Linux搭建IPSec/IKEv2 VPN服务器及客户端连接教程

ref:

https://blog.csdn.net/lai444132348/article/details/75578548

https://mpco.gitlab.io/2015/09/02/Centos%E6%90%AD%E5%BB%BAIPSEC%20IKEV2%20VPN%E6%9C%8D%E5%8A%A1%E5%99%A8/

https://hjc.im/shi-yong-strongswanda-jian-ipsecikev2-vpn/

一、确定虚拟云服务虚拟技术类型

1、通过系统目录判断执行命令：ls -al /proc 一般Openvz的话，则会有vz目录，Xen的话则会有xen目录。
2、通过网卡信息判断执行命令：ifconfig 一般Openvz的话，则会有venet0或venet0:x网卡标识，Xen的话一般则是eth0。
3、通过VPS控制面板判断流行的VPS面板包括SolusVM、vePortal等，会显示具体的虚拟技术。
4、通过virt-what命令判断 CentOS或RedHat系统的话，执行命令：yum install -y virt-what ubuntu（debian系）：sudo apt-get install virt-what
virt-what是一个判断当前环境所使用的虚拟技术的脚本，常见的虚拟技术基本上都能正常识别出来。
安装好virt-what后，执行命令：sudo virt-what 根据返回的信息，即可判断出当前VPS所使用的虚拟技术。

二、编译安装Strongswan

1,安装必须的库

Ubuntu:
apt-get update
apt-get install libpam0g-dev libssl-dev make gcc

CentOS:
yum update
yum install pam-devel openssl-devel make gcc

2,下载strongswan并解压(*代表当前Strongswan版本号)

wget http://download.strongswan.org/strongswan.tar.gz
tar xzf strongswan.tar.gz
cd strongswan-*

3,编译Strongswan:
Xen、KVM使用以下参数:

./configure  --enable-eap-identity --enable-eap-md5 \
--enable-eap-mschapv2 --enable-eap-tls --enable-eap-ttls --enable-eap-peap  \
--enable-eap-tnc --enable-eap-dynamic --enable-eap-radius --enable-xauth-eap  \
--enable-xauth-pam  --enable-dhcp  --enable-openssl  --enable-addrblock --enable-unity  \
--enable-certexpire --enable-radattr --enable-tools --enable-openssl --disable-gmp

OpenVZ需额外增加一个 enable-kernel-libipsec:

./configure  --enable-eap-identity --enable-eap-md5 \
--enable-eap-mschapv2 --enable-eap-tls --enable-eap-ttls --enable-eap-peap  \
--enable-eap-tnc --enable-eap-dynamic --enable-eap-radius --enable-xauth-eap  \
--enable-xauth-pam  --enable-dhcp  --enable-openssl  --enable-addrblock --enable-unity  \
--enable-certexpire --enable-radattr --enable-tools --enable-openssl --disable-gmp --enable-kernel-libipsec

4,编译并安装:

make; make install

编译完成后如果没有报错,且使用ipsec version指令能出现版本信息,则表示安装成功.

三、配置证书

1,生成CA证书的私钥

ipsec pki --gen --outform pem > ca.pem

2,使用私钥，签名CA证书

ipsec pki --self --in ca.pem --dn "C=com, O=myvpn, CN=VPN CA" --ca --outform pem >ca.cert.pem

提示:多个vps使用同个CA根证书:
如果需要多个vps使用同一个CA根证书,则以上两步只执行一次,之后所有vps都使用上面生成的这两个ca.pem和ca.cert.pem文件进行后续的操作.
然后把多台vps解析到同一个域名的不同二级域名下.
这样客户端连接各个服务器时,只需要客户端安装一次根证书ca.cert.pem即可.

3,生成服务器证书所需的私钥

ipsec pki --gen --outform pem > server.pem

4,用CA证书签发服务器证书

请先确认你的服务器的IP地址或域名,以后客户端连接时只能使用证书中的地址连接(多服务器使用相同根证书CA的,请先做好服务器的域名解析),
然后将下面命令中的123.123.123.123替换为自己服务器的IP地址或域名,一共需要替换两处:

ipsec pki --pub --in server.pem | ipsec pki --issue --cacert ca.cert.pem \
--cakey ca.pem --dn "C=com, O=myvpn, CN=123.123.123.123" \
--san="123.123.123.123" --flag serverAuth --flag ikeIntermediate \
--outform pem > server.cert.pem

注意以上命令中的”C=”和”O=”的值要与第2步CA中的C,O的值保持一致.

