如何在 Debian / Ubuntu 服务器上架设 L2TP / IPSec VPN

2021-09-20 00:03:03

本站的 Rio 最近在一台 Ubuntu 和一台 Debian 主机上配置了 L2TP / IPSec VPN，并在自己的博客上做了记录。原文以英文写就，我把它大致翻译了一下，结合我和 Rio 在设置过程中的通信，成文如下，希望能帮到有需要的朋友。以下文字的全部版权归 Rio 所有，如有错误，责任完全归我。—— 编者

首先解释一个问题：在 iPhone 的 VPN 设置介面里（Settings >> General >> Network >> VPN），你可以看到三个标签：L2TP, PPTP, IPSec。但上面我们又讲本次介绍的 VPN 方式叫「L2TP / IPSec」，这两者究竟是什么关系？

这三个标签确实令人混淆，准确的写法应该是：L2TP over IPSec, PPTP, Cisco IPSec。PPTP 跟另外两者关系不大，且大家较为熟悉，暂且不提，L2TP 和 IPSec 的区别如下。

L2TP：一个「包装」协议，本身并不提供加密和验证的功能。

IPSec：在 IP 数据包的层级提供加密和验证功能，确保中间人无法解密或者伪造数据包。

本来，只用 IPSec 就可以实现 VPN，Mac OS X 和 Linux 都支持。但是 Mac OS X 和 iPhone OS 都推荐使用 L2TP over IPSec，在两者的图形介面上也只能设置这个。L2TP / IPSec 是业界标准，微软也支持。而只用 IPSec 的常见于 Linux-to-Linux 的应用，比如将两个位于不同地区的办公室网络安全地连在一起。这多是固定 IP 路由器到固定 IP 路由器级别的连接，只需保证数据包不被中途截获或者伪造就可以，故使用 L2TP 的意义不大。L2TP / IPSec 主要是实现所谓「Road Warrior」的设置，即用变动的客户端连固定的服务器。

Cisco 的 VPN 用的也是 IPSec 加密，但那是一套不同于 L2TP 的私有包装协议，用于提供用户管理之类的功能，因此一般都需要用 Cisco 自家的 VPN 客户端连接。iPhone / iPad 的 VPN 设置介面中的 IPSec 标签里有 Cisco 的标识，就是这个原因。

以下是在 Ubuntu 和 Debian 主机上架设 L2TP / IPSec VPN 的步骤，一共十四步。你需要有服务器的 root 权限（所以 DreamHost, BlueHost, MediaTemple 这些服务供应商帮你把一切打点周到的主机就无缘了），也需要一些基本的 Linux 知识。不然的话，我们还是推荐您找一位比较熟技术的朋友帮忙。

一、安装 IPSec。如上所述，IPSec 会对 IP 数据包进行加密和验证。这意味着你的电脑 / 移动设备与服务器之间传输的数据无法被解密、也不能被伪造。我推荐用 openswan 这个后台软件包来跑 IPSec。

用以下命令安装 openswan:

sudo aptitude install openswan

二、用文字编辑器打开 /etc/ipsec.conf，改成这样：

version 2.0
config setup
    nat_traversal=yes
    virtual_private=%v4:10.0.0.0/8,%v4:192.168.0.0/16,%v4:172.16.0.0/12
    oe=off
    protostack=netkey

conn L2TP-PSK-NAT
    rightsubnet=vhost:%priv
    also=L2TP-PSK-noNAT

conn L2TP-PSK-noNAT
    authby=secret
    pfs=no
    auto=add
    keyingtries=3
    rekey=no
    ikelifetime=8h
    keylife=1h
    type=transport
    left=YOUR.SERVER.IP.ADDRESS
    leftprotoport=17/1701
    right=%any
    rightprotoport=17/%any

三、用文字编辑器打开 /etc/ipsec.secrets，改成这样：

YOUR.SERVER.IP.ADDRESS   %any:  PSK "YourSharedSecret"

（别忘了把「YOUR.SERVER.IP.ADDRESS」这部分换成你的服务器的 IP 地址，把「YourSharedSecret」部分换成随便一个字串，例如你喜欢的一句话，等等。）

