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6.12. 使用 RHEL 系统角色配置 IPsec VPN 连接

配置 IPsec VPN 连接，以便在不受信任的网络上建立加密的隧道，并确保传输过程中数据的完整性。通过使用 RHEL 系统角色，您可以自动进行用例的设置，如将分支机构连接到 headquarters。

注意

vpn RHEL 系统角色只能创建使用预共享密钥(PSK)或证书的 VPN 配置来相互验证对等点。

主机到主机的 VPN 在两个设备之间建立一个加密连接，允许应用程序通过不安全的网络安全通信。通过使用 vpn RHEL 系统角色，您可以自动创建 IPsec 主机到主机连接的过程。

为了进行身份验证，预共享密钥(PSK)是使用只给两个对等点已知的单一共享 secret 的直接方法。这种方法易于配置，非常适合易于部署是优先级的基本设置。但是，您必须严格保密密钥。可以访问该密钥的攻击者可能会破坏连接。

先决条件

流程

  1. 创建一个包含以下内容的 playbook 文件，如 ~/playbook.yml ： 

    ---
- name: Configuring VPN
  hosts: managed-node-01.example.com, managed-node-02.example.com
  tasks:
    - name: IPsec VPN with PSK authentication
      ansible.builtin.include_role:
        name: redhat.rhel_system_roles.vpn
      vars:
        vpn_connections:
          - hosts:
              managed-node-01.example.com:
              managed-node-02.example.com:
            auth_method: psk
            auto: start
        vpn_manage_firewall: true
        vpn_manage_selinux: true
    Copy to Clipboard Toggle word wrap

    示例 playbook 中指定的设置包括如下：

    hosts: &lt ;list>

    使用您要配置 VPN 的对等点定义 YAML 字典。如果条目不是一个 Ansible 管理的节点，则您必须在 hostname 参数中指定其完全限定域名(FQDN)或 IP 地址，例如： 

              ...
          - hosts:
              ...
              external-host.example.com:
                hostname: 192.0.2.1
    Copy to Clipboard Toggle word wrap

    角色在每个受管节点上配置 VPN 连接。连接名为 < peer_A&gt;-to-<peer_B >，例如 managed-node-01.example.com-to-managed-node-02.example.com。请注意，该角色无法在外部（未管理）节点上配置 Libreswan。您必须在这些对等点上手动创建配置。

    auth_method: psk
    启用对等点之间的 PSK 身份验证。角色在控制节点上使用 openssl 来创建 PSK。
    auto: <startup_method>
    指定连接的启动方法。有效值是 add、ondemand、start 和 ignore。详情请查看安装了 Libreswan 的系统上的 ipsec.conf (5) 手册页。此变量的默认值为 null，这意味着没有自动启动操作。
    vpn_manage_firewall: true
    定义角色在受管节点上的 firewalld 服务中打开所需的端口。
    vpn_manage_selinux: true
    定义角色在 IPsec 端口上设置所需的 SELinux 端口类型。

    有关 playbook 中使用的所有变量的详情，请查看控制节点上的 /usr/share/ansible/roles/rhel-system-roles.vpn/README.md 文件。

  2. 验证 playbook 语法： 

    $ ansible-playbook --syntax-check ~/playbook.yml
    Copy to Clipboard Toggle word wrap

    请注意，这个命令只验证语法，不能防止错误的、但有效的配置。

  3. 运行 playbook： 

    $ ansible-playbook ~/playbook.yml
    Copy to Clipboard Toggle word wrap

验证

  • 确认连接已成功启动，例如： 

    # ansible managed-node-01.example.com -m shell -a 'ipsec trafficstatus | grep "managed-node-01.example.com-to-managed-node-02.example.com"'
...
006 #3: "managed-node-01.example.com-to-managed-node-02.example.com", type=ESP, add_time=1741857153, inBytes=38622, outBytes=324626, maxBytes=2^63B, id='@managed-node-02.example.com'
    Copy to Clipboard Toggle word wrap

