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使用OpenVPN搭建Linux下的VPN服务
 

作者 guoliquan1,火龙果软件 发布于2013-12-19

 

常在项目中遇到外地的客户碰到问题,但无法在电话中解决,需要在机器上进行分析和处理。第一个想到的就是远程登陆,但对方没有公网IP,怎么办?此时,如果有个VPN通道该多好。所以,我决定搭建一台VPN服务器以方便今后的维护,顺便也再熟悉一下相关的配置。

VPN硬件是不用考虑的,费用太高。而且既然已经熟悉了Linux环境,当然还是在该环境下寻找了。考虑两点:

1、安全性第一,配置方便;

2、支持多平台连接,毕竟使用Windows桌面的用户还是很多的。

考虑再三,决定使用OpenVPN来实现。

一、原理

OpenVPN是基于SSL的VPN,其使用工业标准的SSL/TLS协议实现第2层和第3层的安全数据链路VPN。最新版本是2.0.7,其优点包括:

1、基于SSL协议,安全,并使用单一TCP或UDP端口即可实现;

2、使用双向验证,服务器只需保存自己的证书和密钥;

3、服务器只接受那些由主CA证书签名的客户端,并有撤回机制,而不需要重建整个PKI;

4、可以实现基于Common Name的权限控制。

注意,OpenVPN是基于SSL/TLS协议的,所以是不兼容IPSec和PPTP,在Windows也需要安装客户端。

二、网络架构

OpenVPN可以实现多点对单点,以及点对点的VPN功能。今天我们先以一个简单的案例来说明,后续再详细描述更深入的配置。

架构如下:

说明:

1、远程客户端通过Internet网络连接到公司网络(模拟成192.168.228.0网段),并建立10.8.0.0的VPN通道;

2、公司内部网络为192.168.56.0网段,假设只有一台主机;

3、目标是客户端和后台主机可以双向互通。

三、安装和配置

假设客户端和服务端都是Linux系统,如下:

服务器平台: 红旗 DC Server 5.0 for x86

客户端平台: 红旗 Desktop 5.0 for x86

1、服务端安装

rpm -ivh lzo-1.08-4.redflag.i386.rpm
rpm -ivh openvpn-2.0.7-2.redflag.i386.rpm

1)示例配置文件在:

引用

/usr/share/doc/openvpn-2.0.7/

2)拷贝创建CA证书的easy-rsa:

cp -ra /usr/share/doc/openvpn-2.0.7/easy-rsa /etc/openvpn/

3)拷贝示例配置文件

cd /etc/openvpn/
mkdir config
cp -ra /usr/share/doc/openvpn-2.0.7/sample-config-files/server.conf config/
ln -s config/server.conf ./

※如果您今后希望Openvpn随系统自动启动,则它会自动寻找/etc/openvpn下的所有.conf配置文件,并运行。所以,我这里先建立对应的链接了。

4)修改证书变量

cd easy-rsa
vi vars

根据您的实际情况,修改下面的变量:

引用

export KEY_COUNTRY=GZ
export KEY_PROVINCE=GuangDong
export KEY_CITY=GuangZhou
export KEY_ORG="RFGZ"
export KEY_EMAIL="linuxing@linuxfly.org"

※这些变量在今后会用到,若修改,则必须重建所有的PKI。

5)初始化PKI

source vars
chmod +x clean-all
./clean-all

※小心,一旦运行clean-all,它会删除keys下的所有证书。

chmod +x build-ca
./build-ca

(Common Name可以自己定义,我这里用OpenVPN-CA)

6)创建服务器的证书和密钥

chmod +x build-key-server
./build-key-server server

(Common Name必须填写server,其余默认即可)

7)创建客户端的证书和密钥

chmod +x build-key
./build-key client1
./build-key client2

(假设创建两个客户端,Common Name对应填写client1和client2,其作为今后识别客户端的标识)

8)创建Diffie Hellman 参数

Diffie Hellman 用于增强安全性,在OpenVPN是必须的:

chmod +x build-dh
./build-dh

(时间比较常,若你修改了vars文件中的KEY_SIZE=1024,则时间会更长些)

9)修改配置文件

cd /etc/openvpn
vi server.conf

引用

# 2006-08-11 由linuxing编写
# #号和;号开头的都是注释

# 设置监听IP,默认是监听所有IP
;local a.b.c.d
local 192.168.228.155

# 设置监听端口,必须要对应的在防火墙里面打开
port 1194

# 设置用TCP还是UDP协议?
;proto tcp
proto udp

# 设置创建tun的路由IP通道,还是创建tap的以太网通道
# 路由IP容易控制,所以推荐使用它;但如果如IPX等必须
# 使用第二层才能通过的通讯,则可以用tap方式,tap也
# 就是以太网桥接
;dev tap
dev tun

# Windows需要给网卡一个名称,这里设置,linux不需要
;dev-node MyTap

# 这里是重点,必须指定SSL/TLS root certificate (ca),
# certificate(cert), and private key (key)
# ca文件是服务端和客户端都必须使用的,但不需要ca.key
# 服务端和客户端指定各自的.crt和.key
# 请注意路径,可以使用以配置文件开始为根的相对路径,
# 也可以使用绝对路径
# 请小心存放.key密钥文件
ca ./easy-rsa/keys/ca.crt
cert ./easy-rsa/keys/server.crt
key ./easy-rsa/keys/server.key # This file should be kept secret

