本功能

RIPng配置的详细介绍请参考“三层技术-IP路由配置指导”中的“RIPng”。

(2)     配置IPsec安全框架

¡     各设备上本端出方向SA的SPI及密钥必须和本端入方向SA的SPI及密钥保持一致。

¡     Device A、Device B和Device C上的安全策略所引用的安全提议采用的安全协议、认证/加密算法和报文封装模式要相同，而且所有设备上的SA的SPI及密钥均要保持一致。

(3)     在RIPng进程下或接口上应用IPsec安全框架

4. 配置步骤

(1)     配置Device A

¡     配置各接口的IPv6地址（略）

¡     配置RIPng的基本功能

<DeviceA> system-view

[DeviceA] ripng 1

[DeviceA-ripng-1] quit

[RouterA] interface gigabitethernet 3/1/1

[RouterA-GigabitEthernet3/1/1] ripng 1 enable

[RouterA-GigabitEthernet3/1/1] quit

¡     配置IPsec安全框架

# 创建并配置名为tran1的IPsec安全提议（报文封装模式采用传输模式，安全协议采用ESP协议，加密算法采用128比特的AES，认证算法采用HMAC-SHA1）。

[DeviceA] ipsec transform-set tran1

[DeviceA-ipsec-transform-set-tran1] encapsulation-mode transport

[DeviceA-ipsec-transform-set-tran1] protocol esp

[DeviceA-ipsec-transform-set-tran1] esp encryption-algorithm aes-cbc-128

[DeviceA-ipsec-transform-set-tran1] esp authentication-algorithm sha1

[DeviceA-ipsec-transform-set-tran1] quit

# 创建并配置名为profile001的IPsec安全框架（协商方式为手工方式，出入方向SA的SPI均为123456，出入方向SA的密钥均为明文abcdefg）。

[DeviceA] ipsec profile profile001 manual

[DeviceA-ipsec-profile-manual-profile001] transform-set tran1

[DeviceA-ipsec-profile-manual-profile001] sa spi outbound esp 123456

[DeviceA-ipsec-profile-manual-profile001] sa spi inbound esp 123456

[DeviceA-ipsec-profile-manual-profile001] sa string-key outbound esp simple abcdefg

[DeviceA-ipsec-profile-manual-profile001] sa string-key inbound esp simple abcdefg

[DeviceA-ipsec-profile-manual-profile001] quit

¡     在RIPng进程上应用IPsec安全框架

[DeviceA] ripng 1

[DeviceA-ripng-1] enable ipsec-profile profile001

[DeviceA-ripng-1] quit

(2)     配置Device B

¡     配置各接口的IPv6地址（略）

¡     配置RIPng的基本功能

<DeviceB> system-view

[DeviceB] ripng 1

[DeviceB-ripng-1] quit

[RouterB] interface gigabitethernet 3/1/1

[RouterB-GigabitEthernet3/1/1] ripng 1 enable

[RouterB-GigabitEthernet3/1/1] quit

[RouterB] interface gigabitethernet 3/1/2

[RouterB-GigabitEthernet3/1/2] ripng 1 enable

[RouterB-GigabitEthernet3/1/2] quit

¡     配置IPsec安全框架

# 创建并配置名为tran1的IPsec安全提议（报文封装模式采用传输模式，安全协议采用ESP协议，加密算法采用128比特的AES，认证算法采用HMAC-SHA1）。

[DeviceB] ipsec transform-set tran1

[DeviceB-ipsec-transform-set-tran1] encapsulation-mode transport

[DeviceB-ipsec-transform-set-tran1] protocol esp

[DeviceB-ipsec-transform-set-tran1] esp encryption-algorithm aes-cbc-128

[DeviceB-ipsec-transform-set-tran1] esp authentication-algorithm sha1

[DeviceB-ipsec-transform-set-tran1] quit

# 创建并配置名为profile001的IPsec安全框架（协商方式为手工方式，出入方向SA的SPI均为123456，出入方向SA的密钥均为明文abcdefg）。

[DeviceB] ipsec profile profile001 manual

[DeviceB-ipsec-profile-manual-profile001] transform-set tran1

[DeviceB-ipsec-profile-manual-profile001] sa spi outbound esp 123456

[DeviceB-ipsec-profile-manual-profile001] sa spi inbound esp 123456

[DeviceB-ipsec-profile-manual-profile001] sa string-key outbound esp simple abcdefg

[DeviceB-ipsec-profile-manual-profile001] sa string-key inbound esp simple abcdefg

[DeviceB-ipsec-profile-manual-profile001] quit

¡     在RIPng进程上应用IPsec安全框架

[DeviceB] ripng 1

[DeviceB-ripng-1] enable ipsec-profile profile001

[DeviceB-ripng-1] quit

(3)     配置Device C

¡     配置各接口的IPv6地址（略）

¡     配置RIPng的基本功能

<DeviceC> system-view

[DeviceC] ripng 1

[DeviceC-ripng-1] quit

[RouterC] interface gigabitethernet 3/1/1

[RouterC-GigabitEthernet3/1/1] ripng 1 enable

[RouterC-GigabitEthernet3/1/1] quit

¡     配置IPsec安全框架

# 创建并配置名为tran1的IPsec安全提议（报文封装模式采用传输模式，安全协议采用ESP协议，加密算法采用128比特的AES，认证算法采用HMAC-SHA1）。

[DeviceC] ipsec transform-set tran1

[DeviceC-ipsec-transform-set-tran1] encapsulation-mode transport

[DeviceC-ipsec-transform-set-tran1] protocol esp

[DeviceC-ipsec-transform-set-tran1] esp encryption-algorithm aes-cbc-128

[DeviceC-ipsec-transform-set-tran1] esp authentication-algorithm sha1

[DeviceC-ipsec-transform-set-tran1] quit

# 创建并配置名为profile001的IPsec安全框架（协商方式为手工方式，出入方向SA的SPI均为123456，出入方向SA的密钥均为明文abcdefg）。

[DeviceC] ipsec profile profile001 manual

[DeviceC-ipsec-profile-manual-profile001] transform-set tran1

[DeviceC-ipsec-profile-manual-profile001] sa spi outbound esp 123456

[DeviceC-ipsec-profile-manual-profile001] sa spi inbound esp 123456

[DeviceC-ipsec-profile-manual-profile001] sa string-key outbound esp simple abcdefg

[DeviceC-ipsec-profile-manual-profile001] sa string-key inbound esp simple abcdefg

[DeviceC-ipsec-profile-manual-profile001] quit

¡     在RIPng进程上应用IPsec安全框架

[DeviceC] ripng 1

[DeviceC-ripng-1] enable ipsec-profile profile001

[DeviceC-ripng-1] quit

5. 验证配置

以上配置完成后，Device A、Device B和Device C将通过RIPng协议学习到网络中的IPv6路由信息，且分别产生用于保护RIPng报文的IPsec SA。

可以通过如下display命令查看Device A上RIPng的配置信息。如下显示信息表示RIPng进程1上已成功应用了IPsec安全框架。

[DeviceA] display ripng 1

    RIPng process : 1

       Preference : 100

       Checkzero : Enabled

       Default Cost : 0

       Maximum number of load balanced routes : 8

       Update time   :   30 secs  Timeout time         :  180 secs

       Suppress time :  120 secs  Garbage-Collect time :  120 secs

       Update output delay:   20(ms)  Output count:    3

       Graceful-restart interval:   60 secs             

       Triggered Interval : 5 50 200 

       Number of periodic updates sent : 186

       Number of triggered updates sent : 1

       IPsec profile name: profile001

 

可以通过如下命令查看Device A上生成的IPsec SA。

[DeviceA] display ipsec sa

-------------------------------

Global IPsec SA

-------------------------------

 

  -----------------------------

  IPsec profile: profile001

  Mode: Manual

  -----------------------------

    Encapsulation mode: transport

    [Inbound ESP SA]

      SPI: 123456 (0x3039)

      Connection ID: 90194313219

      Transform set: ESP-ENCRYPT-AES-CBC-128 ESP-AUTH-SHA1

      No duration limit for this SA

    [Outbound ESP SA]

      SPI: 123456 (0x3039)

      Connection ID: 64424509441

      Transform set: ESP-ENCRYPT-AES-CBC-128 ESP-AUTH-SHA1

      No duration limit for this SA

Device B和Device C上也会生成相应的IPsec SA来保护RIPng报文，查看方式与Device A同，此处略。

2 IKE

 

2.1  IKE简介

IKE（Internet Key Exchange，互联网密钥交换）协议利用ISAKMP（Internet Security Association and Key Management Protocol，互联网安全联盟和密钥管理协议）语言定义密钥交换的过程，是一种对安全服务进行协商的手段。

2.1.1  IKE的优点

用IPsec保护一个IP数据包之前，必须先建立一个安全联盟（IPsec SA），IPsec SA可以手工创建或动态建立。IKE为IPsec提供了自动建立IPsec SA的服务，具体有以下优点。