5,生成客户端证书所需的私钥:

ipsec pki --gen --outform pem > client.pem

6,用CA签名客户端证书(C,O的值要与上面第2步CA的值一致,CN的值随意):

ipsec pki --pub --in client.pem | ipsec pki --issue --cacert ca.cert.pem --cakey ca.pem --dn "C=com, O=myvpn, CN=VPN Client" --outform pem > client.cert.pem

7,生成pkcs12证书:

openssl pkcs12 -export -inkey client.pem -in client.cert.pem -name "client" -certfile ca.cert.pem -caname "VPN CA"  -out client.cert.p12

注意以上命令中的”-caname”后面的引号里的值必须要与第2步CA中的”CN=”的值保持一致.
此命令运行会让你输入：私钥密码

8,安装证书:

cp -r ca.cert.pem /usr/local/etc/ipsec.d/cacerts/
cp -r server.cert.pem /usr/local/etc/ipsec.d/certs/
cp -r server.pem /usr/local/etc/ipsec.d/private/
cp -r client.cert.pem /usr/local/etc/ipsec.d/certs/
cp -r client.pem  /usr/local/etc/ipsec.d/private/

四、配置Strongswan

1,编辑/usr/local/etc/ipsec.conf文件:

vim /usr/local/etc/ipsec.conf

修改为以下内容：

config setup
    uniqueids=never 

conn iOS_cert
    keyexchange=ikev1
    # strongswan version >= 5.0.2, compatible with iOS 6.0,6.0.1
    fragmentation=yes
    left=%defaultroute
    leftauth=pubkey
    leftsubnet=0.0.0.0/0
    leftcert=server.cert.pem
    right=%any
    rightauth=pubkey
    rightauth2=xauth
    rightsourceip=10.31.2.0/24
    rightcert=client.cert.pem
    auto=add

conn android_xauth_psk
    keyexchange=ikev1
    left=%defaultroute
    leftauth=psk
    leftsubnet=0.0.0.0/0
    right=%any
    rightauth=psk
    rightauth2=xauth
    rightsourceip=10.31.2.0/24
    auto=add

conn networkmanager-strongswan
    keyexchange=ikev2
    left=%defaultroute
    leftauth=pubkey
    leftsubnet=0.0.0.0/0
    leftcert=server.cert.pem
    right=%any
    rightauth=pubkey
    rightsourceip=10.31.2.0/24
    rightcert=client.cert.pem
    auto=add

conn windows7
    keyexchange=ikev2
    ike=aes256-sha1-modp1024!   # windows7的ikev2指定了DH group必须是modp1024
    rekey=no
    left=%defaultroute    # 通告默认路由，作为网关
    leftauth=pubkey
    leftsubnet=0.0.0.0/0
    leftcert=server.cert.pem
    right=%any
    rightauth=eap-mschapv2
    rightsourceip=10.31.2.0/24  # 分配给客户端ip的子网范围
    rightsendcert=never
    eap_identity=%any
    auto=add

2,使用vim编辑/usr/local/etc/strongswan.conf文件:

charon {
        load_modular = yes
        duplicheck.enable = no
        compress = yes
        plugins {
                include strongswan.d/charon/*.conf
        }
        dns1 = 8.8.8.8
        dns2 = 8.8.4.4
        nbns1 = 8.8.8.8
        nbns2 = 8.8.4.4
}
include strongswan.d/*.conf

3,使用vim编辑/usr/local/etc/ipsec.secrets文件:

: RSA server.pem
: PSK "myPSKkey"
: XAUTH "myXAUTHPass"
[用户名] %any : EAP "[密码]"

将上面的myPSKkey单词更改为你需要的PSK认证方式的密钥;
将上面的myXAUTHPass单词更改为你需要的XAUTH认证方式的密码,该认证方式的用户名是随意的;
将上面的[用户名]改为自己想要的登录名,[密码]改为自己想要的密码([]符号去掉),可以添加多行,得到多个用户,这即是使用IKEv2的用户名+密码认证方式的登录凭据.

