VPN c динамической маршрутизацией (GRE Racoon OSPF)

Исходные данные

Схема такой сети масштабируема от двух офисов до довольно большой сети крупного предприятия. Применение OSPF позволяет не прописывать вручную на каждом из маршрутизаторов сети удалённых филиалов, а также позволяет организовать несколько резервных каналов с автоматическим переключением. Начнём с простого - два филиала, на каждом в качестве маршрутизатора стоит Linux.

                     |------|                            |------|
192.168.1.0/24 ------|Linux |-x.x.x.x~~~~~~~~~~~y.y.y.y- |Linux |--------192.168.2.0/24
                     |------|                            |------|

Решение

Туннели

OSPF роутеры используют IP multicast для обмена сообщениями, поэтому необходимо использовать туннели GRE over IP. В ALT linux Ark 5 поддержка таких туннелей идёт из коробки. Конфиги: папка /etc/net/ifaces/gre1 (её нужно создать вручную, как и нижеприведенные файлы): /etc/net/ifaces/gre1/ipv4address:

172.17.0.0 peer 172.17.0.1

/etc/net/ifaces/gre1/options:

TUNLOCAL=x.x.x.x
TUNREMOTE=y.y.y.y
TUNTYPE=gre
TYPE=iptun
TUNTTL=64
TUNMTU=1476
TUNOPTIONS='ttl 64'
DISABLE=no

Настройки противоположной стороны идентичны, необходимо лишь поменять местами IP адреса в TUNLOCAL и TUNREMOTE.

Опционально, разрешить 47 IP протокол (GRE) в ваших правилах фильтрации трафика:

iptables -I INPUT -i eth1 -p 47 -j ACCEPT
iptables -I OUTPUT -o eth1 -p 47 -j ACCEPT

на "внешних" интерфейсах обоих филиалов. Делаем

ifup gre1

на обеих сторонах. Если солнечная активность в день настройки минимальна, в системе появится сетевой интерфейс gre1, смотрим:

# ifconfig gre1
gre1      Link encap:UNSPEC  HWaddr 3E-7A-38-81-8A-BF-00-05-00-00-00-00-00-00-00-00
          inet addr:172.17.0.0  P-t-P:172.17.0.1  Mask:255.255.255.255
          UP POINTOPOINT RUNNING NOARP  MTU:1476  Metric:1
          RX packets:0 errors:0 dropped:0 overruns:0 frame:0
          TX packets:0 errors:0 dropped:0 overruns:0 carrier:0
          collisions:0 txqueuelen:0
          RX bytes:0 (0.0 b)  TX bytes:0 (0.0 MiB)

и здесь:

# ip tu sh
gre0: gre/ip  remote any  local any  ttl inherit  nopmtudisc
gre1: gre/ip  remote y.y.y.y  local x.x.x.x  ttl 64

Примечание: для нормальной работы OSPF необходимо явно задать значение TTL для строящегося туннеля (например, TUNOPTIONS='ttl 64'). По умолчанию TTL=inherit, что значит "наследовать значение TTL из вкладываемого в туннель пакета". В случае с OSPF, TTL=1, стало быть первый встречный маршрутизатор отбросит такой пакет, что нам совсем не нужно.

Проверка работы - пинг удалённой стороны туннельного интерфейса (в нашем случае это 172.17.0.1).

Если через этот туннель будет передаваться любая бизнес-информация, то её следует шифровать, чем мы сейчас и займёмся.

Шифрование передаваемых данных

Устанавливаем ipsec_tools

apt-get install ipsec-tools

Конфиги: /etc/racoon/racoon.conf:

path include "/etc/racoon/";
path pre_shared_key "/etc/racoon/psk.txt";

log notify; # notify,debug,debug2
# "padding" defines some parameter of padding.  You should not touch these.
        padding
        {
          maximum_length 20;
          randomize off;
          strict_check off;
          exclusive_tail off;
        }

        # if no listen directive is specified, racoon will listen to all
        # available interface addresses.
        listen
        {
          isakmp x.x.x.x [500];
        }

        # Specification of default various timer.

        timer
        {
        # These value can be changed per remote node.
          counter 5;# maximum trying count to send.
          interval 20 sec;# maximum interval to resend.
          persend 1;# the number of packets per a send.