·     IKE首先会在通信双方之间协商建立一个安全通道（IKE SA），并在此安全通道的保护下协商建立IPsec SA，这降低了手工配置的复杂度，简化IPsec的配置和维护工作。

·     IKE的精髓在于DH（Diffie-Hellman）交换技术，它通过一系列的交换，使得通信双方最终计算出共享密钥。在IKE的DH交换过程中，每次计算和产生的结果都是不相关的。由于每次IKE SA的建立都运行了DH交换过程，因此就保证了每个通过IKE协商建立的IPsec SA所使用的密钥互不相关。

·     IPsec使用AH或ESP报文头中的顺序号实现防重放。此顺序号是一个32比特的值，此数溢出之前，为实现防重放，IPsec SA需要重新建立，IKE可以自动重协商IPsec SA。

2.1.2  IPsec与IKE的关系

如图2-1所示，IKE为IPsec协商建立SA，并把建立的参数交给IPsec，IPsec使用IKE建立的SA对IP报文加密或认证处理。

图2-1 IPsec与IKE的关系图

 

 

2.1.3  IKE的协商过程

IKE使用了两个阶段为IPsec进行密钥协商以及建立SA：

(1)     第一阶段，通信双方彼此间建立了一个已通过双方身份认证和对通信数据安全保护的通道，即建立一个IKE SA（本文中提到的IKE SA都是指第一阶段SA）。

(2)     第二阶段，用在第一阶段建立的IKE SA为IPsec协商安全服务，即为IPsec协商IPsec SA，建立用于最终的IP数据安全传输的IPsec SA。

(3)     第一阶段有主模式（Main Mode）和野蛮模式（Aggressive Mode）两种IKE协商模式。

·     主模式

图2-2 主模式协商过程

 

如图2-2所示，第一阶段主模式的IKE协商过程中包含三对消息，具体内容如下：

a.     第一对消息完成了SA交换，它是一个协商确认双方IKE安全策略的过程；

b.     第二对消息完成了密钥交换，通过交换Diffie-Hellman公共值和辅助数据（如：随机数），最终双方计算生成一系列共享密钥（例如，认证密钥、加密密钥以及用于生成IPsec密钥参数的密钥材料），并使其中的加密密钥和认证密钥对后续的IKE消息提供安全保障；

c.     第三对消息完成了ID信息和验证数据的交换，并进行双方身份的认证。

·     野蛮模式

图2-3 野蛮模式协商过程

 

如图2-3所示，第一阶段野蛮模式的IKE协商过程中包含三条消息，具体内容如下：

a.     发起方通过第一条消息发送本地IKE信息，包括建立IKE SA所使用的参数、与密钥生成相关的信息和身份验证信息。

b.     接收方通过第二条消息对收到的第一个消息进行确认，查找并返回匹配的参数、密钥生成信息和身份验证信息。

c.     发起方通过第三条消息回应验证结果，并成功建立IKE SA。

与主模式相比，野蛮模式的优点是建立IKE SA的速度较快。但是由于野蛮模式的密钥交换与身份认证一起进行，因此无法提供身份保护。在对身份保护要求不高的场合，使用交换报文较少的野蛮模式可以提高协商的速度；在对身份保护要求较高的场合，则应该使用主模式。

2.1.4  IKE的安全机制

IKE可以在不安全的网络上安全地认证通信双方的身份、分发密钥以及建立IPsec SA，具有以下几种安全机制。

1. 身份认证

IKE的身份认证机制用于确认通信双方的身份。设备支持三种认证方法：预共享密钥认证、RSA数字签名认证和DSA数字签名认证。

·     预共享密钥认证：通信双方通过共享的密钥认证对端身份。

·     数字签名认证：通信双方使用由CA颁发的数字证书向对端证明自己的身份。

2. DH算法

DH算法是一种公共密钥算法，它允许通信双方在不传输密钥的情况下通过交换一些数据，计算出共享的密钥。即使第三方（如黑客）截获了双方用于计算密钥的所有交换数据，由于其复杂度很高，也不足以计算出双方的密钥。

3. PFS特性

PFS（Perfect Forward Secrecy，完善的前向安全性）是一种安全特性，它解决了密钥之间相互无关性的需求。由于IKE第二阶段协商需要从第一阶段协商出的密钥材料中衍生出用于IPsec SA的密钥，若攻击者能够破解IKE SA的一个密钥，则会非常容易得掌握其衍生出的任何IPsec SA的密钥。使用PFS特性后，IKE第二阶段协商过程中会增加一次DH交换，使得IKE SA的密钥和IPsec SA的密钥之间没有派生关系，即使IKE SA的其中一个密钥被破解，也不会影响它协商出的其它密钥的安全性。

2.1.5  协议规范

与IKE相关的协议规范有：

·     RFC2408：Internet Security Association and Key Management Protocol (ISAKMP)

·     RFC2409：The Internet Key Exchange (IKE)

·     RFC2412：The OAKLEY Key Determination Protocol

·     Internet-Draft：draft-ietf-ipsec-isakmp-xauth-06.txt

·     Internet-Draft：draft-dukes-ike-mode-cfg-02.txt

2.2  IKE配置限制和指导

本功能仅在IM-SFMX单板上生效。

2.3  IKE配置任务简介

IKE配置任务如下

(1)     （可选）配置IKE profile可对IKE的配置进行修改，但对已协商成功的IKE SA，新修改的IKE配置并不起作用，即仍然使用原来的IKE配置，只有新协商的IKE SA使用新的IKE配置。若要使修改的IKE配置对已协商成功的IKE SA生效，则需要执行reset ike sa命令。

a.     配置IKE profile创建IKE profile

b.     配置匹配对端身份的规则

c.     配置keychain或者PKI域

d.     配置IKE第一阶段的协商模式

e.     配置IKE profile引用的IKE提议

f.     配置本端身份信息

g.     配置IKE profile的可选功能

(2)     配置IKE提议

(3)     配置IKE keychain

(4)     （可选）配置本端身份信息

(5)     （可选）配置IKE Keepalive功能

(6)     （可选）配置IKE NAT Keepalive功能

(7)     （可选）配置全局IKE DPD功能

(8)     （可选）配置针对无效IPsec SPI的IKE SA恢复功能

(9)     （可选）配置对IKE SA数目的限制

(10)     （可选）配置IKE协商的兼容性

(11)     （可选）配置IKE告警功能

2.4  IKE配置准备

进行IKE配置之前，用户需要确定以下几个因素，以便配置过程的顺利进行。

·     确定IKE交换过程中安全保护的强度，包括认证方法、加密算法、认证算法、DH group。

¡     认证方法分为预共享密钥认证和数字签名认证。预共享密钥认证机制简单、不需要证书，常在小型组网环境中使用；数字签名认证安全性更高，常在“中心—分支”模式的组网环境中使用。例如，在“中心—分支”组网中使用预共享密钥认证进行IKE协商时，中心侧可能需要为每个分支配置一个预共享密钥，当分支很多时，配置会很复杂，而使用数字签名认证时只需配置一个PKI域。

¡     不同认证/加密算法的强度不同，算法强度越高，受保护数据越难被破解，但消耗的计算资源越多。

¡     DH group位数越大安全性越高，但是处理速度会相应减慢。应该根据实际组网环境中对安全性和性能的要求选择合适的DH group。

·     确定通信双方预先约定的预共享密钥或所属的PKI域。关于PKI的配置，请参见“安全配置指导”中的“PKI”。

·     确定通信双方都采用IKE协商模式的IPsec安全策略。IPsec安全策略中若不引用IKE profile，则使用系统视图下配置的IKE profile进行协商，若系统视图下没有任何IKE profile，则使用全局的IKE参数进行协商。关于IPsec安全策略的配置，请参见“安全配置指导”中的“IPsec”。

·     可对IKE的配置进行修改，但对已协商成功的IKE SA，新修改的IKE配置并不起作用，即仍然使用原来的IKE配置，只有新协商的IKE SA使用新的IKE配置。若要使修改的IKE配置对已协商成功的IKE SA生效，则需要执行reset ike sa命令。

2.5  配置IKE profile

2.5.1  创建IKE profile

1. 功能简介

创建一个IKE profile，并进入IKE Profile视图。

2. 配置步骤

(1)     进入系统视图。

system-view

(2)     创建一个IKE profile，并进入IKE Profile视图。

ike profile profile-name

2.5.2  配置匹配对端身份的规则

1. 功能简介

响应方首先需要根据发起方的身份信息查找一个本端的IKE profile，然后使用此IKE profile中的信息验证对端身份，发起方同样需要根据响应方的身份信息查找到一个IKE profile用于验证对端身份。对端身份信息若能满足本地某个IKE profile中指定的匹配规则，则该IKE profile为查找的结果。

