IPSecVPN介紹 & (Cisco Packet Tracer)IPSecVPN實驗演示


一、基礎知識

VPN(Virtual Private Network)虛擬專有網絡,即虛擬專網。VPN可以實現在不安全的網絡上,安全的傳輸數據,好像專網!VPN只是一個技術,使用PKI技術,來保證數據的安全三要素(C、I、A)

1.1 VPN的類型

1)遠程訪問VPN:(Remote Access VPN)

一般用在個人到安全連接企業內部!
一般出差員工/在家辦公,安全連接內網時使用!(需要有單獨的VPN服務器)
一般公司部署VPN服務器,員工在外撥號連接VPN即可!
常見RA-VPN協議:PPTP VPN、L2TP VPN、SSTP VPN、(過時了)

                                EZvpn/easyvpn(思科私有的)、SSL VPN (目前最流行的)             

2)點到點VPN

一般用在企業對企業安全連接!
一般需要在兩個企業總出口設備之間建立VPN通道!
常見的點到點VPN:IPsecVPN

1.2 IPsecVPN

1)屬於點到點VPN,可以在2家企業之間建立VPN隧道!

2)VPN隧道優點:安全性!合並倆家企業內網!

3)VPN隧道技術:

  • 傳輸模式:只加密上層數據,不加密私有IP包頭,速度快
  • 隧道模式:加密整個私有IP包,包括IP包頭,更安全,速度慢

4)VPN隧道技術:重新封裝技術+加密認證技術

5)IPsecVPN分為2大階段

第一階段:管理連接

目的:通信雙方設備通過非對稱加密算法 加密 對稱加密算法 所使用的 對稱密鑰
命令:

conf t 
crypto isakmp policy 1          ( IKE     傳輸集/策略集,可以多配置幾個策略集)
  encryption des/3des/aes         (加密算法類型)
  hash md5/sha                        (完整性校驗算法類型)
  group 1/2/5                              (使用D-H算法的版本?)
  authentication pre-share          (預共享密鑰算法,身份驗證方式)
  lifetime 秒 (默認86400秒)      (可以不配置,對稱密鑰有效時間,如果雙方不一致,取min,最好一致)
  exit
crypto isakmp key 預共享密鑰 address 對方的公網IP地址

第二階段:數據連接

目的:通過 對稱加密算法 加密 實際所要傳輸的私網數據!

定義VPN觸發流量:
access-list 100 permit ip 192.168.1.0 0.0.0.255 172.16.0.0 0.0.255.255

定義加密及認證方式:
conf t
crypto ipsec transform-set 傳輸模式名 esp-des/3des/aes esp/ah-md5/sha-hmac
例:
crypto ipsec teansform-set wencoll  esp-aes esp-sha-hmac

  • ESP:支持加密及認證(身份驗證+完整性)
  • AH:只支持認證,沒得加密(身份驗證+完整性)

創建MAP映射表

conf t
crypto map map名 1 ipsec-isakmp         (1是隧道1)
  match address ACL表名               (階段2里面的ACL表名)
  set transform-set 傳輸模式名
  set peer 對方的公網IP
  exit

eg:

crypto map wenmap 1 ipsec-isakmp
  match address 100
  set transform-set wentran
  set peer 200.1.1.2
  exit
crypto map wenmap 2 ipsec-isakmp          (2是隧道2)
  match address 101
  set transform-set wentran
  set peer 150.1.1.2
  exit

將map表應用到外網端口

int f0/1(外網端口)
  crypto map wenmap
  exit
****注意:一個接口只能應用一個map表!!!!

查看命令:

show crypto isakmp sa               查看第一階段狀態
show crypto ipsec sa                  查看第二階段狀態

show crypto isakmp policy          查看第一階段的策略配置集
show crypto ipsec transform-set 查看第二階段的傳輸模式

路由器的工作原理:內網--to--外網: 路由--NAT--VPN--出去


實驗1:北京--上海--建立VPN隧道,並驗證(這篇文章所做的
實驗2:在實驗1的基礎上,要求2個公司能上網,但不影響VPN隧道(因為流量經過路由器時,先NAT再VPN,但是如果經過NAT轉換的流量就無法匹配到VPN的需求了。於是需要在NAT的ACL表中豁免來源是192目標是172的流量)

acc 101 deny ip 192.168.1.0 0.0.0.255 172.16.1.0 0.0.0.255
acc 101 permit any

實驗3:在實驗1和2的基礎上,要求北京總部與廣州新成立的分公司也建立VPN隧道(北京那里有倆隧道,NAT的ACL表里再加一條豁免)
可選:
實驗4:在1-3的基礎上,要求廣州和上海之間不建立VPN隧道,但廣州和上海可以互相安全的通信!(倆路由器都加一條VPN的ACL。)

遠程訪問VPN:(擴展知識點)
在公司需要搭建VPN服務器
VPN服務器需要對VPN客戶端進行身份驗證
VPN服務器需要給VPN客戶端下發權限及IP地址

 二、實驗過程

 

 要求在中間路由器R2沒有設置路由轉發表的前提下,北京——上海建立VPN隧道互通。

1)如實驗拓撲圖給PC主機配置靜態IP、子網掩碼、網關

 

 

 2)給路由器配置接口IP與路由表項

Router(config)#ho R1
R1(config)#int f0/1
R1(config-if)#ip add 192.168.1.254 255.255.255.0
R1(config-if)#no sh

R1(config-if)#
%LINK-5-CHANGED: Interface FastEthernet0/1, changed state to up

%LINEPROTO-5-UPDOWN: Line protocol on Interface FastEthernet0/1, changed state to up
exit
R1(config)#int f0/0
R1(config-if)#ip add 100.1.1.1 255.255.255.0
R1(config-if)#no sh