    请注意，只有在 VPN 连接活跃时，这个命令才会成功。如果将 playbook 中的 auto 变量设置为 start 以外的值，您可能需要首先手动激活受管节点上的连接。

使用 vpn RHEL 系统角色自动创建 IPsec 主机到主机的 VPN 过程。要通过最大程度减少被截获或破坏的控制消息的风险来提高安全性，请为数据流量和控制流量配置单独的连接。

主机到主机 VPN 在两个设备之间建立直接、安全和加密的连接，允许应用程序通过不安全的网络（如互联网）安全地进行通信。

为了进行身份验证，预共享密钥(PSK)是使用只给两个对等点已知的单一共享 secret 的直接方法。这种方法易于配置，非常适合易于部署是优先级的基本设置。但是，您必须严格保密密钥。可以访问该密钥的攻击者可能会破坏连接。

先决条件

流程

  1. 创建一个包含以下内容的 playbook 文件，如 ~/playbook.yml ： 

    ---
- name: Configuring VPN
  hosts: managed-node-01.example.com, managed-node-02.example.com
  tasks:
    - name: IPsec VPN with PSK authentication
      ansible.builtin.include_role:
        name: redhat.rhel_system_roles.vpn
      vars:
        vpn_connections:
          - name: control_plane_vpn
            hosts:
              managed-node-01.example.com:
                hostname: 203.0.113.1  # IP address for the control plane
              managed-node-02.example.com:
                hostname: 198.51.100.2 # IP address for the control plane
            auth_method: psk
            auto: start
          - name: data_plane_vpn
            hosts:
              managed-node-01.example.com:
                hostname: 10.0.0.1   # IP address for the data plane
              managed-node-02.example.com:
                hostname: 172.16.0.2 # IP address for the data plane
            auth_method: psk
            auto: start
        vpn_manage_firewall: true
        vpn_manage_selinux: true
    Copy to Clipboard Toggle word wrap

    示例 playbook 中指定的设置包括如下：

    hosts: &lt ;list>

    定义一个 YAML 字典，其中包含您想要在它们之间配置 VPN 的主机。连接被命名为 <name>-<IP_address_A>-to-<IP_address_B>，例如 control_plane_vpn-203.0.113.1-to-198.51.100.2。

    角色在每个受管节点上配置 VPN 连接。请注意，该角色无法在外部（未管理）节点上配置 Libreswan。您必须在这些主机上手动创建配置。

    auth_method: psk
    在主机之间启用 PSK 身份验证。角色在控制节点上使用 openssl 来创建预共享密钥。
    auto: <startup_method>
    指定连接的启动方法。有效值是 add、ondemand、start 和 ignore。详情请查看安装了 Libreswan 的系统上的 ipsec.conf (5) 手册页。此变量的默认值为 null，这意味着没有自动启动操作。
    vpn_manage_firewall: true
    定义角色在受管节点上的 firewalld 服务中打开所需的端口。
    vpn_manage_selinux: true
    定义角色在 IPsec 端口上设置所需的 SELinux 端口类型。

    有关 playbook 中使用的所有变量的详情，请查看控制节点上的 /usr/share/ansible/roles/rhel-system-roles.vpn/README.md 文件。

  2. 验证 playbook 语法： 

    $ ansible-playbook --syntax-check ~/playbook.yml
    Copy to Clipboard Toggle word wrap

    请注意，这个命令只验证语法，不能防止错误的、但有效的配置。

  3. 运行 playbook： 

    $ ansible-playbook ~/playbook.yml
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验证

  • 确认连接已成功启动，例如： 

    # ansible managed-node-01.example.com -m shell -a 'ipsec trafficstatus | grep "control_plane_vpn-203.0.113.1-to-198.51.100.2"'
...
006 #3: "control_plane_vpn-203.0.113.1-to-198.51.100.2", type=ESP, add_time=1741860073, inBytes=0, outBytes=0, maxBytes=2^63B, id='198.51.100.2'
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    请注意，只有在 VPN 连接活跃时，这个命令才会成功。如果将 playbook 中的 auto 变量设置为 start 以外的值，您可能需要首先手动激活受管节点上的连接。

