Всем привет! Сегодня в статье мы расскажем про настройку Point-to-Point GRE VPN туннелей на оборудовании Cisco и о том, как сделать их защищенными при помощи IPsec. Generic Routing Encapsulation (GRE) - это протокол туннелирования, разработанный компанией Cisco, который позволяет инкапсулировать широкий спектр протоколов сетевого уровня в point-to-point каналах.
Туннель GRE используется, когда пакеты должны быть отправлены из одной сети в другую через Интернет или незащищенную сеть. В GRE виртуальный туннель создается между двумя конечными точками (маршрутизаторами Cisco), а пакеты отправляются через туннель GRE.
Важно отметить, что пакеты, проходящие внутри туннеля GRE, не шифруются, поскольку GRE не шифрует туннель, а инкапсулирует его с заголовком GRE. Если требуется защита данных, IPSec должен быть настроен для обеспечения конфиденциальности данных - тогда GRE-туннель преобразуется в безопасный VPN-туннель GRE.
На приведенной ниже схеме показана процедура инкапсуляции простого незащищенного пакета GRE, проходящего через маршрутизатор и входящего в туннельный интерфейс:
Хотя многие могут подумать, что туннель GRE IPSec между двумя маршрутизаторами похож на VPN-соединение IPSec между сайтами, это не так. Основное отличие состоит в том, что туннели GRE позволяют multicast пакетам проходить через туннель, тогда как IPSec VPN не поддерживает multicast пакеты.
В больших сетях, где необходимы протоколы маршрутизации, такие как OSPF, EIGRP, туннели GRE - ваш лучший выбор. По этой причине, а также из-за того, что туннели GRE гораздо проще в настройке, инженеры предпочитают использовать GRE, а не IPSec VPN.
В этой статье объясняется, как создавать простые незащищенные (unprotected) и безопасные (IPSec encrypted) туннели GRE между конечными точками. Мы объясним все необходимые шаги для создания и проверки туннеля GRE (незащищенного и защищенного) и настройки маршрутизации между двумя сетями.
Создание Cisco GRE туннеля
Туннель GRE использует интерфейс «туннель» - логический интерфейс, настроенный на маршрутизаторе с IP-адресом, где пакеты инкапсулируются и декапсулируются при входе или выходе из туннеля GRE.
Первым шагом является создание нашего туннельного интерфейса на R1:
R1(config)# interface Tunnel0 R1(config-if)# ip address 172.16.0.1 255.255.255.0 R1(config-if)# ip mtu 1400 R1(config-if)# ip tcp adjust-mss 1360 R1(config-if)# tunnel source 1.1.1.10 R1(config-if)# tunnel destination 2.2.2.10
Все туннельные интерфейсы участвующих маршрутизаторов всегда должны быть настроены с IP-адресом, который не используется где-либо еще в сети. Каждому туннельному интерфейсу назначается IP-адрес в той же сети, что и другим туннельным интерфейсам.
В нашем примере оба туннельных интерфейса являются частью сети 172.16.0.0/24.
Поскольку GRE является протоколом инкапсуляции, мы устанавливаем максимальную единицу передачи (MTU - Maximum Transfer Unit) до 1400 байт, а максимальный размер сегмента (MSS - Maximum Segment Size) - до 1360 байт. Поскольку большинство транспортных MTU имеют размер 1500 байт и у нас есть дополнительные издержки из-за GRE, мы должны уменьшить MTU для учета дополнительных служебных данных. Установка 1400 является обычной практикой и гарантирует, что ненужная фрагментация пакетов будет сведена к минимуму.
В заключение мы определяем туннельный источник, который является публичным IP-адресом R1, и пункт назначения - публичный IP-адрес R2.
Как только мы завершим настройку R1, маршрутизатор подтвердит создание туннеля и сообщит о его состоянии:
R1# *May 21 16:33:27.321: %LINEPROTO-5-UPDOWN: Line protocol on Interface Tunnel0, changed state to up
Поскольку интерфейс Tunnel 0 является логическим интерфейсом, он останется включенным, даже если туннель GRE не настроен или не подключен на другом конце.
Далее мы должны создать интерфейс Tunnel 0 на R2:
R2(config)# interface Tunnel0 R2(config-if)# ip address 172.16.0.2 255.255.255.0 R2(config-if)# ip mtu 1400 R2(config-if)# ip tcp adjust-mss 1360 R2(config-if)# tunnel source 2.2.2.10 R2(config-if)# tunnel destination 1.1.1.10
Интерфейс туннеля R2 настроен с соответствующим IP-адресом источника и назначения туннеля. Как и в случае с R1, маршрутизатор R2 сообщит нам, что интерфейс Tunnel0 работает:
R2# *May 21 16:45:30.442: %LINEPROTO-5-UPDOWN: Line protocol on Interface Tunnel0, changed state to up
Маршрутизация сетей через туннель GRE
На этом этапе обе конечные точки туннеля готовы и могут «видеть» друг друга. Echo icmp от одного конца подтвердит это:
R1# ping 172.16.0.2 Type escape sequence to abort. Sending 5, 100-byte ICMP Echos to 172.16.0.2, timeout is 2 seconds: !!!!! Success rate is 100 percent (5/5), round-trip min/avg/max = 1/2/4 ms R1#
Опять же, этот результат означает, что две конечные точки туннеля могут видеть друг друга. Рабочие станции в любой сети по-прежнему не смогут достичь другой стороны, если на каждой конечной точке не установлен статический маршрут:
R1(config)# ip route 192.168.2.0 255.255.255.0 172.16.0.2
На R1 мы добавляем статический маршрут к удаленной сети 192.168.2.0/24 через 172.16.0.2, который является другим концом нашего туннеля GRE. Когда R1 получает пакет для сети 192.168.2.0, он теперь знает, что следующим переходом является 172.16.0.2, и поэтому отправит его через туннель.