提示:wp8.1客户端连接的用户名问题
由于wp8.1连接IKEv2的vpn时,默认会加上与手机名称相同的域,于是连接时会显示用户名或密码错误.这里有两种解决方法:
方法1:将上面/usr/local/etc/ipsec.secrets文件的最后一行改为%any %any : EAP “[密码]” ,这样就可以使用任意用户名登录,带上域也不会出错.
方法2:用FreeRADIUS过滤掉登录名的域,参考连接:让FreeRADIUS去掉登陆用户名中的Windows登录域

五、配置防火墙

1,编辑/etc/sysctl.conf
将

net.ipv4.ip_forward=1

执行

sysctl -p

如果出现错误信息：

error: "net.bridge.bridge-nf-call-ip6tables" is an unknown key

error: "net.bridge.bridge-nf-call-iptables" is an unknown key

error: "net.bridge.bridge-nf-call-arptables" is an unknown key

net.netfilter.nf_conntrack_max = 64000

error: permission denied on key 'net.nf_conntrack_max'

则执行：

rm -f /sbin/modprobe

ln -s /bin/true /sbin/modprobe

rm -f /sbin/sysctl

ln -s /bin/true /sbin/sysctl

modprobe bridge

sysctl -p

2、配置iptables

一行前面的#号去掉(否则Ikev2 vpn连接上后将无法访问外网)，保存后执行sysctl -p(如果执行后有报错的,重新打开sysctl.conf将报错的部分#注释掉保存,直到执行sysctl -p不再报错为止)。

2,配置iptables:

OpenVZ执行：

iptables -A FORWARD -m state --state RELATED,ESTABLISHED -j ACCEPT
iptables -A FORWARD -s 10.31.0.0/24  -j ACCEPT
iptables -A FORWARD -s 10.31.1.0/24  -j ACCEPT
iptables -A FORWARD -s 10.31.2.0/24  -j ACCEPT
iptables -A INPUT -i venet0 -p esp -j ACCEPT
iptables -A INPUT -i venet0 -p udp --dport 500 -j ACCEPT
iptables -A INPUT -i venet0 -p tcp --dport 500 -j ACCEPT
iptables -A INPUT -i venet0 -p udp --dport 4500 -j ACCEPT
iptables -A INPUT -i venet0 -p udp --dport 1701 -j ACCEPT
iptables -A INPUT -i venet0 -p tcp --dport 1723 -j ACCEPT
iptables -A FORWARD -j REJECT
iptables -t nat -A POSTROUTING -s 10.31.0.0/24 -o venet0 -j MASQUERADE
iptables -t nat -A POSTROUTING -s 10.31.1.0/24 -o venet0 -j MASQUERADE
iptables -t nat -A POSTROUTING -s 10.31.2.0/24 -o venet0 -j MASQUERADE

PS: 如果VPS有 static IP ,可将上述防火墙规则的最后3条NAT规则替换为以下3条来提升处理效率:

iptables -t nat -A POSTROUTING -s 10.31.0.0/24 -o venet0 -j SNAT --to-source ELASTIC_IP
iptables -t nat -A POSTROUTING -s 10.31.1.0/24 -o venet0 -j SNAT --to-source ELASTIC_IP
iptables -t nat -A POSTROUTING -s 10.31.2.0/24 -o venet0 -j SNAT --to-source ELASTIC_IP

注意将上述3条规则的ELASTIC_IP替换为vps的静态ip地址.

Xen、KVM则执行:

iptables -A FORWARD -m state --state RELATED,ESTABLISHED -j ACCEPT
iptables -A FORWARD -s 10.31.0.0/24  -j ACCEPT
iptables -A FORWARD -s 10.31.1.0/24  -j ACCEPT
iptables -A FORWARD -s 10.31.2.0/24  -j ACCEPT
iptables -A INPUT -i eth0 -p esp -j ACCEPT
iptables -A INPUT -i eth0 -p udp --dport 500 -j ACCEPT
iptables -A INPUT -i eth0 -p tcp --dport 500 -j ACCEPT
iptables -A INPUT -i eth0 -p udp --dport 4500 -j ACCEPT
iptables -A INPUT -i eth0 -p udp --dport 1701 -j ACCEPT
iptables -A INPUT -i eth0 -p tcp --dport 1723 -j ACCEPT
iptables -A FORWARD -j REJECT
iptables -t nat -A POSTROUTING -s 10.31.0.0/24 -o eth0 -j MASQUERADE
iptables -t nat -A POSTROUTING -s 10.31.1.0/24 -o eth0 -j MASQUERADE
iptables -t nat -A POSTROUTING -s 10.31.2.0/24 -o eth0 -j MASQUERADE

PS: 如果VPS有 static IP ,可将上述防火墙规则的最后3条NAT规则替换为以下3条来提升处理效率:

iptables -t nat -A POSTROUTING -s 10.31.0.0/24 -o eth0 -j SNAT --to-source ELASTIC_IP
iptables -t nat -A POSTROUTING -s 10.31.1.0/24 -o eth0 -j SNAT --to-source ELASTIC_IP
iptables -t nat -A POSTROUTING -s 10.31.2.0/24 -o eth0 -j SNAT --to-source ELASTIC_IP

注意将上述3条规则的ELASTIC_IP替换为vps的静态ip地址.