2. 配置限制与指导

协商双方都必须配置至少一个match remote规则，当对端的身份与IKE profile中配置的match remote规则匹配时，则使用此IKE profile中的信息与对端完成认证。

3. 配置步骤

(1)     进入系统视图。

system-view

(2)     进入IKE Profile视图。

ike profile profile-name

(3)     配置匹配对端身份的规则。

match remote { certificate policy-name | identity { address { ipv4-address [ mask | mask-length ] | range low-ipv4-address high-ipv4-address | ipv6 { ipv6-address [ prefix-length ] | range low-ipv6-address high-ipv6-address } } [ vpn-instance vpn-instance-name ] | domain fqdn-domain-name | fqdn fqdn-name | user-fqdn user-fqdn-name } }

2.5.3  配置keychain或者PKI域

1. 配置限制与指导

根据IKE提议中配置的认证方法，配置IKE keychain或PKI域。

·     如果认证方法为数字签名（dsa-signature或者rsa-signature），则需要配置PKI域。

·     如果指定的认证方式为预共享密钥（pre-share），则需要配置IKE keychain。

2. 配置步骤

(1)     进入系统视图。

system-view

(2)     进入IKE Profile视图。

ike profile profile-name

(3)     配置keychain或者PKI域。

¡     配置采用预共享密钥认证时所使用的keychain。

keychain keychain-name

¡     配置采用数字签名认证时证书所属的PKI域。

certificate domain domain-name

缺省情况下，未指定keychain和PKI域。

2.5.4  配置IKE第一阶段的协商模式

1. 配置限制与指导

配置本端作为发起方时所使用的协商模式。本端作为响应方时，将自动适配发起方的协商模式。

2. 配置步骤

(1)     进入系统视图。

system-view

(2)     进入IKE Profile视图。

ike profile profile-name

(3)     配置IKE第一阶段的协商模式。

exchange-mode { aggressive | gm-main | main }

缺省情况下，IKE第一阶段发起方的协商模式使用主模式。

2.5.5  配置IKE profile引用的IKE提议

1. 配置限制与指导

本端作为发起方时可以使用的IKE提议（可指定多个），先指定的优先级高。响应方会将发起方的IKE提议与本端所有的IKE提议进行匹配，如果找到匹配项则直接使用，否则继续查找。若未查找到匹配的IKE提议，则协商失败。

2. 配置步骤

(1)     进入系统视图。

system-view

(2)     进入IKE Profile视图。

ike profile profile-name

(3)     配置IKE profile引用的IKE提议。

proposal proposal-number&<1-6>

缺省情况下，IKE profile未引用IKE提议，使用系统视图下已配置的IKE提议进行IKE协商。

2.5.6  配置本端身份信息

1. 配置限制与指导

·     如果本端的认证方式为数字签名，则可以配置任何类型的身份信息。若配置的本端身份为IP地址，但这个IP地址与本地证书中的IP地址不同时，设备将使用FQDN（Fully Qualified Domain Name，完全合格域名）类型的本端身份，该身份的内容为设备的名称（可通过sysname命令配置）。

·     如果本端的认证方式为预共享密钥，则只能配置除DN之外的其它类型的身份信息。

2. 配置步骤

(1)     进入系统视图。

system-view

(2)     进入IKE Profile视图。

ike profile profile-name

(3)     配置本端身份信息。

local-identity { address { ipv4-address | ipv6 ipv6-address } | dn | fqdn [ fqdn-name ] | user-fqdn [ user-fqdn-name ] }

缺省情况下，未配置本端身份信息。此时使用系统视图下通过ike identity命令配置的身份信息作为本端身份信息。若两者都没有配置，则使用IP地址标识本端的身份，该IP地址为IPsec安全策略应用的接口的IP地址。

2.5.7  配置IKE profile的可选功能

(1)     进入系统视图。

system-view

(2)     进入IKE Profile视图。

ike profile profile-name

(3)     配置IKE profile的可选功能。

¡     配置IKE DPD功能。

dpd interval interval [ retry seconds ] { on-demand | periodic }

缺省情况下，IKE profile视图下没有配置DPD功能，采用系统视图下的DPD配置。若两者没有配置，则不进行DPD探测。

如果IKE profile视图下和系统视图下都配置了DPD功能，则IKE profile视图下的DPD配置生效，如果IKE profile视图下没有配置DPD功能，则采用系统视图下的DPD配置。

¡     配置IKE profile的使用范围。

match local address { interface-type interface-number | { ipv4-address | ipv6 ipv6-address } [ vpn-instance vpn-instance-name ] }

缺省情况下，未限制IKE profile的使用范围。

限制IKE profile只能在指定的地址或指定接口的地址下使用。配置了match local address的IKE profile的优先级高于所有未配置match local address的IKE profile。

¡     配置IKE profile的优先级。

priority priority

缺省情况下，IKE profile的优先级为100。

IKE profile的匹配优先级首先取决于其中是否配置了match local address，其次决定于配置的优先级值，最后决定于配置IKE profile的先后顺序。

2.6  配置IKE提议

1. IKE提议及匹配机制简介

IKE定义了一套属性数据来描述IKE第一阶段使用怎样的参数来与对端进行协商。用户可以创建多条不同优先级的IKE提议。协商双方必须至少有一条匹配的IKE提议才能协商成功。

在进行IKE协商时，协商发起方会将自己的IKE提议发送给对端，由对端进行匹配。

·     若发起方使用的IPsec安全策略中没有引用IKE profile，则会将当前系统中所有的IKE提议发送给对端，这些IKE提议的优先级顺序由IKE提议的序号决定，序号越小优先级越高；

·     若发起方的IPsec安全策略中引用了IKE profile，则会将该IKE profile中引用的所有IKE提议发送给对端，这些IKE提议的优先级由引用的先后顺序决定，先引用的优先级高。

协商响应方则以对端发送的IKE提议优先级从高到低的顺序与本端所有的IKE提议进行匹配，直到找到一个匹配的提议来使用。匹配的IKE提议将被用来建立IKE SA。

以上IKE提议的匹配原则是：协商双方具有相同的加密算法、认证方法、认证算法和DH group标识。匹配的IKE提议的IKE SA存活时间则取两端的最小值。

2. 配置步骤

(1)     进入系统视图。

system-view

(2)     创建IKE提议，并进入IKE提议视图。

ike proposal proposal-number

缺省情况下，存在一个缺省的IKE提议。

(3)     配置IKE提议的描述信息。

description

不存在IKE提议的描述信息。

(4)     指定一个供IKE提议使用的加密算法。

encryption-algorithm { 3des-cbc | aes-cbc-128 | aes-cbc-192 | aes-cbc-256 | des-cbc | sm4-cbc }

缺省情况下，IKE提议使用CBC模式的56-bit DES加密算法。

(5)     指定一个供IKE提议使用的认证方法。

authentication-method { dsa-signature | pre-share | rsa-de | rsa-signature | sm2-de }

缺省情况下，IKE提议使用预共享密钥的认证方法。

指定认证方法为SM2数字信封方法后，IKE第一阶段的协商模式只支持国密主模式。

如果供IKE提议使用的认证方法为SM2数字信封方法（配置参数sm2-de），请确保供该IKE提议使用的认证算法为HMAC-SM3算法（配置命令authentication-algorithm sm3）；如果IKE提议使用的认证方法为除SM2数字信封方法外的其他方法，请确保供该IKE提议使用的认证算法不为HMAC-SM3算法。

(6)     指定一个供IKE提议使用的认证算法。

authentication-algorithm { md5 | sha | sha256 | sha384 | sha512 | sm3 }

缺省情况下，IKE提议使用HMAC-SHA1认证算法。

(7)     配置IKE第一阶段密钥协商时所使用的DH密钥交换参数。

dh { group1 | group14 | group2 | group24 | group5 }

缺省情况下，IKE第一阶段密钥协商时所使用的DH密钥交换参数为group1，即768-bit的Diffie-Hellman group。

(8)     （可选）指定一个IKE提议的IKE SA存活时间。

sa duration seconds

缺省情况下，IKE提议的IKE SA存活时间为86400秒。

2.7  配置IKE keychain

1. IKE keychain及参数简介

在IKE需要通过预共享密钥方式进行身份认证时，协商双方需要创建并指定IKE keychain。IKE keychain用于配置协商双方的密钥信息，具体包括以下内容：

·     预共享密钥。IKE协商双方配置的预共享密钥必须相同，否则身份认证会失败。以明文或密文方式设置的预共享密钥，均以密文的方式保存在配置文件中。

·     IKE keychain的使用范围。限制keychain的使用范围，即IKE keychain只能在指定的地址或指定接口对应的地址下使用（这里的地址指的是引用IPsec安全策略的接口的IP地址）。

·     IKE keychain的优先级。配置了match local address的IKE keychain的优先级高于所有未配置match local address的IKE keychain。即IKE keychain的优先级首先决定于是否配置了match local address，其次取决于配置的优先级，最后决定于配置IKE keychain的先后顺序。