        # timer for waiting to complete each phase.
          phase1 30 sec;
          phase2 15 sec;
        }


# 
remote y.y.y.y
        {
            exchange_mode main;
            #exchange_mode aggressive;
            doi ipsec_doi;
            situation identity_only;
            nonce_size 16;
            lifetime time 60 min;
            initial_contact on;
            support_proxy on;
            proposal_check obey;# obey, strict or claim
            proposal {
                    encryption_algorithm 3des;
                    hash_algorithm sha1;
                    authentication_method pre_shared_key;
                    dh_group 2;
                 }
        }
        
        # Шифруем только GRE
        sainfo  address x.x.x.x/32 47 address y.y.y.y/32 47 
        {
            pfs_group 2;
            lifetime time 24 hour;
            encryption_algorithm 3des;
            authentication_algorithm hmac_sha1;
            compression_algorithm deflate;
        }

/etc/racoon/setkey.conf:

#!/sbin/setkey -f

flush;
spdflush;

spdadd x.x.x.x/32 y.y.y.y/32 47 -P out ipsec esp/tunnel/x.x.x.x-y.y.y.y/unique;
spdadd y.y.y.y/32 x.x.x.x/32 47 -P in  ipsec esp/tunnel/y.y.y.y-x.x.x.x/unique;

В /etc/racoon/psk.txt указывается ключ шифрования - должен быть идентичен на обеих сторонах. Обратите внимание, y.y.y.y - внешний IP адрес противоположной стороны туннеля:

у.y.y.y blablabla_secret_code_Kote_2011

Права на файлы:

# l
...
-rw-------   1 root root  psk.txt
-rw-r--r--   1 root root  racoon.conf
-rw-r--r--   1 root root  setkey.conf

Дабы загрузить правила, говорим:

# setkey -f /etc/racoon/setkey.conf

На противоположной стороне конфиг соответствующий, за исключением ротации IP адресов (x.x.x.x и y.y.y.y).

Опционально, разрешить порт 500 tcp и udp на внешних интерфейсах в ваших правилах фильтрации трафика.

Запускаем сервис racoon на обеих сторонах:

# service racoon start

Смотрим в /var/log/messages (при необходимости и для общего развития можно повысить debug-level в racoon.conf).

Делаем проверку - пинг противоположной стороны GRE туннеля.

Вуаля!

Динамическая маршрутизация

Динамическая маршрутизация реализована с использованием протокола OSPF (англ. Open Shortest Path First) — протокола динамической маршрутизации, основанного на технологии отслеживания состояния канала (link-state technology) и использующего алгоритм Дейкстры (Dijkstra’s algorithm) для нахождения кратчайшего пути. Протокол OSPF был разработан IETF в 1988 году. Последняя версия протокола описана в RFC 2328. Протокол OSPF представляет собой протокол внутреннего шлюза (Interior Gateway Protocol — IGP). Протокол OSPF распространяет информацию о доступных маршрутах между маршрутизаторами одной автономной системы. OSPF предлагает решение следующих задач:

• Увеличение скорости сходимости (в сравнении с протоколом RIP2, так как нет необходимости выжидания многократных тайм-аутов по 30 сек.);
• Поддержка сетевых масок переменной длины (VLSM);
• Достижимость сети (быстро обнаруживаются отказавшие маршрутизаторы и топология сети изменяется соответствующим образом);
• Оптимальное использование пропускной способности (т.к. строится минимальный остовный граф по алгоритму Дейкстры);
• Метод выбора пути.

Функциональность OSPF содержится в пакете Quagga, пережившем не только животное (подвид южноафриканской зебры), давшее ему название, но и проект GNU Zebra, благодаря усовершенствованию которого проект Quagga в своё время появился на свет. Quagga поддерживает следующие протоколы маршрутизации:

• собственно OSPF v2 — демон ospfd;
• RIP v1, v2 — демон ripd;
• OSPF v3 IPv6 — демон ospf6d;
• RIP ng IPv6 — демон ripngd;
• BGP v4+, включая поддержку multicast и IPv6 — демон bgpd;

Базовым ядром Quagga является демон маршрутной информации zebra, выполняющий роль промежуточного уровня абстракции (abstraction layer) ядра ОС, и предоставляющий Zserv API клиентам (демонам маршрутизации) по протоколу TCP.