3,开机自动载入iptables:

Ubuntu:

iptables-save > /etc/iptables.rules
cat > /etc/network/if-up.d/iptables<<EOF
#!/bin/sh
iptables-restore < /etc/iptables.rules
EOF
chmod +x /etc/network/if-up.d/iptables

CentOS:

service iptables save

至此,IPSec/IKEv2 VPN便搭建好了!现在启用服务就可以使用了:

ipsec start

启动及自启动

设置自启动

vim /etc/rc.d/rc.local

添加：

/usr/sbin/ipsec start

启动VPN

/usr/sbin/ipsec start

六、配置Win7客户端连接IPsec IKEV2 VPN

使用win7自带客户端（Agile）：

1,导入证书

开始菜单搜索“cmd”，打开后输入 mmc（Microsoft 管理控制台）;
“文件”-“添加/删除管理单元”，添加“证书”单元;
- 证书单元的弹出窗口中一定要选“计算机账户”，之后选“本地计算机”，确定;
在左边的“控制台根节点”下选择“证书”-“个人”，然后选右边的“更多操作”-“所有任务”-“导入”打开证书导入窗口;

选择刚才生成的 clientCert.p12 文件。下一步输入私钥密码。

下一步“证书存储”选“个人”;
导入成功后，把导入的 CA 证书剪切到“受信任的根证书颁发机构”的证书文件夹里面;

打开剩下的那个私人证书，看一下有没有显示“您有一个与该证书对应的私钥”，以及“证书路径”下面是不是显示“该证书没有问题”;

然后关闭 mmc，提示“将控制台设置存入控制台1吗”，选“否”即可;
至此，证书导入完成。

2,建立连接：

“控制面板”-“网络和共享中心”-“设置新的连接或网络”-“连接到工作区”-“使用我的Internet 连接”;
Internet 地址写服务器地址或域名;
目标名称随便写;
用户名密码写之前配置的 EAP 的那个; （[用户名] %any : EAP “[密码]”）
确定;
点击右下角网络图标，在新建的 VPN 连接上右键属性然后切换到“安全”选项卡;
VPN 类型选 IKEv2;
数据加密是“需要加密”;
身份认证这里需要说一下，如果想要使用 EAP-MSCHAPV2 的话就选择“使用可扩展的身份认证协议”-“Microsoft 安全密码(EAP-MSCHAP v2)”，想要使用私人证书认证的话就选择“使用计算机证书”。

七、其他系统客户端连接IPsec IKEV2 VPN

连接的服务器地址和证书保持一致,即取决于签发证书ca.cert.pem时使用的是ip还是域名;
Android/iOS/OSX 可使用ikeV1,认证方式为用户名+密码+预共享密钥(PSK);
iOS/OSX/Windows7+/WindowsPhone8.1+/Linux 均可使用IkeV2,认证方式为用户名+密码。使用SSL证书则无需导入证书；使用自签名证书则需要先导入证书才能连接,可将ca.cert.pem更改后缀名作为邮件附件发送给客户端,手机端也可通过浏览器导入,其中:

iOS/OSX 的远程ID和服务器地址保持一致,用户鉴定选择”用户名”.如果通过浏览器导入,将证书放在可访问的远程外链上,并在系统浏览器(Safari)中访问外链地址;

Windows PC 系统导入证书需要导入到“本地计算机”的”受信任的根证书颁发机构”,以”当前用户”的导入方式是无效的.推荐运行mmc添加本地计算机的证书管理单元来操作;

WindowsPhone8.1 登录时的用户名需要带上域信息,即wp”关于”页面的设备名称\用户名,也可以使用%any %any : EAP “密码”进行任意用户名登录,但指定了就不能添加其他用户名了.

WindowsPhone10 的vpn还存在bug(截至10586.164),ikeV2方式可连接但系统流量不会走vpn,只能等微软解决. (截至14393.5 ,此bug已经得到修复,现在WP10已经可以正常使用IkeV2.)
Windows10 也存在此bug,部分Win10系统连接后ip不变,没有自动添加路由表,使用以下方法可解决
—– 手动关闭vpn的split tunneling功能(在远程网络上使用默认网关);
—–也可使用powershell修改,进入CMD窗口,运行如下命令:

powershell    #进入ps控制台
get-vpnconnection    #检查vpn连接的设置（包括vpn连接的名称）
set-vpnconnection "vpn连接名称" -splittunneling $false    #关闭split tunneling
get-vpnconnection   #检查修改结果
exit   #退出ps控制台