2. 配置步骤

(1)     进入系统视图。

system-view

(2)     创建IKE keychain，并进入IKE keychain视图。

ike keychain keychain-name [ vpn-instance vpn-instance-name ]

(3)     配置预共享密钥。

pre-shared-key { address { ipv4-address [ mask | mask-length ] | range low-ipv4-address high-ipv4-address | ipv6 { ipv6-address [ prefix-length ] | range low-ipv6-address high-ipv6-address } } | domain fqdn-domain-name | hostname host-name } key { cipher | simple } string

缺省情况下，未配置预共享密钥。

(4)     （可选）配置IKE keychain的使用范围。

match local address { interface-type interface-number | ipv4-address | ipv6 ipv6-address } [ vpn-instance vpn-instance-name ] }

缺省情况下，未限制IKE keychain的使用范围。

(5)     （可选）配置IKE keychain的优先级。

priority priority

缺省情况下，IKE keychain的优先级为100。

2.8  配置本端身份信息

1. 配置限制与指导

本端身份信息适用于所有IKE SA的协商，而IKE profile下的local-identity仅适用于本IKE profile。如果IKE profile下没有配置本端身份，则默认使用此处配置的全局本端身份。

·     如果本端采用的认证方式为数字签名，则本端配置的任何类型的身份信息都有效；

·     如果本端采用认证方式为预共享密钥，则本端除DN之外的其它类型的身份信息均有效。

2. 配置步骤

(1)     进入系统视图。

system-view

(2)     配置本端身份信息。

ike identity { address { ipv4-address | ipv6 ipv6-address } | dn | fqdn [ fqdn-name ] | user-fqdn [ user-fqdn-name ] }

缺省情况下，使用IP地址标识本端的身份，该IP地址为IPsec安全策略应用的接口地址。

(3)     （可选）配置当使用数字签名认证方式时，本端的身份总从证书的主题字段中获得。

ike signature-identity from-certificate

缺省情况下，本端身份信息由local-identity或ike identity命令指定。

在采用IPsec野蛮协商模式且使用数字签名认证方式的情况下，与仅支持使用DN类型的身份进行数字签名认证的ComwareV5设备互通时需要配置本命令。

2.9  配置IKE Keepalive功能

1. 功能简介

IKE Keepalive功能用于检测对端是否存活。在对端配置了等待IKE Keepalive报文的超时时间后，必须在本端配置发送IKE Keepalive报文的时间间隔。当对端IKE SA在配置的超时时间内未收到IKE Keepalive报文时，则删除该IKE SA以及由其协商的IPsec SA。

2. 配置限制和指导

·     当有检测对方是否存活的需求时，通常建议配置IKE DPD，不建议配置IKE Keepalive。仅当对方不支持IKE DPD功能且支持IKE Keepalive功能时，才考虑配置IKE Keepalive功能。配置IKE Keepalive功能后，会定时检测对方是否存活，因此会额外消耗网络带宽和计算资源。

·     本端配置的IKE Keepalive报文的等待超时时间要大于对端发送的时间间隔。由于网络中一般不会出现超过连续三次的报文丢失，所以，本端的超时时间可以配置为对端配置的发送IKE Keepalive报文的时间间隔的三倍。

3. 配置步骤

(1)     进入系统视图。

system-view

(2)     配置通过IKE SA向对端发送IKE Keepalive报文的时间间隔。

ike keepalive interval interval

缺省情况下，不向对端发送IKE Keepalive报文。

(3)     配置本端等待对端发送IKE Keepalive报文的超时时间。

ike keepalive timeout seconds

缺省情况下，永不超时，一直等待对端发送IKE Keepalive报文。

2.10  配置IKE NAT Keepalive功能

1. 功能简介

在采用IKE协商建立的IPsec隧道中，可能存在NAT设备，由于在NAT设备上的NAT会话有一定存活时间，一旦IPsec隧道建立后如果长时间没有流量，对应的NAT会话表项会被删除，这样将导致IPsec隧道无法继续传输数据。为防止NAT表项老化，NAT内侧的IKE网关设备需要定时向NAT外侧的IKE网关设备发送NAT Keepalive报文，以便维持NAT设备上对应的IPsec流量的会话存活，从而让NAT外侧的设备可以访问NAT内侧的设备。

2. 配置步骤

(1)     进入系统视图。

system-view

(2)     配置向对端发送NAT Keepalive报文的时间间隔。

ike nat-keepalive seconds

缺省情况下，向对端发送NAT Keepalive报文的时间间隔为20秒。

2.11  配置全局IKE DPD功能

1. 功能简介

DPD（Dead Peer Detection，对等体存活检测）用于检测对端是否存活。本端主动向对端发送DPD请求报文，对对端是否存活进行检测。如果本端在DPD报文的重传时间间隔（retry seconds）内未收到对端发送的DPD回应报文，则重传DPD请求报文，若重传四次之后仍然没有收到对端的DPD回应报文，则删除该IKE SA和对应的IPsec SA。

2. 配置限制和指导

·     IKE DPD有两种模式：按需探测模式（on-demand）和定时探测模式（periodic）。一般若无特别要求，建议使用按需探测模式，在此模式下，仅在本端需要发送报文时，才会触发探测；如果需要尽快地检测出对端的状态，则可以使用定时探测模式。在定时探测模式下工作，会消耗更多的带宽和计算资源，因此当设备与大量的IKE对端通信时，应优先考虑使用按需探测模式。

·     如果IKE profile视图下和系统视图下都配置了DPD探测功能，则IKE profile视图下的DPD配置生效，如果IKE profile视图下没有配置DPD探测功能，则采用系统视图下的DPD配置。

·     建议配置的触发IKE DPD探测的时间间隔大于DPD报文的重传时间间隔，使得直到当前DPD探测结束才可以触发下一次DPD探测，DPD在重传过程中不触发新的DPD探测。

·     以定时探测模式为例，若本端的IKE DPD配置如下：ike dpd interval 10 retry 6 periodic，则具体的探测过程为：IKE SA协商成功之后10秒，本端会发送DPD探测报文，并等待接收DPD回应报文。若本端在6秒内没有收到DPD回应报文，则会第二次发送DPD探测报文。在此过程中总共会发送三次DPD探测报文，若第三次DPD探测报文发出后6秒仍没收到DPD回应报文，则会删除发送DPD探测报文的IKE SA及其对应的所有IPsec SA。若在此过程中收到了DPD回应报文，则会等待10秒再次发送DPD探测报文。

3. 配置步骤

(1)     进入系统视图。

system-view

(2)     配置IKE DPD功能。

ike dpd interval interval [ retry seconds ] { on-demand | periodic }

缺省情况下，IKE DPD功能处于关闭状态。

2.12  配置针对无效IPsec SPI的IKE SA恢复功能

1. 功能简介

当IPsec隧道一端的安全网关出现问题（例如安全网关重启）导致其IPsec SA丢失时，会造成IPsec流量黑洞现象：一端（接收端）的IPsec SA已经丢失，而另一端（发送端）还持有对应的IPsec SA且不断地向对端发送报文，当接收端收到发送端使用此IPsec SA封装的IPsec报文时，就会因为找不到对应的SA而持续丢弃报文，形成流量黑洞。该现象造成IPsec通信链路长时间得不到恢复（只有等到发送端旧的IPsec SA生命周期超时，并重建IPsec SA后，两端的IPsec流量才能得以恢复），因此需要采取有效的IPsec SA恢复手段来快速恢复中断的IPsec通信链路。

IPsec SA由SPI唯一标识，接收方根据IPsec报文中的SPI在SA数据库中查找对应的IPsec SA，若接收方找不到处理该报文的IPsec SA，则认为此报文的SPI无效。如果接收端当前存在IKE SA，则会向对端发送删除对应IPsec SA的通知消息，发送端IKE接收到此通知消息后，就会立即删除此无效SPI对应的IPsec SA。之后，当发送端需要继续向接收端发送报文时，就会触发两端重建IPsec SA，使得中断的IPsec通信链路得以恢复；如果接收端当前不存在IKE SA，就不会触发本端向对端发送删除IPsec SA的通知消息，接收端将默认丢弃无效SPI的IPsec报文，使得链路无法恢复。后一种情况下，如果开启了IPsec无效SPI恢复IKE SA功能，就会触发本端与对端协商新的IKE SA并发送删除消息给对端，从而使链路恢复正常。

2. 配置限制和指导

由于开启此功能后，若攻击者伪造大量源IP地址不同但目的IP地址相同的无效SPI报文发给设备，会导致设备因忙于与无效对端协商建立IKE SA而面临受到DoS（Denial of Sevice）攻击的风险。因此，建议通常不要打开ike invalid-spi-recovery enable功能。

