Корпоративный IKEv2 VPN сервер с Lets Encrypt

Этот туториал показывает, как поднять корпоративный IKEv2 VPN-сервер на Ubuntu 22.04 с TLS-сертификатом от Let’s Encrypt, работающий на стандартных портах.

Решение подходит для:

мобильных устройств (iOS / Android),
Windows и macOS,
постоянного VPN без клиентских костылей,
production-использования.

Используется strongSwan с EAP аутентификацией и публичным сертификатом.

Что мы в итоге получим

IKEv2 VPN на стандартных портах 500/4500 UDP
TLS-сертификат от Let’s Encrypt (без самоподписанных CA)
Совместимость с нативными клиентами ОС
Автообновление сертификатов
Прозрачный доступ в интернет для клиентов

Установка зависимостей

Обновляем систему и ставим всё необходимое

sudo apt update
sudo apt install \
  strongswan strongswan-pki \
  libstrongswan-standard-plugins \
  libstrongswan-extra-plugins \
  certbot ufw cron -y

Пояснение по содержимому:

strongswan — сам VPN
strongswan-pki — работа с сертификатами
certbot — получение сертификата Let’s Encrypt
ufw — firewall
cron — автообновление

Получение TLS-сертификата (Let’s Encrypt)

Сертификат будет использоваться напрямую strongSwan, без nginx/apache

sudo certbot certonly \
  --rsa-key-size 4096 \
  --standalone \
  --agree-tos \
  --no-eff-email \
  --email ${EMAIL} \
  -d ${DOMAIN}

После успешного получения сертификата:

sudo su
cd /etc/letsencrypt/live/${DOMAIN}

cp fullchain.pem /etc/ipsec.d/certs/
cp privkey.pem   /etc/ipsec.d/private/
cp chain.pem     /etc/ipsec.d/cacerts/

privkey.pem должен лежать именно в /etc/ipsec.d/private/, иначе strongSwan его не увидит

Настройка strongSwan

Подготовка

Сохраняем оригинальный конфиг на всякий случай и создаем новый.

mv /etc/ipsec.conf /etc/ipsec.conf.orig
nano /etc/ipsec.conf

Основная конфигурация /etc/ipsec.conf

Обратите внимание на подсеть, которая будет выдаваться пользователям во внутренней сети сервера. В данном примере это IP-адреса из пула 10.15.6.0/24. Вы можете поменять его на свой.

#chron logger
config setup
    charondebug="ike 2, dmn 2, knl 1, cfg 2"
    uniqueids=yes

#define new ipsec connection
conn ikev2
    auto=add
    compress=no
    type=tunnel
    keyexchange=ikev2
    ike=aes128-sha1-modp1024,aes128-sha1-modp1536,aes128-sha1-modp2048,aes128-sha256-ecp256,aes128-sha256-modp1024,aes128-sha256-modp1536,aes128-sha256-modp2048,aes256-aes128-sha256-sha1-modp2048-modp4096-modp1024,aes256-sha1-modp1024,aes256-sha256-modp1024,aes256-sha256-modp1536,aes256-sha256-modp2048,aes256-sha256-modp4096,aes256-sha384-ecp384,aes256-sha384-modp1024,aes256-sha384-modp1536,aes256-sha384-modp2048,aes256-sha384-modp4096,aes256gcm16-aes256gcm12-aes128gcm16-aes128gcm12-sha256-sha1-modp2048-modp4096-modp1024,3des-sha1-modp1024!
    esp=aes128-aes256-sha1-sha256-modp2048-modp4096-modp1024,aes128-sha1,aes128-sha1-modp1024,aes128-sha1-modp1536,aes128-sha1-modp2048,aes128-sha256,aes128-sha256-ecp256,aes128-sha256-modp1024,aes128-sha256-modp1536,aes128-sha256-modp2048,aes128gcm12-aes128gcm16-aes256gcm12-aes256gcm16-modp2048-modp4096-modp1024,aes128gcm16,aes128gcm16-ecp256,aes256-sha1,aes256-sha256,aes256-sha256-modp1024,aes256-sha256-modp1536,aes256-sha256-modp2048,aes256-sha256-modp4096,aes256-sha384,aes256-sha384-ecp384,aes256-sha384-modp1024,aes256-sha384-modp1536,aes256-sha384-modp2048,aes256-sha384-modp4096,aes256gcm16,aes256gcm16-ecp384,3des-sha1!
    fragmentation=yes
    forceencaps=yes
    dpdaction=clear
    dpddelay=300s
    rekey=no
    left=%any
    leftid=@${DOMAIN}
    leftcert=fullchain.pem
    leftsendcert=always
    leftsubnet=0.0.0.0/0
    right=%any
    rightid=%any
    rightauth=eap-mschapv2
    rightsourceip=10.15.6.0/24
    rightdns=1.1.1.1,8.8.8.8
    rightsendcert=never
    eap_identity=%identity