R1(config-if)#
%LINK-5-CHANGED: Interface FastEthernet0/0, changed state to up
exit
R1(config)#ip route 0.0.0.0 0.0.0.0 100.1.1.2
Router(config)#ho R2
R2(config)#int f0/0
R2(config-if)#ip add 100.1.1.2 255.255.255.0
R2(config-if)#no sh

R2(config-if)#
%LINK-5-CHANGED: Interface FastEthernet0/0, changed state to up

%LINEPROTO-5-UPDOWN: Line protocol on Interface FastEthernet0/0, changed state to up
exit
R2(config)#int f0/1
R2(config-if)#ip add 200.1.1.1 255.255.255.0
R2(config-if)#no sh

R2(config-if)#
%LINK-5-CHANGED: Interface FastEthernet0/1, changed state to up
exit
Router(config)#ho R3
R3(config)#int f0/1
R3(config-if)#ip add 200.1.1.2 255.255.255.0
R3(config-if)#no sh

R3(config-if)#
%LINK-5-CHANGED: Interface FastEthernet0/1, changed state to up
exit
R3(config)#int f0/0
R3(config-if)#ip add 172.16.1.254 255.255.255.0
R3(config-if)#no sh

R3(config-if)#
%LINK-5-CHANGED: Interface FastEthernet0/0, changed state to up

%LINEPROTO-5-UPDOWN: Line protocol on Interface FastEthernet0/0, changed state to up
exit
R3(config)#ip route 0.0.0.0 0.0.0.0 200.1.1.1

 

3)管理連接、創建連接、創建map映射表、將map表應用到外網端口

R1(config)#crypto isakmp policy 1
R1(config-isakmp)#encryption aes
R1(config-isakmp)#group 2
R1(config-isakmp)#hash sha
R1(config-isakmp)#authentication pre-share 
R1(config-isakmp)#exit
R1(config)#crypto isakmp key coderge address 200.1.1.2
R1(config)#
R1(config)#acc 100 permit ip 192.168.1.0 0.0.0.255 172.16.1.0 0.0.0.255
R1(config)#crypto ipsec transform-set getran esp-aes esp-sha-hmac 
R1(config)#
R1(config)#
R1(config)#crypto map gemap 1 ip
R1(config)#crypto map gemap 1 ipsec-isakmp 
% NOTE: This new crypto map will remain disabled until a peer
        and a valid access list have been configured.
R1(config-crypto-map)#set peer 200.1.1.2
R1(config-crypto-map)#match address 100
R1(config-crypto-map)#set transform-set getran
R1(config-crypto-map)#exit
R1(config)#
R1(config)#
R1(config)#int f0/0 
R1(config-if)#crypto map gemap
*Jan  3 07:16:26.785: %CRYPTO-6-ISAKMP_ON_OFF: ISAKMP is ON

 

可以通過命令查看當前連接未建立

 繼續配置另一端的路由器,Giao!!!

crypto isakmp policy 2
encryption aes
group 2
hash sha
authentication pre-share 
exit
crypto isakmp key coderge address 100.1.1.1

acc 102 permit ip 172.16.1.0 0.0.0.255 192.168.1.0 0.0.0.255
crypto ipsec transform-set ge2tran esp-aes esp-sha-hmac 

crypto map ge2map 1 ipsec-isakmp 
set peer 100.1.1.1
match address 102
set transform-set ge2tran
exit

int f0/1
crypto map ge2map

 現在就ping的通了、(試驗成功!!!)

 最后在R1查看一下狀態

R1(config)#do sh crypto ipsec sa

interface: FastEthernet0/0
    Crypto map tag: gemap, local addr 100.1.1.1

   protected vrf: (none)
   local  ident (addr/mask/prot/port): (192.168.1.0/255.255.255.0/0/0)
   remote  ident (addr/mask/prot/port): (172.16.1.0/255.255.255.0/0/0)
   current_peer 200.1.1.2 port 500
    PERMIT, flags={origin_is_acl,}
   #pkts encaps: 271, #pkts encrypt: 271, #pkts digest: 0
   #pkts decaps: 240, #pkts decrypt: 240, #pkts verify: 0
   #pkts compressed: 0, #pkts decompressed: 0
   #pkts not compressed: 0, #pkts compr. failed: 0
   #pkts not decompressed: 0, #pkts decompress failed: 0
   #send errors 1, #recv errors 0

     local crypto endpt.: 100.1.1.1, remote crypto endpt.:200.1.1.2
     path mtu 1500, ip mtu 1500, ip mtu idb FastEthernet0/0
     current outbound spi: 0x720A552B(1913279787)

     inbound esp sas:
      spi: 0x10D639AC(282474924)
        transform: esp-aes esp-sha-hmac ,
        in use settings ={Tunnel, }
        conn id: 2004, flow_id: FPGA:1, crypto map: gemap
        sa timing: remaining key lifetime (k/sec): (4525504/3448)
        IV size: 16 bytes
        replay detection support: N
        Status: ACTIVE

     inbound ah sas:

     inbound pcp sas:

     outbound esp sas:
      spi: 0x720A552B(1913279787)
        transform: esp-aes esp-sha-hmac ,
        in use settings ={Tunnel, }
        conn id: 2005, flow_id: FPGA:1, crypto map: gemap
        sa timing: remaining key lifetime (k/sec): (4525504/3448)
        IV size: 16 bytes
        replay detection support: N
        Status: ACTIVE

     outbound ah sas:

     outbound pcp sas:


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