3. 配置步骤

(1)     进入系统视图。

system-view

(2)     开启针对无效IPsec SPI的IKE SA恢复功能。

ike invalid-spi-recovery enable

缺省情况下，针对无效IPsec SPI的IKE SA恢复功能处于关闭状态。

2.13  配置对IKE SA数目的限制

1. 功能简介

由于不同设备的能力不同，为充分利用设备的处理能力，可以配置允许同时处于协商状态的IKE SA的最大数，也可以配置允许建立的IKE SA的最大数。

若设置允许同时协商更多的IKE SA，则可以充分利用设备处理能力，以便在设备有较强处理能力的情况下得到更高的新建性能；若设置允许同时协商较少的IKE SA，则可以避免产生大量不能完成协商的IKE SA，以便在设备处理能力较弱时保证一定的新建性能。

若设置允许建立更多的IKE SA，则可以使得设备在有充足内存的情况下得到更高的并发性能；若设置允许建立较少的IKE SA，则可以在设备没有充足内存的情况下，使得IKE不过多占用系统内存。

2. 配置步骤

(1)     进入系统视图。

system-view

(2)     配置对本端IKE SA数目的限制。

ike limit { max-negotiating-sa negotiation-limit | max-sa sa-limit }

缺省情况下，同时处于协商状态的IKE SA和IPsec SA的最大总和数为200，不限制非协商状态的IKE SA数目。

2.14  配置IKE协商的兼容性

1. 功能简介

由于历史原因，IKE协商使用sm4-cbc算法和国密主模式存在兼容性问题。通过配置本功能，设备可以兼容老版本设备，保证新老版本设备IKE协商成功。

2. 配置步骤

(1)     进入系统视图。

system-view

(2)     配置IKE协商使用sm4-cbc算法的兼容性。

ike compatible-sm4 enable

缺省情况下，IKE协商过程中使用的sm4-cbc算法的密钥长度不兼容老版本。

(3)     配置IKE协商国密主模式的兼容性。

ike compatible-gm-main enable

缺省情况下，IKE协商国密主模式与现有版本设备及第三方设备兼容。

2.15  配置IKE协商的兼容性

1. 功能简介

由于历史原因，IKE协商使用sm4-cbc算法和国密主模式存在兼容性问题。通过配置本功能，设备可以兼容老版本设备，保证新老版本设备IKE协商成功。

2. 配置步骤

(1)     进入系统视图。

system-view

(2)     配置IKE协商使用sm4-cbc算法的兼容性。

ike compatible-sm4 enable

缺省情况下，IKE协商过程中使用的sm4-cbc算法的密钥长度不兼容老版本。

(3)     配置IKE协商国密主模式的兼容性。

ike compatible-gm-main enable

缺省情况下，IKE协商国密主模式与现有版本设备及第三方设备兼容。

2.16  配置IKE告警功能

1. 功能简介

开启IKE的告警功能后，IKE会生成告警信息，用于向网管软件报告该模块的重要事件。生成的告警信息将被发送到设备的SNMP模块，通过设置SNMP中告警信息的发送参数，来决定告警信息输出的相关属性。有关告警信息的详细介绍，请参见“网络管理和监控配置指导”中的“SNMP”。

如果希望生成并输出某种类型的IKE告警信息，则需要保证IKE的全局告警功能以及相应类型的告警功能均处于开启状态。

2. 配置步骤

(1)     进入系统视图。

system-view

(2)     开启IKE的全局告警功能。

snmp-agent trap enable ike global

缺省情况下，IKE的告警Trap功能处于开启状态。

(3)     开启IKE的指定告警功能。

snmp-agent trap enable ike [ attr-not-support | auth-failure | cert-type-unsupport | cert-unavailable | decrypt-failure | encrypt-failure | invalid-cert-auth | invalid-cookie | invalid-id | invalid-proposal | invalid-protocol | invalid-sign | no-sa-failure | proposal-add | proposal–delete | tunnel-start | tunnel-stop | unsupport-exch-type ] *

缺省情况下，IKE的所有告警功能均处于关闭状态。

2.17  IKE显示和维护

在完成上述配置后，在任意视图下执行display命令可以显示配置后IKE的运行情况，通过查看显示信息验证配置的效果。

在用户视图下执行reset命令可以删除IKE SA。

表2-1 IKE显示和维护

操作	命令
显示所有IKE提议的配置信息	display ike proposal
显示当前IKE SA的信息	display ike sa [ verbose [ connection-id connection-id | remote-address [ ipv6 ] remote-address [ vpn-instance vpn-instance-name ] ] ]
显示IKE的统计信息	display ike statistics
清除IKE SA	reset ike sa [ connection-id connection-id ]
清除IKE的MIB统计信息	reset ike statistics

 

2.18  IKE典型配置举例

2.18.1  IKE主模式及预共享密钥认证典型配置举例

1. 组网需求

在Device A和Device B之间建立一个IPsec隧道，对Host A所在的子网（10.1.1.0/24）与Host B所在的子网（10.1.2.0/24）之间的数据流进行安全保护。

·     Device A和Device B之间采用IKE协商方式建立IPsec SA。

·     使用缺省的IKE提议。

·     使用缺省的预共享密钥认证方法。

·     处理接口流量的主用slot为IM-SFMX单板所在的槽位。

2. 组网图

图2-4 IKE主模式及预共享密钥认证典型组网图

‌

3. 配置步骤

(1)     配置Device A

# 配置各接口的IP地址，具体略。

# 创建指定隧道模式为IPsec over IPv4隧道，指定处理接口流量的主用slot为IM-SFMX单板所在的槽位。

<DeviceA> system-view

[DeviceA] interface tunnel 1 mode ipsec

[DeviceA-Tunnel1] service slot 5

[DeviceA-Tunnel1] source GigabitEthernet 3/1/1

[DeviceA-Tunnel1] destination 2.2.2.2

[DeviceA-Tunnel1] ip address 10.1.3.1 24

# 在隧道接口上应用IPsec安全框架1。

[DeviceA-Tunnel1] tunnel protection ipsec profile 1

[DeviceA-Tunnel1] quit

# 创建IPsec安全提议tran1。

[DeviceA] ipsec transform-set tran1

# 配置安全协议对IP报文的封装形式为隧道模式。

[DeviceA-ipsec-transform-set-tran1] encapsulation-mode tunnel

# 配置采用的安全协议为ESP。

[DeviceA-ipsec-transform-set-tran1] protocol esp

# 配置ESP协议采用的加密算法为128比特的AES，认证算法为HMAC-SHA1。

[DeviceA-ipsec-transform-set-tran1] esp encryption-algorithm aes-cbc-128

[DeviceA-ipsec-transform-set-tran1] esp authentication-algorithm sha1

[DeviceA-ipsec-transform-set-tran1] quit

# 创建IKE keychain，名称为keychain1。

[DeviceA] ike keychain keychain1

# 配置与IP地址为2.2.2.2的对端使用的预共享密钥为明文123456TESTplat&!。

[DeviceA-ike-keychain-keychain1] pre-shared-key address 2.2.2.2 255.255.0.0 key simple 123456TESTplat&!

[DeviceA-ike-keychain-keychain1] quit

# 创建IKE profile，名称为profile1。

[DeviceA] ike profile profile1

# 指定引用的IKE keychain为keychain1。

[DeviceA-ike-profile-profile1] keychain keychain1

# 配置本端的身份信息为IP地址1.1.1.1。

[DeviceA-ike-profile-profile1] local-identity address 1.1.1.1

# 配置匹配对端身份的规则为IP地址2.2.2.2/16。

[DeviceA-ike-profile-profile1] match remote identity address 2.2.2.2 255.255.0.0

[DeviceA-ike-profile-profile1] quit

# 创建Tunnel1上应用的IPsec 安全框架1，指定通过IKE协商建立安全联盟。

[DeviceA] ipsec profile 1 isakmp

# 配置引用名称为tran1的IPsec安全提议。

[DeviceA-ipsec-profile-isakmp-1] transform-set tran1

# 指定引用的IKE profile为profile1。

[DeviceA-ipsec-profile-isakmp-1] ike-profile profile1

[DeviceA-ipsec-profile-isakmp-1] quit

# 配置Device A到Device B 的静态路由。

[DeviceA] ip route-static 10.1.2.0 24 Tunnel 1

 

(2)     配置Device B

# 配置各接口的IP地址，具体略。

# 创建指定隧道模式为IPsec over IPv4隧道，指定处理接口流量的主用slot为IM-SFMX单板所在的槽位。

<DeviceB> system-view

[DeviceB] interface tunnel 1 mode ipsec

[DeviceB-Tunnel1] service slot 5

[DeviceB-Tunnel1] source GigabitEthernet 3/1/1

[DeviceB-Tunnel1] destination 1.1.1.1

[DeviceB-Tunnel1] ip address 10.1.4.1 24

# 在隧道接口上应用IPsec安全框架1。

[DeviceB-Tunnel1] tunnel protection ipsec profile 1

[DeviceB-Tunnel1] quit

# 创建IPsec安全提议tran1。

[DeviceB] ipsec transform-set tran1

# 配置安全协议对IP报文的封装形式为隧道模式。

[DeviceB-ipsec-transform-set-tran1] encapsulation-mode tunnel

# 配置采用的安全协议为ESP。

[DeviceB-ipsec-transform-set-tran1] protocol esp

# 配置ESP协议采用的加密算法为128比特的AES，认证算法为HMAC-SHA1。

[DeviceB-ipsec-transform-set-tran1] esp encryption-algorithm aes-cbc-128

[DeviceB-ipsec-transform-set-tran1] esp authentication-algorithm sha1

[DeviceB-ipsec-transform-set-tran1] quit

# 创建IKE keychain，名称为keychain1。

[DeviceB]ike keychain keychain1

# 配置与IP地址为1.1.1.1的对端使用的预共享密钥为明文123456TESTplat&!。

[DeviceB-ike-keychain-keychain1] pre-shared-key address 1.1.1.1 255.255.0.0 key simple 123456TESTplat&!