Это базовые параметры логирования и управления сессиями.

IKEv2 — основной протокол
compress=no — компрессию лучше не использовать
ike, esp - длинный список для максимальной совместимости с клиентами, strongSwan сам выберет лучший алгоритм
fragmentation и forceencaps — must-have для мобильных сетей
rekey=no упрощает жизнь клиентам
leftid обязан совпадать с CN сертификата
right, rightid, rightauth, rightsourceip, rightdns, rightsendcert, eap_identity - аутентификация по логин/паролю, клиенты получают IP из заданного пула. DNS можно указать свои

Пользователи

Пароли пользователей можно вписывать в файле /etc/ipsec.serets в формате login : EAP "password"

Как итог - файл будет иметь следующий вид:

# This file holds shared secrets or RSA private keys for authentication.

# RSA private key for this host, authenticating it to any other host
# which knows the public part.
: RSA "privkey.pem"
user1 : EAP "password1"
user2 : EAP "password2"

Запуск и автозапуск

Включаем автозапуск strongswan.

sudo systemctl start strongswan-starter
sudo systemctl enable strongswan-starter

Firewall (ufw)

Настраиваем firewall на стандартные порты IKEv2

sudo ufw allow ssh
sudo ufw allow http
sudo ufw allow https
sudo ufw allow 500,4500/udp
sudo ufw enable

Forwarding

В файле /etc/default/ufw поменяйте значение переменной на ACCEPT: DEFAULT_FORWARD_POLICY="ACCEPT"

NAT и MSS

Открайте файл /etc/ufw/before.rules. Далее в тексте поменяйте 10.15.6.0/24 на свою подсеть, которую Вы указали в файле ipsec.conf, а ens3 - на свой интерфейс (проверить командой ip a)

Добавьте в самый вверх

*nat
-A POSTROUTING -s 10.15.6.0/24 -o ens3 -m policy --pol ipsec --dir out -j ACCEPT
-A POSTROUTING -s 10.15.6.0/24 -o ens3 -j MASQUERADE
COMMIT

*mangle
-A FORWARD --match policy --pol ipsec --dir in -s 10.15.6.0/24 -o ens3 -p tcp -m tcp --tcp-flags SYN,RST SYN -m tcpmss --mss 1361:1536 -j TCPMSS --set-mss 1360
COMMIT

ens3 - замени на свой интерфейс
MSS-fix - критичен для мобильных клиентов

Правила forward

Под секцией *filter добавьте следующие правила

-A ufw-before-forward --match policy --pol ipsec --dir in --proto esp -s 10.15.6.0/24 -j ACCEPT
-A ufw-before-forward --match policy --pol ipsec --dir out --proto esp -d 10.15.6.0/24 -j ACCEPT

В файле /etc/ufw/sysctl.conf снимите комментарий со строки net/ipv4/ip_forward=1

Перезагрузите ipsec

ipsec reload
ipsec restart

Автообновление сертификатов

Cron (не лучший, но рабочий вариант)

В crontab (crontab -e) внесите следующее расписание:

0 2 * * 2  root /usr/bin/letsencrypt renew >> /var/log/letsencrypt-renewal.log && ipsec reload && ipsec restart