在企业网络环境中,保障数据传输的机密性与完整性至关重要，IPsec（Internet Protocol Security）作为一套标准的网络层安全协议簇，为实现这一目标提供了强大支持，在CentOS这类企业级Linux发行版中，ipsec-tools是一个经典且轻量级的IPsec实现方案，它包含了racoon（IKE密钥交换守护进程）和setkey（安全策略与关联管理工具）等核心组件，能够帮助系统管理员快速构建起站点到站点（Site-to-Site）或远程访问VPN，本文将详细探讨在CentOS系统上安装、配置及管理ipsec-tools的全过程。
安装与基础配置
在CentOS 7或更早版本上，可以通过yum包管理器直接安装ipsec-tools，该软件包已收录在官方仓库中，安装过程十分简便。
sudo yum install ipsec-tools
安装完成后,需要启用并启动racoon服务，使其在系统启动时自动运行。
sudo systemctl enable racoon sudo systemctl start racoon
接下来是至关重要的防火墙配置,IPsec通信依赖于特定的端口和协议，必须确保防火墙放行相关流量，主要涉及：
- UDP 500端口：用于IKE（Internet Key Exchange）协商，即阶段1和阶段2的密钥交换。
- UDP 4500端口：用于NAT穿透（NAT-T），当IPsec网关位于NAT设备之后时使用。
- 协议50 (ESP)：封装安全载荷，用于实际的数据加密和认证。
- 协议51 (AH)：认证头，提供数据完整性和来源验证（较少单独使用）。
使用firewall-cmd命令进行配置：
sudo firewall-cmd --permanent --add-rich-rule='rule protocol value="esp" accept' sudo firewall-cmd --permanent --add-port=500/udp sudo firewall-cmd --permanent --add-port=4500/udp sudo firewall-cmd --reload
核心配置文件解析
ipsec-tools的配置行为主要由三个文件控制：racoon.conf、psk.txt和setkey.conf，理解它们的分工是成功部署IPsec的关键。
：这是 racoon守护进程的主配置文件，它定义了racoon如何响应连接请求、如何与对端协商安全策略，主要内容包括：log：设置日志级别和输出位置，调试时建议设置为debug或debug2。listen：指定racoon监听的地址和端口。remote：定义对端IP地址及协商策略，如使用的加密算法、哈希算法、DH group等，这是阶段1（IKE SA）协商的核心。sainfo：定义了协商成功后建立的IPsec安全关联（SA）的具体参数，如使用隧道模式还是传输模式，以及加密和认证算法，这是阶段2（IPsec SA）协商的核心。
：用于存储预共享密钥，当使用PSK认证方式时， racoon会查询此文件，其格式非常简单：对端IP地址 预共享密钥，出于安全考虑，必须将此文件的权限设置为仅root可读写：
sudo chmod 600 /etc/racoon/psk.txt
：此文件由 setkey工具使用，用于在内核中加载和管理安全策略数据库（SPD）和安全关联数据库（SAD），SPD定义了“哪些流量”需要被保护，而SAD定义了“如何保护”这些流量，我们会用setkey -f命令加载此文件中的策略。
配置示例：站点到站点VPN
假设我们需要建立一条连接网络A（168.1.0/24）和网络B（168.2.0/24）的隧道，服务器A公网IP为0.113.10，服务器B公网IP为51.100.20。
步骤1：配置安全策略（在两台服务器上操作）
编辑/etc/setkey.conf，添加如下内容：
flush;
spdflush;
# 从网络A到网络B的流量，使用ESP协议加密
spdadd 192.168.1.0/24 192.168.2.0/24 any -P out ipsec
esp/tunnel/203.0.113.10-198.51.100.20/require;
# 从网络B到网络A的流量，使用ESP协议加密
spdadd 192.168.2.0/24 192.168.1.0/24 any -P in ipsec
esp/tunnel/198.51.100.20-203.0.113.10/require;然后加载策略：
sudo setkey -f /etc/setkey.conf
步骤2：配置racoon（以服务器A为例，服务器B做相应修改）
在/etc/racoon/racoon.conf中添加对端信息：
remote 198.51.100.20 {
exchange_mode main;
proposal {
encryption_algorithm aes;
hash_algorithm sha256;
authentication_method pre_shared_key;
dh_group modp2048;
}
}
sainfo address 192.168.1.0/24 any address 192.168.2.0/24 any {
pfs_group modp2048;
encryption_algorithm aes;
authentication_algorithm hmac_sha256;
compression_algorithm deflate;
}步骤3：设置预共享密钥
在两台服务器的/etc/racoon/psk.txt中添加相同的密钥：
51.100.20 YourComplexSecretKey（服务器B上的条目为 0.113.10 YourComplexSecretKey）
步骤4：重启服务并验证
sudo systemctl restart racoon
常用命令与排错
| 命令 | 描述 | 示例用法 |
|---|---|---|
setkey -D | 显示内核中的安全关联（SA）数据库 | sudo setkey -D |
setkey -DP | 显示内核中的安全策略（SPD）数据库 | sudo setkey -DP |
racoon -F -f /etc/racoon/racoon.conf | 在前台运行racoon并输出所有调试信息，便于排错 | sudo racoon -F -f /etc/racoon/racoon.conf |
tcpdump | 抓取网络包，分析IPsec流量 | sudo tcpdump -ni eth0 esp or port 500 |
当连接出现问题时,首先应检查racoon的日志（通常位于/var/log/messages或通过journalctl -u racoon查看），关注协商阶段的错误信息，使用setkey -D确认SA是否成功建立，若SA为空，则说明IKE协商失败，使用tcpdump可以直观地看到UDP 500端口的IKE报文和ESP协议的数据包是否正常收发。
相关问答FAQs
问题1：连接失败，racoon日志显示“no proposal chosen”怎么办？
解答： 这个错误意味着IPsec隧道的两端（本地和对端）在IKE协商阶段（阶段1或阶段2）无法找到一个共同接受的安全提案（Proposal），这通常是由于加密算法、哈希算法、DH组或认证方法配置不匹配导致的，请仔细检查两端/etc/racoon/racoon.conf文件中remote部分（阶段1）和sainfo部分（阶段2）的proposal设置，确保至少有一组完全相同的算法组合被双方支持，如果一方只支持aes256-sha2-modp4096，而另一方只支持aes-sha1-modp1024，协商就会失败。
问题2：IPsec隧道已成功建立（setkey -D能看到SA），但无法ping通对端内网主机，为什么？
解答： 这个问题通常不是IPsec本身的问题，而是策略、路由或防火墙的后续问题，请按以下步骤排查：
- 检查安全策略（SPD）：使用
setkey -DP确认两端加载的SPD规则是否正确，是否覆盖了需要通信的内网网段，源地址和目标地址是否与实际流量匹配。 - 检查对端防火墙：确保对端服务器和内网主机的防火墙允许来自IPsec隧道的流量进入，在CentOS上，
firewalld的trusted区域可能需要添加隧道接口，或者ICMP（ping使用的协议）需要被明确放行。 - 检查内核IP转发：如果IPsec网关同时也是路由器，必须确保其内核开启了IP转发功能，可以通过
sysctl -w net.ipv4.ip_forward=1临时开启，或编辑/etc/sysctl.conf文件永久生效，没有IP转发，数据包无法在内外网接口之间转发。
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