[DeviceB-ike-keychain-keychain1] quit

# 创建IKE profile，名称为profile1。

[DeviceB] ike profile profile1

# 指定引用的IKE keychain为keychain1。

[DeviceB-ike-profile-profile1] keychain keychain1

# 配置本端的身份信息为IP地址2.2.2.2。

[DeviceB-ike-profile-profile1] local-identity address 2.2.2.2

# 配置匹配对端身份的规则为IP地址1.1.1.1/16。

[DeviceB-ike-profile-profile1] match remote identity address 1.1.1.1 255.255.0.0

[DeviceB-ike-profile-profile1] quit

# 创建Tunnel1上应用的IPsec 安全框架1，指定通过IKE协商建立安全联盟。

[DeviceB] ipsec profile 1 isakmp

# 配置引用名称为tran1的IPsec安全提议。

[DeviceB-ipsec-profile-isakmp-1] transform-set tran1

# 指定引用的IKE profile为profile1。

[DeviceB-ipsec-profile-isakmp-1] ike-profile profile1

[DeviceB-ipsec-profile-isakmp-1] quit

# 配置Device B到Device A的静态路由。

[DeviceB] ip route-static 10.1.1.0 24 Tunnel 1

 

4. 验证配置

以上配置完成后，Device A和Device 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协商。

# 可通过如下显示信息查看到Device A和Device B上的IKE提议。因为没有配置任何IKE提议，则只显示缺省的IKE提议。

[DeviceA] display ike proposal

 Priority Authentication Authentication Encryption  Diffie-Hellman Duration

              method       algorithm    algorithm       group      (seconds)

----------------------------------------------------------------------------

default  PRE-SHARED-KEY     SHA1         DES-CBC        Group 1      86400

 

[DeviceB] display ike proposal

 Priority Authentication Authentication Encryption  Diffie-Hellman Duration

              method       algorithm    algorithm       group      (seconds)

----------------------------------------------------------------------------

default  PRE-SHARED-KEY     SHA1         DES-CBC        Group 1      86400

# 可通过如下显示信息查看到Device A上IKE第一阶段协商成功后生成的IKE SA。

[DeviceA] display ike sa

    Connection-ID   Remote                Flag         DOI

------------------------------------------------------------------

    1               2.2.2.2/500           RD           IPsec

Flags:

RD--READY RL--REPLACED FD-FADING RK-REKEY

# 可通过如下显示信息查看到IKE第二阶段协商生成的IPsec SA。

[DeviceA] display ipsec sa

-------------------------------

Interface: Tunnel1

-------------------------------

 

  -----------------------------

  IPsec profile: 1

  Mode: ISAKMP

  -----------------------------

    Tunnel id: 0

    Encapsulation mode: tunnel

    Perfect Forward Secrecy:

    Path MTU: 1456

    Transmitting entity: Initiator

    Tunnel:

        local  address: 1.1.1.1

        remote address: 2.2.2.2

    Flow:

        sour addr: 0.0.0.0/0.0.0.0  port: 0  protocol: ip

        dest addr: 0.0.0.0/0.0.0.0  port: 0  protocol: ip

 

    [Inbound ESP SAs]

      SPI: 3264152513 (0xc28f03c1)

      Connection ID: 90194313219

      Transform set: ESP-ENCRYPT-AES-CBC-128 ESP-AUTH-SHA1

      SA duration (kilobytes/sec): 1843200/3600

      SA remaining duration (kilobytes/sec): 1843200/3484

      Max received sequence-number:

      Anti-replay check enable: Y

      Anti-replay window size:

      UDP encapsulation used for NAT traversal: N

      Status: Active

 

    [Outbound ESP SAs]

      SPI: 738451674 (0x2c03e0da)

      Connection ID: 64424509441

      Transform set: ESP-ENCRYPT-AES-CBC-128 ESP-AUTH-SHA1

      SA duration (kilobytes/sec): 1843200/3600

      SA remaining duration (kilobytes/sec): 1843200/3484

      Max sent sequence-number:

      Anti-replay check enable: Y

      Anti-replay window size:

      UDP encapsulation used for NAT traversal: N

      Status: Active

Device B上也会产生相应的IKE SA和IPsec SA，查看方式与Device A同，此处略。

2.18.2  IKE野蛮模式及RSA数字签名认证典型配置举例

1. 组网需求

在Device A和Device B之间建立一个IPsec隧道，对Host A所在的子网（10.1.1.0/24）与Host B所在的子网（10.1.2.0/24）之间的数据流进行安全保护。

·     Device A和Device B之间采用IKE协商方式建立IPsec SA。

·     Device A和DeviceB均使用RSA数字签名的认证方法。

·     IKE第一阶段的协商模式为野蛮模式。

·     Device A侧子网的IP地址为动态分配，并作为发起方。

·     处理接口流量的主用slot为IM-SFMX单板所在的槽位。

2. 组网图

图2-5 IKE野蛮模式及RSA数字签名认证典型组网图

‌

3. 配置步骤

(1)     配置Device A

# 配置各接口的IP地址，具体略。

# 创建指定隧道模式为IPsec over IPv4隧道，指定处理接口流量的主用slot为IM-SFMX单板所在的槽位。

<DeviceA> system-view

[DeviceA] interface tunnel 1 mode ipsec

[DeviceA-Tunnel1] service slot 5

[DeviceA-Tunnel1] source GigabitEthernet 3/1/1

[DeviceA-Tunnel1] destination 2.2.2.2

[DeviceA-Tunnel1] ip address 10.1.3.1 24

# 在隧道接口上应用IPsec安全框架1。

[DeviceA-Tunnel1] tunnel protection ipsec profile 1

[DeviceA-Tunnel1] quit

# 创建IPsec安全提议tran1。

[DeviceA] ipsec transform-set tran1

# 配置安全协议对IP报文的封装形式为隧道模式。

[DeviceA-ipsec-transform-set-tran1] encapsulation-mode tunnel

# 配置采用的安全协议为ESP。

[DeviceA-ipsec-transform-set-tran1] protocol esp

# 配置ESP协议采用的加密算法为DES，认证算法为HMAC-SHA1。

[DeviceA-ipsec-transform-set-tran1] esp encryption-algorithm des-cbc

[DeviceA-ipsec-transform-set-tran1] esp authentication-algorithm sha1

[DeviceA-ipsec-transform-set-tran1] quit

# 创建PKI实体entity1。

[DeviceA] pki entity entity1

# 配置PKI实体的通用名。

[DeviceA-pki-entity-entity1] common-name routera

[DeviceA-pki-entity-entity1] quit

# 创建PKI域domain1。

[DeviceA] pki domain domain1

# 配置证书申请模式为自动模式，并设置吊销证书时使用的口令。

[DeviceA-pki-domain-domain1] certificate request mode auto password simple 123

# 配置验证CA根证书时所使用的指纹。

[DeviceA-pki-domain-domain1] root-certificate fingerprint md5 50c7a2d282ea710a449eede6c56b102e

# 配置CA服务器名称。

[DeviceA-pki-domain-domain1] ca identifier 8088

# 配置实体通过SCEP进行证书申请的注册受理机构服务器的URL（此处的URL仅为示例，请以组网环境中的实际情况为准）。

[DeviceA-pki-domain-domain1] certificate request url http://192.168.222.1:446/eadbf9af4f2c4641e685f7a6021e7b298373feb7