Суть такова: Демоны маршрутизации просчитывают маршруты по своему протоколу и выдают результаты zebra, который выбирает лучший маршрут на основе административного расстояния и добавляет его в таблицу маршрутизации.

От теории к практике, установка:

# apt-get install quagga

Обратите внимание на то, что необходимо рекурсивно сменить права на папку /etc/quagga:

chown -R quagga:quagga /etc/quagga 

Конфиги неиспользуемых протоколов переносим в папку samples (например), оставляем только ospfd.conf и zebra.conf:

# ls -la /etc/quagga/
-rw-------   1 quagga quagga   783 Дек 30 22:07 ospfd.conf
drwxr-xr-x   2 quagga quagga  4096 Мар 26  2010 samples
-rw-------   1 quagga quagga   529 Дек 30 22:08 zebra.conf

/etc/quagga/ospfd.conf:

!
hostname host-x
password 8 LrjDz/a2KALVQ
enable password 8 LrjDz/a2KALVQ
log file /var/log/quagga/ospfd.log informational
service password-encryption
no banner motd
!
interface gre0
!
interface gre1
 description link-gre1
 ip ospf authentication message-digest
 ip ospf message-digest-key 1 md5 SecrEtKeY
 ip ospf cost 100
 ip ospf dead-interval 60
!
interface lo
!
router ospf
 ospf router-id 192.168.1.1
 redistribute connected route-map RedistNets
 network 172.17.0.0/30 area 0.0.0.0
!
access-list 111 permit ip 192.168.1.0 0.0.0.255 any
access-list localhost permit 127.0.0.1/32
access-list localhost deny any
!
route-map RedistNets permit 10
 match ip address 111
!
line vty
 access-class localhost

/etc/quagga/zebra.conf

hostname router
password 8 LrjDz/a2KALVQ
enable password 8 LrjDz/a2KALVQ
log file /var/log/quagga/zebra.log informational
service password-encryption
no banner motd
!
interface gre0
!
interface gre1
 ip address 172.17.0.2/30
 link-detect
!
interface lo
 description loopback
!
access-list localhost permit 127.0.0.1/32
access-list localhost deny any
!
ip forwarding
no ipv6 forwarding
!
line vty
 access-class localhost
!

Опять же, конфиги противоположной стороны в плане соответствующих IP адресов зеркальны. Запуск и настройка запуска при старте системы:

service zebra start
service ospfd start
chkconfig ospfd on
chkconfig zebra on
# netstat -nlp |grep :260
tcp        0      0 127.0.0.1:2600              0.0.0.0:*                   LISTEN      13362/zebra
tcp        0      0 127.0.0.1:2601              0.0.0.0:*                   LISTEN      13362/zebra
tcp        0      0 127.0.0.1:2604              0.0.0.0:*                   LISTEN      13294/ospfd

Интерфейс конфигурирования практически идентичен цисковскому. Для подключения к консоли zebra или ospfd, соответственно, необходимо выполнить:

telnet 127.0.0.1 2601
telnet 127.0.0.1 2604

Все пароли по умолчанию cisco. Если обе стороны сконфигурированы правильно, то в консоли ospfd можно увидеть:

# telnet 127.0.0.1 2604
Trying 127.0.0.1...
Connected to 127.0.0.1.
Escape character is '^]'.
User Access Verification
Password:
HOST-X> enable
Password:
HOST-X# sh ip ospf neighbor
    Neighbor ID Pri State           Dead Time Address         Interface            RXmtL RqstL DBsmL
192.168.2.1     1 Full/DROther      54.982s 172.17.0.1       gre1:172.17.0.2           0     0     0

В таблице маршрутизации появится новый маршрут (или несколько):

# ip ro sh
192.168.2.0/24 via 172.17.0.1 dev gre1  proto zebra  metric 20
192.168.1.0/24 dev eth0  proto kernel  scope link  src 192.168.1.1
default via x.x.x.x dev eth1

--Сунцов Дмитрий 21:29, 20 января 2011 (UTC)