四、运行以下命令：

for each in /proc/sys/net/ipv4/conf/*
do
    echo 0 > $each/accept_redirects
    echo 0 > $each/send_redirects
done

五、检查一下 IPSec 能否正常工作：

sudo ipsec verify

如果在结果中看到「Opportunistic Encryption Support」被禁用了，没关系，其他项 OK 即可。

六、重启 openswan:

sudo /etc/init.d/ipsec restart

七、安装 L2TP。常用的 L2TP 后台软件包是 xl2tpd，它和 openswan 是同一帮人写的。

运行以下命令：

sudo aptitude install xl2tpd

八、用文字编辑器打开 /etc/xl2tpd/xl2tpd.conf，改成这样：

[global]
ipsec saref = yes

[lns default]
ip range = 10.1.2.2-10.1.2.255
local ip = 10.1.2.1
;require chap = yes
refuse chap = yes
refuse pap = yes
require authentication = yes
ppp debug = yes
pppoptfile = /etc/ppp/options.xl2tpd
length bit = yes

这里要注意的是 ip range 一项里的 IP 地址不能和你正在用的 IP 地址重合，也不可与网络上的其他 IP 地址冲突。

九、安装 ppp。这是用来管理 VPN 用户的。

sudo aptitude install ppp

十、检查一下 /etc/ppp 目录里有没有 options.xl2tpd 这个文件，没有的话就建一个，文件内容如下：

require-mschap-v2
ms-dns 208.67.222.222
ms-dns 208.67.220.220
asyncmap 0
auth
crtscts
lock
hide-password
modem
debug
name l2tpd
proxyarp
lcp-echo-interval 30
lcp-echo-failure 4

注意 ms-dns 两行我填的是 OpenDNS。如果你想用其他的 DNS 服务器（例如谷歌的公共 DNS），请自行更换。

十一、现在可以添加一个 VPN 用户了。用文字编辑器打开 /etc/ppp/chap-secrets:

# user      server      password            ip
test        l2tpd       testpassword        *

如果你之前设置过 PPTP VPN，chap-secrets 文件里可能已经有了其他用户的列表。你只要把 test l2tpd testpassword * 这样加到后面即可。

十二、重启 xl2tpd:

sudo /etc/init.d/xl2tpd restart

十三、设置 iptables 的数据包转发：

iptables --table nat --append POSTROUTING --jump MASQUERADE
echo 1 > /proc/sys/net/ipv4/ip_forward

十四、因为某种原因，openswan 在服务器重启后无法正常自动，所以我们可以在 /etc/rc.local 文件里写入如下语句：

iptables --table nat --append POSTROUTING --jump MASQUERADE
echo 1 > /proc/sys/net/ipv4/ip_forward
for each in /proc/sys/net/ipv4/conf/*
do
    echo 0 > $each/accept_redirects
    echo 0 > $each/send_redirects
done
/etc/init.d/ipsec restart

到这里，设置工作已经基本完成。你可以用 iPhone 或 iPad 试着连一下。记得在「Secret」中填入你在上述第三步里填的 YourSharedSecret。

如果连接成功，上网也没问题的话，恭喜你，大功告成。如果连不上，恐怕还得多做一步。

Ubuntu 9.10 自带的 openswan 版本是 2.6.22, Debian Lenny 带的版本是 2.4.12。这两个版本的 openswan 都有问题。我们的测试结果表明，2.6.24 版的 openswan 可以在上述两版的 Linux 操作系统下正常工作。所以如果做完以上十四步还是连不上的话，请考虑从源码编译 openswan 2.6.24 ：

sudo aptitude install libgmp3-dev gawk flex bison
wget http://www.openswan.org/download/openswan-2.6.24.tar.gz
tar xf openswan-2.6.24.tar.gz
cd openswan-2.6.24
make programs
sudo make install

编译需要一段时间。你的 Linux 内核版本需要高于 2.6.6。

然后可以删除原先通过 aptitude 安装的 openswan，并重启之：

sudo aptitude remove openswan
sudo /etc/init.d/ipsec restart

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