# 配置证书申请的注册受理机构。

[DeviceA-pki-domain-domain1] certificate request from ca

# 配置指定用于申请证书的PKI实体名称。

[DeviceA-pki-domain-domain1] certificate request entity entity1

# 配置指定证书申请使用的RSA密钥对。

[DeviceA-pki-domain-domain1] public-key rsa general name rsa1

[DeviceA-pki-domain-domain1] quit

# 创建IKE profile，名称为profile1。

[DeviceA] ike profile profile1

# 指定引用的PKI域为domain1。

[DeviceA-ike-profile-profile1] certificate domain domain1

# 配置第一阶段的协商模式为野蛮模式。

[DeviceA-ike-profile-profile1] exchange-mode aggressive

# 配置FQDN名www.routera.com作为本端的身份标识。

[DeviceA-ike-profile-profile1] local-identity fqdn www.routera.com

# 配置匹配对端身份的规则为FQDN名www.routerb.com。

[DeviceA-ike-profile-profile1] match remote identity fqdn www.routerb.com

[DeviceA-ike-profile-profile1] quit

# 创建IKE提议10。

[DeviceA] ike proposal 10

# 指定IKE提议使用的认证算法为HMAC-MD5。

[DeviceA-ike-proposal-10] authentication-algorithm md5

# 指定使用RSA数字签名认证方法。

[DeviceA-ike-proposal-10] authentication-method rsa-signature

[DeviceA-ike-proposal-10] quit

 

# 创建Tunnel1上应用的IPsec 安全框架1，指定通过IKE协商建立安全联盟。

[DeviceA] ipsec profile 1 isakmp

# 配置引用名称为tran1的IPsec安全提议。

[DeviceA-ipsec-profile-isakmp-1] transform-set tran1

# 指定引用的IKE profile为profile1。

[DeviceA-ipsec-profile-isakmp-1] ike-profile profile1

[DeviceA-ipsec-profile-isakmp-1] quit

# 配置Device A到Device B 的静态路由。

[DeviceA] ip route-static 10.1.2.0 24 Tunnel 1

(2)     配置Device B

# 配置各接口的IP地址，具体略。

# 创建指定隧道模式为IPsec over IPv4隧道，指定处理接口流量的主用slot为IM-SFMX单板所在的槽位。

<DeviceB> system-view

[DeviceB] interface tunnel 1 mode ipsec

[DeviceB-Tunnel1] service slot 5

[DeviceB-Tunnel1] source GigabitEthernet 3/1/1

[DeviceB-Tunnel1] destination 1.1.1.1

[DeviceB-Tunnel1] ip address 10.1.4.1 24

# 在隧道接口上应用IPsec安全框架1。

[DeviceB-Tunnel1] tunnel protection ipsec profile 1

[DeviceB-Tunnel1] quit

# 创建IPsec安全提议tran1。

[DeviceB] ipsec transform-set tran1

# 配置安全协议对IP报文的封装形式为隧道模式。

[DeviceB-ipsec-transform-set-tran1] encapsulation-mode tunnel

# 配置采用的安全协议为ESP。

[DeviceB-ipsec-transform-set-tran1] protocol esp

# 配置ESP协议采用的加密算法为DES，认证算法为HMAC-SHA1。

[DeviceB-ipsec-transform-set-tran1] esp encryption-algorithm des-cbc

[DeviceB-ipsec-transform-set-tran1] esp authentication-algorithm sha1

[DeviceB-ipsec-transform-set-tran1] quit

# 创建PKI实体entity2。

[DeviceB] pki entity entity2

# 配置PKI实体的通用名。

[DeviceB-pki-entity-entity2] common-name routerb

[DeviceB-pki-entity-entity2] quit

# 创建PKI域domain2。

[DeviceB] pki domain domain2

# 配置证书申请模式为自动模式，并设置吊销证书时使用的口令。

[DeviceB-pki-domain-domain2] certificate request mode auto password simple 123

# 配置验证CA根证书时所使用的指纹。

[DeviceB-pki-domain-domain2] root-certificate fingerprint md5 50c7a2d282ea710a449eede6c56b102e

# 配置CA服务器名称。

[DeviceB-pki-domain-domain2] ca identifier 8088

# 配置实体通过SCEP进行证书申请的注册受理机构服务器的URL（此处的URL仅为示例，请以组网环境中的实际情况为准）。

[DeviceB-pki-domain-domain2] certificate request url http://192.168.222.1:446/eadbf9af4f2c4641e685f7a6021e7b298373feb7

# 配置证书申请的注册受理机构。

[DeviceB-pki-domain-domain2] certificate request from ca

# 配置指定用于申请证书的PKI实体名称。

[DeviceB-pki-domain-domain2] certificate request entity entity2

# 配置指定证书申请使用的RSA密钥对。

[DeviceB-pki-domain-domain2] public-key rsa general name rsa1

[DeviceB-pki-domain-domain2] quit

# 创建IKE profile，名称为profile2。

[DeviceB] ike profile profile2

# 指定引用的PKI域为domain2。

[DeviceB-ike-profile-profile2] certificate domain domain2

# 配置第一阶段的协商模式为野蛮模式。

[DeviceB-ike-profile-profile2] exchange-mode aggressive

# 配置FQDN名www.routerb.com作为本端的身份标识。

[DeviceB-ike-profile-profile2] local-identity fqdn www.routerb.com

# 配置匹配对端身份的规则为FQDN名www.routera.com。

[DeviceB-ike-profile-profile2] match remote identity fqdn www.routera.com

[DeviceB-ike-profile-profile2] quit

# 创建IKE提议10。

[DeviceB] ike proposal 10

# 指定IKE提议使用的认证算法为HMAC-MD5。

[DeviceB-ike-proposal-10] authentication-algorithm md5

# 指定使用RSA数字签名认证方法。

[DeviceB-ike-proposal-10] authentication-method rsa-signature

[DeviceB-ike-proposal-10] quit

# 创建Tunnel1上应用的IPsec 安全框架1，指定通过IKE协商建立安全联盟。

[DeviceB] ipsec profile 1 isakmp

# 配置引用名称为tran1的IPsec安全提议。

[DeviceB-ipsec-profile-isakmp-1] transform-set tran1

# 指定引用的IKE profile为profile1。

[DeviceB-ipsec-profile-isakmp-1] ike-profile profile1

[DeviceB-ipsec-profile-isakmp-1] quit

# 配置Device B到Device A的静态路由。

[DeviceB] ip route-static 10.1.1.0 24 Tunnel 1

 

4. 验证配置

以上配置完成后，Device A和Device 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协商。

# 可通过如下显示信息查看到Device A和Device B上的IKE提议。

[DeviceA] display ike proposal

 Priority Authentication Authentication Encryption  Diffie-Hellman Duration

              method       algorithm    algorithm       group      (seconds)

----------------------------------------------------------------------------

 10       RSA-SIG            MD5        DES-CBC     Group 1        86400

 default  PRE-SHARED-KEY     SHA1       DES-CBC     Group 1        86400

 

[DeviceB] display ike proposal

 Priority Authentication Authentication Encryption  Diffie-Hellman Duration

              method       algorithm    algorithm       group      (seconds)

----------------------------------------------------------------------------

 10       RSA-SIG            MD5        DES-CBC     Group 1        86400

 default  PRE-SHARED-KEY     SHA1       DES-CBC     Group 1        86400

# 可通过如下显示信息查看到Device A上IKE第一阶段协商成功后生成的IKE SA。

[DeviceA] display ike sa

    Connection-ID   Remote                Flag         DOI

------------------------------------------------------------------

    1               2.2.2.2/500           RD           IPsec

Flags:

RD--READY RL--REPLACED FD-FADING RK-REKEY

# 可通过如下显示信息查看到Device A上自动触发获取到的CA证书。

[DeviceA] display pki certificate domain domain1 ca

Certificate:

    Data:

        Version: 1 (0x0)

        Serial Number:

            b9:14:fb:25:c9:08:2c:9d:f6:94:20:30:37:4e:00:00

        Signature Algorithm: sha1WithRSAEncryption

        Issuer: C=cn, O=rnd, OU=sec, CN=8088

        Validity

            Not Before: Sep  6 01:53:58 2012 GMT

            Not After : Sep  8 01:50:58 2015 GMT

        Subject: C=cn, O=rnd, OU=sec, CN=8088

        Subject Public Key Info:

            Public Key Algorithm: rsaEncryption

                Public-Key: (1024 bit)

                Modulus:

                    00:de:81:f4:42:c6:9f:c2:37:7b:21:84:57:d6:42:

                    00:69:1c:4c:34:a4:5e:bb:30:97:45:2b:5e:52:43:

                    c0:49:1f:e1:d8:0f:5c:48:c2:39:69:d1:84:e4:14:

                    70:3d:98:41:28:1c:20:a1:9a:3f:91:67:78:77:27:

                    d9:08:5f:7a:c4:36:45:8b:f9:7b:e7:7d:6a:98:bb:

                    4e:a1:cb:2c:3d:92:66:bd:fb:80:35:16:c6:35:f0:

                    ff:0b:b9:3c:f3:09:94:b7:d3:6f:50:8d:83:f1:66:

                    2f:91:0b:77:a5:98:22:b4:77:ac:84:1d:03:8e:33:

                    1b:31:03:78:4f:77:a0:db:af

                Exponent: 65537 (0x10001)