# 指定Diffie hellman parameters.
dh ./easy-rsa/keys/dh1024.pem

# 配置VPN使用的网段,OpenVPN会自动提供基于该网段的DHCP
# 服务,但不能和任何一方的局域网段重复,保证唯一
server 10.8.0.0 255.255.255.0

# 维持一个客户端和virtual IP的对应表,以方便客户端重新
# 连接可以获得同样的IP
ifconfig-pool-persist ipp.txt

# 配置为以太网桥模式,但需要使用系统的桥接功能
# 这里不需要使用
;server-bridge 10.8.0.4 255.255.255.0 10.8.0.50 10.8.0.100

# 为客户端创建对应的路由,以另其通达公司网内部服务器
# 但记住,公司网内部服务器也需要有可用路由返回到客户端
;push "route 192.168.20.0 255.255.255.0"
push "route 192.168.56.0 255.255.255.0"

# 为特定的客户端指定IP或指定路由,该路由通常是客户端后面的
# 内网网段,而不是服务端连接的网段
# ccd是/etc/openvpn下的目录,其中建有希望限制的客户端Common
# Name为文件名的文件,并通过下面的命令写入固定IP地址
# 例如Common Name为client1,则在/etc/openvpn/ccd/client1写有:
# ifconfig-push 10.9.0.1 10.9.0.2
;client-config-dir ccd
;route 192.168.40.128 255.255.255.248

# 为可以对不同的客户端设置防火墙等权限
# 可以让其自动运行对应脚本,可参考man
;learn-address ./script

# 若客户端希望所有的流量都通过VPN传输,则可以使用该语句
# 其会自动改变客户端的网关为VPN服务器,推荐关闭
# 一旦设置,请小心服务端的DHCP设置问题
;push "redirect-gateway"

# 用OpenVPN的DHCP功能为客户端提供指定的DNS、WINS等
;push "dhcp-option DNS 10.8.0.1"
;push "dhcp-option WINS 10.8.0.1"

# 默认客户端之间是不能直接通讯的,除非把下面的语句注释掉
client-to-client

# 如果您希望有相同Common Name的客户端都可以登陆
# 也可以注释下面的语句,推荐每个客户端都使用不用的Common Name
# 常用于测试
;duplicate-cn

# 设置服务端检测的间隔和超时时间
keepalive 10 120

# 下面是一些对安全性增强的措施,后续说明吧
# For extra security beyond that provided
# by SSL/TLS, create an "HMAC firewall"
# to help block DoS attacks and UDP port flooding.
#
# Generate with:
# openvpn --genkey --secret ta.key
#
# The server and each client must have
# a copy of this key.
# The second parameter should be 0
# on the server and 1 on the clients.
;tls-auth ta.key 0 # This file is secret

# Select a cryptographic cipher.
# This config item must be copied to
# the client config file as well.
;cipher BF-CBC # Blowfish (default)
;cipher AES-128-CBC # AES
;cipher DES-EDE3-CBC # Triple-DES

# 使用lzo压缩的通讯,服务端和客户端都必须配置
comp-lzo

# 设置最大用户数
;max-clients 100

# 让OpenVPN以nobody用户和组来运行(安全)
;user nobody
;group nobody

# The persist options will try to avoid
# accessing certain resources on restart
# that may no longer be accessible because
# of the privilege downgrade.
persist-key
persist-tun

# 输出短日志,每分钟刷新一次,以显示当前的客户端
status /var/log/openvpn/openvpn-status.log

# 缺省日志会记录在系统日志中,但也可以导向到其他地方
# 建议调试的使用先不要设置,调试完成后再定义
;log /var/log/openvpn/openvpn.log
;log-append /var/log/openvpn/openvpn.log

# 设置日志的级别
#
# 0 is silent, except for fatal errors
# 4 is reasonable for general usage
# 5 and 6 can help to debug connection problems
# 9 is extremely verbose
verb 3

# Silence repeating messages. At most 20
# sequential messages of the same message
# category will be output to the log.
;mute 20

# 打开管理界面,可以定义监控的IP和端口
management localhost 7505

※几个需要注意的地方:

a.定义tun为使用路由方式的VPN

b.小心处理证书的路径,.key文件要保存好,特别是ca.key。

(ca.key不需要在OpenVPN中用到,可以另外保存)

2、客户端安装

客户端的安装比较简单:

1、服务端安装

rpm -ivh lzo-1.08-4.redflag.i386.rpm
rpm -ivh openvpn-2.0.7-2.redflag.i386.rpm

1)示例配置文件在:

引用

/usr/share/doc/openvpn-2.0.7/

2)从服务器拷贝客户端的证书到客户端

首先在服务器上准备好需要的文件:

cd /etc/openvpn/easy-rsa/keys
tar czvf client1.tar.gz ca.crt client1.crt client1.key
scp client1.tar.gz 192.168.228.201:/etc/openvpn

然后客户端解压即可:

cd /etc/openvpn
mkdir -p easy-rsa/keys
tar xzvf client1.tar.gz

3)拷贝示例配置文件

mkdir config
cp -ra /usr/share/doc/openvpn-2.0.7/sample-config-files/client.conf config/
ln -s config/client.conf ./

4)修改配置文件

cd /etc/openvpn
vi client.conf

引用

# 2006-08-11 由linuxing编写
# #号和;号都是注释

# 定义是一个客户端
client

# 定义使用路由IP模式,与服务端一致
;dev tap
dev tun

# 定义Windows下使用的网卡名称,linux不需要
;dev-node MyTap

# 定义使用的协议,与服务端一致
;proto tcp
proto udp

# 指定服务端地址和端口,可以用多行指定多台服务器
# 实现负载均衡(从上往下尝试)
remote 192.168.228.155 1194
;remote my-server-2 1194

# 若上面配置了多台服务器,让客户端随机连接
;remote-random

# 解析服务器域名
# Keep trying indefinitely to resolve the
# host name of the OpenVPN server. Very useful
# on machines which are not permanently connected
# to the internet such as laptops.
resolv-retry infinite

# 客户端不需要绑定端口
# Most clients do not need to bind to
# a specific local port number.
nobind

# 也是为了让Openvpn也nobody运行(安全)
# 注意:Windows不能设置
;user nobody
;group nobody

# Try to preserve some state across restarts.
persist-key
persist-tun

# 若客户端通过HTTP Proxy,在这里设置
# 要使用Proxy,不能使用UDP为VPN的通讯协议
;http-proxy-retry # retry on connection failures
;http-proxy [proxy server] [proxy port #]

# 无线网络有很多多余的头文件,设置忽略它
;mute-replay-warnings

# 重点,就是指定ca和客户端的证书
ca ./easy-rsa/keys/ca.crt
cert ./easy-rsa/keys/client1.crt
key ./easy-rsa/keys/client1.key

# 如果服务端打开了PAM认证模块,客户端需要另其有效
;auth-user-pass

# 一些安全措施
# Verify server certificate by checking
# that the certicate has the nsCertType
# field set to "server". This is an
# important precaution to protect against
# a potential attack discussed here:
# http://openvpn.net/howto.html#mitm
#
# To use this feature, you will need to generate
# your server certificates with the nsCertType
# field set to "server". The build-key-server
# script in the easy-rsa folder will do this.
;ns-cert-type server

# If a tls-auth key is used on the server
# then every client must also have the key.
;tls-auth ta.key 1

# Select a cryptographic cipher.
# If the cipher option is used on the server
# then you must also specify it here.
;cipher x

# 使用lzo压缩,与服务端一致
comp-lzo

# Set log file verbosity.
verb 3

# Silence repeating messages
;mute 20

3、启动服务

1)先启动服务端

cd /etc/openvpn
openvpn server.conf &

2)然后启动客户端

cd /etc/openvpn
openvpn client.conf &

3)使用ifconfig,可以看到VPN通道已经建立:

server端:

client端:

4)测试

server端:

client端:

※注意,每个虚拟tun网卡都是成对的,只有inet addr标识的才是用于VPN通讯。并且必须在/30网段中,详见附录。

4、建立路由

其实到这里,OpenVPN部分的工作已经完成。服务端和客户端的通讯已经正常。但常见一个问题,就是客户端虽然可以访问到192.168.56.129,但却不能访问公司网内部的192.168.228.128服务器。

原因很简单,因为通讯是双方的,192.168.228.128没有到10.8.0.0网段的路由,有几种可能:

a、VPN服务器与公司网的网关不是同一台机器,解决办法是在公司网网关上设置到10.8.0.0网段的路由,接口是VPN服务器网卡;

b、192.168.56.128没有设置默认网关,解决办法是设置默认网关就是VPN服务器,或已经做了1配置的公司网网关;

c、有防火墙屏蔽。

对于本示例中只有一台192.168.56.128,可以这样做:

1)原路由表

2)增加路由

route add -net 10.8.0.0 netmask 255.255.255.0 gw 192.168.56.129 dev eth0

路由表

3)或增加默认网关

route add default gw 192.168.56.129

路由表

※当然,实际应用中不应该出现这样手动配置路由的情况。应该对公司网内部做好统一管理,以避免类似的问题。

 
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