Та же конфигурация должна быть повторена для R2:
R2(config)# ip route 192.168.1.0 255.255.255.0 172.16.0.1
Теперь обе сети могут свободно общаться друг с другом через туннель GRE.
Защита туннеля GRE с помощью IPSec
Как упоминалось ранее, GRE является протоколом инкапсуляции и не выполняет шифрование. Создание туннеля GRE точка-точка без какого-либо шифрования чрезвычайно рискованно, поскольку конфиденциальные данные могут быть легко извлечены из туннеля и просмотрены другими.
Для этого мы используем IPSec для добавления уровня шифрования и защиты туннеля GRE. Это обеспечивает нам необходимое шифрование военного уровня и спокойствие. Наш пример ниже охватывает режим туннеля GRE IPSec.
Настройка шифрования IPSec для туннеля GRE (GRE over IPSec)
Шифрование IPSec включает в себя два этапа для каждого маршрутизатора. Эти шаги:
- Настройка ISAKMP (ISAKMP Phase 1)
- Настройка IPSec (ISAKMP Phase 2)
Настройка ISAKMP (ISAKMP Phase 1)
IKE существует только для установления SA (Security Association) для IPsec. Прежде чем он сможет это сделать, IKE должен согласовать отношения SA (ISAKMP SA) с партнером.
Для начала, мы начнем работать над R1.
Первым шагом является настройка политики ISAKMP Phase 1:
R1(config)# crypto isakmp policy 1 R1(config-isakmp)# encr 3des R1(config-isakmp)# hash md5 R1(config-isakmp)# authentication pre-share R1(config-isakmp)# group 2 R1(config-isakmp)# lifetime 86400
Приведенные выше команды определяют следующее (в указанном порядке):
- 3DES - метод шифрования, который будет использоваться на этапе 1 Phase 1
- MD5 - алгоритм хеширования
- Authentication pre-share - использование предварительного общего ключа в качестве метода проверки подлинности
- Group 2 - группа Диффи-Хеллмана, которая будет использоваться
- 86400 - время жизни ключа сеанса. Выражается в килобайтах или в секундах. Значение установлено по умолчанию.
Далее мы собираемся определить Pre Shared Key (PSK) для аутентификации с партнером R1, 2.2.2.10:
R1(config)# crypto isakmp key merionet address 2.2.2.10
PSK ключ партнера установлен на merionet. Этот ключ будет использоваться для всех переговоров ISAKMP с партнером 2.2.2.10 (R2).
Создание IPSec Transform (ISAKMP Phase 2 policy)
Теперь нам нужно создать набор преобразований, используемый для защиты наших данных. Мы назвали это TS:
R1(config)# crypto ipsec transform-set TS esp-3des esp-md5-hmac R1(cfg-crypto-trans)# mode transport
Вышеуказанные команды определяют следующее:
- SP-3DES - метод шифрования
- MD5 - алгоритм хеширования
- Установите IPSec в транспортный режим.
Наконец, мы создаем профиль IPSec для соединения ранее определенной конфигурации ISAKMP и IPSec. Мы назвали наш профиль IPSec protect-gre:
R1(config)# crypto ipsec profile protect-gre R1(ipsec-profile)# set security-association lifetime seconds 86400 R1(ipsec-profile)# set transform-set TS
Теперь мы готовы применить шифрование IPSec к интерфейсу туннеля:
R1(config)# interface Tunnel 0 R1(config-if)# tunnel protection ipsec profile protect-gre
Ну и наконец пришло время применить ту же конфигурацию на R2:
R2(config)# crypto isakmp policy 1 R2(config-isakmp)# encr 3des R2(config-isakmp)# hash md5 R2(config-isakmp)# authentication pre-share R2(config-isakmp)# group 2 R2(config-isakmp)# lifetime 86400 R2(config)# crypto isakmp key merionet address 1.1.1.10 R2(config)# crypto ipsec transform-set TS esp-3des esp-md5-hmac R2(cfg-crypto-trans)# mode transport R2(config)# crypto ipsec profile protect-gre R2(ipsec-profile)# set security-association lifetime seconds 86400 R2(ipsec-profile)# set transform-set TS R2(config)# interface Tunnel 0 R2(config-if)# tunnel protection ipsec profile protect-gre
Проверка GRE over IPSec туннеля
Наконец, наш туннель был зашифрован с помощью IPSec, предоставляя нам столь необходимый уровень безопасности. Чтобы проверить и проверить это, все, что требуется, это попинговать другой конец и заставить туннель VPN IPSec подойти и начать шифрование/дешифрование наших данных:
R1# ping 192.168.2.1 Type escape sequence to abort. Sending 5, 100-byte ICMP Echos to 192.168.2.1, timeout is 2 seconds: !!!!! Success rate is 100 percent (5/5), round-trip min/avg/max = 1/3/4 ms
Используя команду show crypto session, мы можем быстро убедиться, что шифрование установлено и выполняет свою работу:
R1# show crypto session Crypto session current status Interface: Tunnel0 Session status: UP-ACTIVE Peer: 2.2.2.10 port 500 IKE SA: local 1.1.1.10/500 remote 2.2.2.10/500 Active IPSEC FLOW: permit 47 host 1.1.1.10 host 2.2.2.10 Active SAs: 2, origin: crypto map
Поздравляю! Мы только что успешно создали Point-to-point GRE over IPSec VPN туннель между двумя маршрутизаторами Cisco.