    Signature Algorithm: sha1WithRSAEncryption

        9a:6d:8c:46:d3:18:8a:00:ce:12:ee:2b:b0:aa:39:5d:3f:90:

        08:49:b9:a9:8f:0d:6e:7b:e1:00:fb:41:f5:d4:0c:e4:56:d8:

        7a:a7:61:1d:2b:b6:72:e3:09:0b:13:9d:fa:c8:fc:c4:65:a7:

        f9:45:21:05:75:2c:bf:36:7b:48:b4:4a:b9:fe:87:b9:d8:cf:

        55:16:87:ec:07:1d:55:5a:89:74:73:68:5e:f9:1d:30:55:d9:

        8a:8f:c5:d4:20:7e:41:a9:37:57:ed:8e:83:a7:80:2f:b8:31:

        57:3a:f2:1a:28:32:ea:ea:c5:9a:55:61:6a:bc:e5:6b:59:0d:

        82:16

# 可通过如下显示信息查看到Device A上自动触发申请到的本地证书。

[DeviceA] display pki certificate domain domain1 local

Certificate:

    Data:

        Version: 3 (0x2)

        Serial Number:

            a1:f4:d4:fd:cc:54:c3:07:c4:9e:15:2d:5f:64:57:77

        Signature Algorithm: sha1WithRSAEncryption

        Issuer: C=cn, O=rnd, OU=sec, CN=8088

        Validity

            Not Before: Sep 26 02:06:43 2012 GMT

            Not After : Sep 26 02:06:43 2013 GMT

        Subject: CN=devicea

        Subject Public Key Info:

            Public Key Algorithm: rsaEncryption

                Public-Key: (1024 bit)

                Modulus:

                    00:b0:a1:cd:24:6e:1a:1d:51:79:f0:2a:3e:9f:e9:

                    84:07:16:78:49:1b:7d:0b:22:f0:0a:ed:75:91:a4:

                    17:fd:c7:ef:d0:66:5c:aa:e3:2a:d9:71:12:e4:c6:

                    25:77:f0:1d:97:bb:92:a8:bd:66:f8:f8:e8:d5:0d:

                    d2:c8:01:dd:ea:e6:e0:80:ad:db:9d:c8:d9:5f:03:

                    2d:22:07:e3:ed:cc:88:1e:3f:0c:5e:b3:d8:0e:2d:

                    ea:d6:c6:47:23:6a:11:ef:3c:0f:6b:61:f0:ca:a1:

                    79:a0:b1:02:1a:ae:8c:c9:44:e0:cf:d1:30:de:4c:

                    f0:e5:62:e7:d0:81:5d:de:d3

                Exponent: 65537 (0x10001)

        X509v3 extensions:

            X509v3 CRL Distribution Points:

 

                Full Name:

                  URI:http://xx.rsa.com:447/8088.crl

 

    Signature Algorithm: sha1WithRSAEncryption

        73:ac:66:f9:b8:b5:39:e1:6a:17:e4:d0:72:3e:26:9e:12:61:

        9e:c9:7a:86:6f:27:b0:b9:a3:5d:02:d9:5a:cb:79:0a:12:2e:

        cb:e7:24:57:e6:d9:77:12:6b:7a:cf:ee:d6:17:c5:5f:d2:98:

        30:e0:ef:00:39:4a:da:ff:1c:29:bb:2a:5b:60:e9:33:8f:78:

        f9:15:dc:a5:a3:09:66:32:ce:36:cd:f0:fe:2f:67:e5:72:e5:

        21:62:85:c4:07:92:c8:f1:d3:13:9c:2e:42:c1:5f:0e:8f:ff:

        65:fb:de:7c:ed:53:ab:14:7a:cf:69:f2:42:a4:44:7c:6e:90:

        7e:cd

# 可通过如下显示信息查看到Device A上IKE第二阶段协商生成的IPsec SA。

[DeviceA] display ipsec sa

-------------------------------

Interface: Tunnel1

-------------------------------

 

  -----------------------------

  IPsec profile: 1

  Mode: ISAKMP

  -----------------------------

    Tunnel id: 0

    Encapsulation mode: tunnel

    Perfect Forward Secrecy:

    Path MTU: 1456

    Transmitting entity: Initiator

    Tunnel:

        local  address: 1.1.1.1

        remote address: 2.2.2.2

    Flow:

        sour addr: 0.0.0.0/0.0.0.0  port: 0  protocol: ip

        dest addr: 0.0.0.0/0.0.0.0  port: 0  protocol: ip

    [Inbound ESP SAs]

      SPI: 3264152513 (0xc28f03c1)

      Connection ID: 90194313219

      Transform set: ESP-ENCRYPT-DES-CBC ESP-AUTH-SHA1

      SA duration (kilobytes/sec): 1843200/3600

      SA remaining duration (kilobytes/sec): 1843200/3484

      Max received sequence-number:

      Anti-replay check enable: Y

      Anti-replay window size:

      UDP encapsulation used for NAT traversal: N

      Status: Active

 

    [Outbound ESP SAs]

      SPI: 738451674 (0x2c03e0da)

      Connection ID: 64424509441

      Transform set: ESP-ENCRYPT-DES-CBC ESP-AUTH-SHA1

      SA duration (kilobytes/sec): 1843200/3600

      SA remaining duration (kilobytes/sec): 1843200/3484

      Max sent sequence-number:

      Anti-replay check enable: Y

      Anti-replay window size:

      UDP encapsulation used for NAT traversal: N

      Status: Active

Device B上也会产生相应的IKE SA和IPsec SA，并自动获取CA证书，自动申请本地证书，查看方式与Device A同，此处略。

2.19  常见错误配置举例

2.19.1  提议不匹配导致IKE SA协商失败

1. 故障现象

(1)     通过如下命令查看当前的IKE SA信息，发现IKE SA的状态（Flags字段）为Unknown。

<Sysname> display ike sa

    Connection-ID   Remote                Flag         DOI

------------------------------------------------------------------

    1               192.168.222.5/500     Unknown      IPsec

Flags:

RD--READY RL--REPLACED FD-FADING RK-REKEY

(2)     打开IKE事件和报文调试信息开关后分别可以看到如下调试信息。

IKE事件调试信息：

The attributes are unacceptable.

IKE报文调试信息：

Construct notification packet: NO_PROPOSAL_CHOSEN.

2. 故障分析

IKE提议配置错误。

3. 处理过程

(1)     排查IKE提议相关配置。具体包括：检查两端的IKE提议是否匹配，即IKE提议中的认证方法、认证算法、加密算法是否匹配。

(2)     修改IKE提议的配置，使本端IKE提议的配置和对端匹配。

2.19.2  未正确引用IKE提议或IKE keychain导致IKE SA协商失败

1. 故障现象

(1)     通过如下命令查看当前的IKE SA信息，发现IKE SA的状态（Flags字段）为Unknown。

<Sysname> display ike sa

    Connection-ID   Remote                Flag         DOI

------------------------------------------------------------------

    1               192.168.222.5/500     Unknown      IPsec

Flags:

RD--READY RL--REPLACED FD-FADING RK-REKEY

(2)     打开IKE事件和报文调试信息开关后分别可以看到如下调试信息。

IKE事件调试信息：

Notification PAYLOAD_MALFORMED is received.

IKE报文调试信息：

Construct notification packet: PAYLOAD_MALFORMED.

2. 故障分析

故障原因可能为以下两点：

(1)     匹配到的IKE profile中没有引用协商过程中匹配到的IKE提议。

通过调试信息看到：

Failed to find proposal 1 in profile profile1.

(2)     匹配到的IKE profile中没有引用协商过程中匹配到的IKE keychain。

通过调试信息看到：

Failed to find keychain keychain1 in profile profile1.

3. 处理过程

(1)     检查匹配到的IKE提议是否在IKE profile下引用。以故障分析中的调试信息为例，IKE profile profile1中需要引用IKE proposal 1。

(2)     检查匹配到的IKE keychain是否在IKE profile下引用。以故障分析中的调试信息为例，IKE profile profile1中需要引用IKE keychain keychain1。

2.19.3  提议不匹配导致IPsec SA协商失败

1. 故障现象

(1)     通过display ike sa命令查看当前的IKE SA信息，发现IKE SA协商成功，其状态（Flags字段）为RD。但通过display ipsec sa命令查看当前的IPsec SA时，发现没有协商出相应的IPsec SA。

(2)     打开IKE调试信息开关可以看到以下调试信息：

The attributes are unacceptable.

或者：

Construct notification packet: NO_PROPOSAL_CHOSEN.

2. 故障分析

IPsec安全策略参数配置错误。

3. 处理过程

(1)     排查IPsec相关配置。具体包括：检查双方接口上应用的IPsec安全策略的参数是否匹配，即引用的IPsec安全提议的协议、加密算法和认证算法是否匹配。

修改IPsec安全策略配置，使本端IPsec安全策略的配置和对端匹配。