站点到站点的 VPN 在两个不同的网络之间建立了一个加密的隧道，在不安全的公共网络中无缝链接它们。通过使用 vpn RHEL 系统角色，您可以自动创建 IPsec 站点到站点 VPN 连接的过程。

站点到站点 VPN 允许分支机构中的设备访问公司总部的资源，就如同它们都是同一本地网络的一部分一样。

为了进行身份验证，预共享密钥(PSK)是使用只给两个对等点已知的单一共享 secret 的直接方法。这种方法易于配置，非常适合易于部署是优先级的基本设置。但是，您必须严格保密密钥。可以访问该密钥的攻击者可能会破坏连接。

先决条件

流程

  1. 创建一个包含以下内容的 playbook 文件，如 ~/playbook.yml ： 

    ---
- name: Configuring VPN
  hosts: managed-node-01.example.com, managed-node-02.example.com
  tasks:
    - name: IPsec VPN with PSK authentication
      ansible.builtin.include_role:
        name: redhat.rhel_system_roles.vpn
      vars:
        vpn_connections:
          - hosts:
              managed-node-01.example.com:
                subnets:
                  - 192.0.2.0/24
              managed-node-02.example.com:
                subnets:
                  - 198.51.100.0/24
                  - 203.0.113.0/24
            auth_method: psk
            auto: start
        vpn_manage_firewall: true
        vpn_manage_selinux: true
    Copy to Clipboard Toggle word wrap

    示例 playbook 中指定的设置包括如下：

    hosts: &lt ;list>

    使用您要配置 VPN 的网关定义 YAML 字典。如果条目不是 Ansible 管理的节点，您必须在 hostname 参数中指定其完全限定域名(FQDN)或 IP 地址，例如： 

              ...
          - hosts:
              ...
              external-host.example.com:
                hostname: 192.0.2.1
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    角色在每个受管节点上配置 VPN 连接。连接名为 -to-，例如 managed-node-01.example.com-to-managed-node-02.example.com。请注意，该角色无法在外部（未管理）节点上配置 Libreswan。您必须在这些对等点上手动创建配置。

    subnets: <yaml_list_of_subnets>
    定义通过隧道连接的无类别域间路由(CIDR)格式的子网。
    auth_method: psk
    启用对等点之间的 PSK 身份验证。角色在控制节点上使用 openssl 来创建 PSK。
    auto: <startup_method>
    指定连接的启动方法。有效值是 add、ondemand、start 和 ignore。详情请查看安装了 Libreswan 的系统上的 ipsec.conf (5) 手册页。此变量的默认值为 null，这意味着没有自动启动操作。
    vpn_manage_firewall: true
    定义角色在受管节点上的 firewalld 服务中打开所需的端口。
    vpn_manage_selinux: true
    定义角色在 IPsec 端口上设置所需的 SELinux 端口类型。

    有关 playbook 中使用的所有变量的详情，请查看控制节点上的 /usr/share/ansible/roles/rhel-system-roles.vpn/README.md 文件。

  2. 验证 playbook 语法： 

    $ ansible-playbook --syntax-check ~/playbook.yml
    Copy to Clipboard Toggle word wrap

    请注意，这个命令只验证语法，不能防止错误的、但有效的配置。

  3. 运行 playbook： 

    $ ansible-playbook ~/playbook.yml
    Copy to Clipboard Toggle word wrap

验证

  • 确认连接已成功启动，例如： 

    # ansible managed-node-01.example.com -m shell -a 'ipsec trafficstatus | grep "managed-node-01.example.com-to-managed-node-02.example.com"'
...
006 #3: "managed-node-01.example.com-to-managed-node-02.example.com", type=ESP, add_time=1741857153, inBytes=38622, outBytes=324626, maxBytes=2^63B, id='@managed-node-02.example.com'
    Copy to Clipboard Toggle word wrap

