5.15. 使用 nmstatectl 配置基于 IPsec 的 VPN 连接


IPsec(互联网协议安全)是一个安全协议套件,由 Libreswan 提供,用于 VPN 的实现。IPsec 包括在连接建立时启动身份验证的协议,并在数据传输过程中管理密钥。当应用程序在网络中部署,并使用 IP 协议进行通信时,IPsec 可以保护数据通信。

要管理基于 IPsec 的配置来验证 VPN 连接,您可以使用 nmstatectl 工具。此工具提供对用于主机网络管理的声明性 API 的命令行访问。以下是 host-to-subnethost-to-host 通信模式的身份验证类型:

  • Host-to-subnet PKI 身份验证
  • Host-to-subnet RSA 身份验证
  • Host-to-subnet PSK 身份验证
  • Host-to-host 隧道模式身份验证
  • Host-to-host 传输模式身份验证

如果要根据 IPsec 中的可信实体身份验证使用加密,公钥基础架构(PKI)通过在两个主机之间使用加密密钥来提供安全通信。两个通信主机都生成私钥和公钥,其中每个主机通过与可信实体证书颁发机构(CA)共享公钥来维护私钥。验证真实性后,CA 生成一个数字证书。在加密和解密的情况下,主机使用私钥进行加密,使用公钥进行解密。

通过使用 Nmstate (一个用于网络管理的声明性 API),您可以配置基于 PKI 身份验证的 IPsec 连接。设置配置后,Nmstate API 确保结果与配置文件匹配。如果有任何失败,nmstate 会自动回滚更改,以避免不正确的系统状态。

要在 主机到子网 配置中建立加密通信,远程 IPsec 端通过使用参数 dhcp: true 向主机提供另一个 IP。在 nmstate 中为 IPsec 定义系统的情况,左侧 命名的系统是本地主机,而 右侧 命名的系统是远程主机。

请注意,由于 NetworkManager-libreswan 插件的设计,您可以在一端使用 nmstatectl,且您必须在另一端手动配置 IPsec。

先决条件

  • 通过使用密码,您已生成了一个存储证书和加密密钥的 PKCS #12 文件。

流程

  1. 安装所需的软件包:

    # dnf install nmstate libreswan NetworkManager-libreswan
  2. 重启 NetworkManager 服务:

    # systemctl restart NetworkManager
  3. 由于 Libreswan 已安装,请删除其旧的数据库文件,并重新创建它们:

    # systemctl stop ipsec
    # rm /var/lib/ipsec/nss/*db
    # ipsec initnss
  4. 启用并启动 ipsec 服务:

    # systemctl enable --now ipsec
  5. 导入 PKCS#12 文件:

    # ipsec import node-example.p12

    导入 PKCS#12 文件时,请输入用来创建该文件的密码。

  6. 创建一个包含以下内容的 YAML 文件,如 ~/create-pki-authentication.yml

    ---
    interfaces:
    - name: 'example_ipsec_conn1'            
    1
    
      type: ipsec
      ipv4:
        enabled: true
        dhcp: true
      libreswan:
        ipsec-interface: 'yes'               
    2
    
        left: '192.0.2.150'                  
    3
    
        leftid: '%fromcert'                  
    4
    
        leftcert: 'local-host.example.com'   
    5
    
        right: '192.0.2.250'                 
    6
    
        rightid: '%fromcert'                 
    7
    
        ikev2: 'insist'                      
    8
    
        ikelifetime: '24h'                   
    9
    
        salifetime: '24h'                    
    10

    YAML 文件定义以下设置:

    1
    IPsec 连接名称
    2
    yes 表示 libreswan 创建一个 IPsec xfrm 虚拟接口 ipsec<number>,并自动查找下一个可用数字
    3
    用于本地主机的公共网络接口的静态 IPv4 地址
    4
    在本地主机上,%fromcert 的值将 ID 设置为从加载的证书中获取的可分辨名称(DN)
    5
    本地主机的公钥的可分辨名称(DN)
    6
    用于远程主机的公共网络接口的静态 IPv4 地址
    7
    在远程主机上,%fromcert 的值将 ID 设置为从加载的证书中获取的可分辨名称(DN)。
    8
    insist 值只接受并接收互联网密钥交换(IKEv2)协议
    9
    IKE 协议的持续时间
    10
    IPsec 安全联盟(SA)的持续时间
  7. 将设置应用到系统:

    # nmstatectl apply ~/create-pki-authentication.yml
  8. 如果您在带有 DHCP 或无状态地址自动配置(SLAAC)的网络中使用此主机,则连接可能很容易被重定向。有关详情和缓解步骤,请参阅 将 VPN 连接分配给专用路由表,以防止连接绕过隧道

验证

  1. 验证 IPsec 状态:

    # ip xfrm state
  2. 验证 IPsec 策略:

    # ip xfrm policy
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