    请注意，只有在 VPN 连接活跃时，这个命令才会成功。如果将 playbook 中的 auto 变量设置为 start 以外的值，您可能需要首先手动激活受管节点上的连接。

IPsec 网格会创建一个完全互连的网络，每个服务器都可以与所有其他服务器安全通信。通过使用 vpn RHEL 系统角色，您可以在受管节点之间自动化配置带有基于证书的身份验证的 VPN 网格。

IPsec 网格适用于跨多个数据中心或云供应商的分布式数据库集群或高可用性环境。在每对服务器之间建立直接的加密隧道可确保安全通信，而无需中央瓶颈。

为进行身份验证，使用由证书颁发机构(CA)管理的数字证书，可提供高度安全、可扩展的解决方案。网格中的每个主机都提供由可信 CA 签名的证书。这个方法提供强大的、可靠的身份验证，并简化了用户管理。可以在 CA 中集中授予或撤销访问权限，Libreswan 通过针对证书撤销列表(CRL)检查每个证书来强制实施这个访问权限，如果证书出现在列表中，则拒绝访问。

先决条件

  • 您已准备好控制节点和受管节点。
  • 您以可在受管主机上运行 playbook 的用户身份登录到控制节点。
  • 您用于连接到受管节点的帐户对它们具有 sudo 权限。

  • 您可以为每个受管节点准备一个 PKCS #12 文件：

    • 每个文件包含：

      • 服务器的私钥
      • 服务器证书
      • CA 证书
      • 如果需要，则中间证书
    • 文件被命名为 <managed_node_name_as_in_the_inventory>.p12。
    • 文件存储在与 playbook 相同的目录中。

    • 服务器证书包含以下字段：

      • 扩展的密钥使用(EKU)设置为 TLS Web 服务器身份验证。
      • 通用名称(CN)或主题备用名称(SAN)被设置为主机的完全限定域名(FQDN)。
      • X509v3 CRL 发行版点包含证书撤销列表(CRL)的 URL。

流程

  1. 编辑 ~/inventory 文件，并附加 cert_name 变量： 

    managed-node-01.example.com cert_name=managed-node-01.example.com
managed-node-02.example.com cert_name=managed-node-02.example.com
managed-node-03.example.com cert_name=managed-node-03.example.com
    Copy to Clipboard Toggle word wrap

    将 cert_name 变量设置为每个主机的证书中使用的通用名称(CN)字段的值。通常，CN 字段被设置为完全限定域名(FQDN)。

  2. 将敏感变量存储在加密的文件中：

    1. 创建 vault ： 

      $ ansible-vault create ~/vault.yml
New Vault password: <vault_password>
Confirm New Vault password: <vault_password>
      Copy to Clipboard Toggle word wrap

    2. 在 ansible-vault create 命令打开编辑器后，以 <key>: <value> 格式输入敏感数据： 

      pkcs12_pwd: <password>
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    3. 保存更改，并关闭编辑器。Ansible 加密 vault 中的数据。

  3. 创建一个包含以下内容的 playbook 文件，如 ~/playbook.yml ： 

    - name: Configuring VPN
  hosts: managed-node-01.example.com, managed-node-02.example.com, managed-node-03.example.com
  vars_files:
    - ~/vault.yml
  tasks:
    - name: Install LibreSwan
      ansible.builtin.package:
        name: libreswan
        state: present

    - name: Identify the path to IPsec NSS database
      ansible.builtin.set_fact:
        nss_db_dir: "{{ '/etc/ipsec.d/' if
          ansible_distribution in ['CentOS', 'RedHat']
          and ansible_distribution_major_version is version('8', '=')
          else '/var/lib/ipsec/nss/' }}"

    - name: Locate IPsec NSS database files
      ansible.builtin.find:
        paths: "{{ nss_db_dir }}"
        patterns: "*.db"
      register: db_files

    - name: Initialize IPsec NSS database if not initialized
      ansible.builtin.command:
        cmd: ipsec initnss
      when: db_files.matched == 0

    - name: Copy PKCS #12 file to the managed node
      ansible.builtin.copy:
        src: "~/{{ inventory_hostname }}.p12"
        dest: "/etc/ipsec.d/{{ inventory_hostname }}.p12"
        mode: 0600

    - name: Import PKCS #12 file in IPsec NSS database
      ansible.builtin.shell:
        cmd: 'pk12util -d {{ nss_db_dir }} -i /etc/ipsec.d/{{ inventory_hostname }}.p12 -W "{{ pkcs12_pwd }}"'

    - name: Remove PKCS #12 file
      ansible.builtin.file:
        path: "/etc/ipsec.d/{{ inventory_hostname }}.p12"
        state: absent

    - name: Opportunistic mesh IPsec VPN with certificate-based authentication
      ansible.builtin.include_role:
        name: redhat.rhel_system_roles.vpn
      vars:
        vpn_connections:
          - opportunistic: true
            auth_method: cert
            policies:
              - policy: private
                cidr: default
              - policy: private
                cidr: 192.0.2.0/24
              - policy: clear
                cidr: 192.0.2.1/32
        vpn_manage_firewall: true
        vpn_manage_selinux: true
    Copy to Clipboard Toggle word wrap

    示例 playbook 中指定的设置包括如下：

    opportunistic: true
    在多个主机之间启用机会网格。policies 变量定义必须或可以加密哪些子网和主机流量，并且哪些应该继续使用纯文本连接。
    auth_method: cert
    启用基于证书的身份验证。这要求您在清单中指定每个受管节点证书的 nickname。
    policies: <list_of_policies>

    以 YAML 列表格式定义 Libreswan 策略。

    默认策略是 private-or-clear。要将它改为 private，上面的 playbook 包含默认 cidr 条目的一个相应策略。

    如果 Ansible 控制节点与受管节点在同一个 IP 子网中，要防止执行 playbook 期间丢失 SSH 连接，请为控制节点的 IP 地址添加一个 clear 策略。例如，如果应该为 192.0.2.0/24 子网配置网格，并且控制节点使用 IP 地址 192.0.2.1，则您需要一个用于192.0.2.1/32 的 clear 策略，如 playbook 中所示。

    有关策略的详情，请查看安装了 Libreswan 的系统上的 ipsec.conf (5) 手册页。

    vpn_manage_firewall: true
    定义角色在受管节点上的 firewalld 服务中打开所需的端口。
    vpn_manage_selinux: true
    定义角色在 IPsec 端口上设置所需的 SELinux 端口类型。

    有关 playbook 中使用的所有变量的详情，请查看控制节点上的 /usr/share/ansible/roles/rhel-system-roles.vpn/README.md 文件。

  4. 验证 playbook 语法： 

    $ ansible-playbook --ask-vault-pass --syntax-check ~/playbook.yml
    Copy to Clipboard Toggle word wrap

    请注意，这个命令只验证语法，不能防止错误的、但有效的配置。

  5. 运行 playbook： 

    $ ansible-playbook --ask-vault-pass ~/playbook.yml
    Copy to Clipboard Toggle word wrap

验证

  1. 在网格的一个节点上，ping 另一个节点来激活连接： 

    [root@managed-node-01]# ping managed-node-02.example.com
    Copy to Clipboard Toggle word wrap

  2. 确认连接处于活跃状态： 

    [root@managed-node-01]# ipsec trafficstatus
006 #2: "private#192.0.2.0/24"[1] ...192.0.2.2, type=ESP, add_time=1741938929, inBytes=372408, outBytes=545728, maxBytes=2^63B, id='CN=managed-node-02.example.com'
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