CentOS 7 搭建OpenVPN服务器

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OpenVPN的工作原理

在Linux2.4版本以上，操作系统支持一个名为tun的设备，tun设备的驱动程序中包含两个部分，一部分是字符设备驱动，一部分是网卡驱动。网卡的驱动把从TCP/IP协议栈收到的数据包结构skb放于tun设备的读取队列，用户进程通过调用字符设备接口read获得完整的IP数据包，字符驱动read函数的功能是从设备的读取队列读取数据，将核心态的skb传递给用户；反过来字符驱动write函数给用户提供了把用户态的数据写入核心态的接口，write函数把用户数据写入核心空间并穿入TCP/IP协议栈。该设备既能以字符设备的方式被读写，作为系统的虚拟网卡，也具有和物理网卡相同的特点：能够配置IP地址和路由。对虚拟网卡的使用是OpenVPN实现其SSL VPN功能的关键。

OpenVPN服务器一般需要配置一个虚拟IP地址池和一个自用的静态虚拟IP地址（静态地址和地址池必须在同一个子网中），然后为每一个成功建立SSL连接的客户端动态分配一个虚拟IP地址池中未分配的地址。这样，物理网络中的客户端和OpenVPN服务器就连接成一个虚拟网络上的星型结构局域网，OpenVPN服务器成为每个客户端在虚拟网络上的网关。OpenVPN服务器同时提供对客户端虚拟网卡的路由管理。当客户端对OpenVPN服务器后端的应用服务器的任何访问时，数据包都会经过路由流经虚拟网卡，OpenVPN程序在虚拟网卡上截获数据IP报文，然后使用SSL协议将这些IP报文封装起来，再经过物理网卡发送出去。OpenVPN的服务器和客户端在虚拟网卡之上建立起一个虚拟的局域网络，这个虚拟的局域网对系统的用户来说是透明的。

OpenVPN的服务器和客户端支持tcp和udp两种连接方式，只需在服务端和客户端预先定义好使用的连接方式（tcp或udp）和端口号，客户端和服务端在这个连接的基础上进行SSL握手。连接过程包括SSL的握手以及虚拟网络上的管理信息，OpenVPN将虚拟网上的网段、地址、路由发送给客户端。连接成功后，客户端和服务端建立起SSL安全连接，客户端和服务端的数据都流入虚拟网卡做SSL的处理，再在tcp或udp的连接上从物理网卡发送出去

环境说明

192.168.0.10外网     10.4.82.10 内网

系统环境
[root@vpn ~]# cat /etc/redhat-release 
CentOS Linux release 7.7.1908 (Core)
[root@vpn ~]# uname -r
3.10.0-1062.9.1.el7.x86_64

网卡为双网卡
[root@vpn ~]# ifconfig 
eth0: flags=4163<UP,BROADCAST,RUNNING,MULTICAST>  mtu 1500
        inet 192.168.0.11  netmask 255.255.255.0  broadcast 192.168.0.255
        inet6 fe80::6b5a:9ab8:1bb:5f8d  prefixlen 64  scopeid 0x20
        ether 00:0c:29:32:b2:36  txqueuelen 1000  (Ethernet)
        RX packets 15104  bytes 16993218 (16.2 MiB)
        RX errors 0  dropped 0  overruns 0  frame 0
        TX packets 8661  bytes 889872 (869.0 KiB)
        TX errors 0  dropped 0 overruns 0  carrier 0  collisions 0

eth1: flags=4163<UP,BROADCAST,RUNNING,MULTICAST>  mtu 1500
        inet 10.4.82.11  netmask 255.255.255.0  broadcast 10.4.82.255
        inet6 fe80::20c:29ff:fe32:b240  prefixlen 64  scopeid 0x20
        ether 00:0c:29:32:b2:40  txqueuelen 1000  (Ethernet)
        RX packets 202  bytes 18735 (18.2 KiB)
        RX errors 0  dropped 0  overruns 0  frame 0
        TX packets 8  bytes 656 (656.0 B)
        TX errors 0  dropped 0 overruns 0  carrier 0  collisions 0

首先我们先使用easy-rsa制作openVPN证书

下载并解压easy-rsa软件包

mkdir /data/tools -p 
wget -P /data/tools http://down.i4t.com/easy-rsa.zip
unzip -d /usr/local /data/tools/easy-rsa.zip

在开始制作CA证书之前，我们还需要编辑vars文件，修改如下相关选项

cd /usr/local/easy-rsa-old-master/easy-rsa/2.0/

vim vars
export KEY_COUNTRY="cn"
export KEY_PROVINCE="BJ"
export KEY_CITY="BJ"
export KEY_ORG="abcdocker"
export KEY_EMAIL="cyh@i4t.com"
export KEY_CN=abc
export KEY_NAME=abc
export KEY_OU=abc

#行数大约67行开始,主要是修改默认的注册信息，比如注册公司、公司名称、部门、国家城市等

注意：以上内容，我们也可以使用系统默认的，也就是说不进行修改也是可以使用的

然后使用使环境变量生效

#初始化环境边看
source vars
./clean-all

#注意：执行clean-all命令会在当前目录下创建一个名词为keys的目录

接下来开始正式制作CA证书，命令如下

./build-ca

# 生成根证书ca.crt和根密钥ca.key
#因为在vars中填写了证书的基本信息，所以这里一路回车即可

这时我们可以查看keys目录，已经帮我们生成ca.crt和ca.key两个文件，其中ca.crt就是我们的证书文件

[root@abc01 2.0]# ls keys
ca.crt  ca.key  index.txt  serial

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制作Server端证书

为服务端生成证书和密钥

#一直回车，2个Y

[root@abc01 2.0]# ./build-key-server server
....
An optional company name []:
Using configuration from /usr/local/easy-rsa-old-master/easy-rsa/2.0/openssl-1.0.0.cnf
Check that the request matches the signature
Signature ok
The Subject's Distinguished Name is as follows
countryName           :PRINTABLE:'cn'
stateOrProvinceName   :PRINTABLE:'BJ'
localityName          :PRINTABLE:'BJ'
organizationName      :PRINTABLE:'abcdocker'
organizationalUnitName:PRINTABLE:'abc'
commonName            :PRINTABLE:'abc'
name                  :PRINTABLE:'abc'
emailAddress          :IA5STRING:'cyh@i4t.com'
Certificate is to be certified until Jan 31 14:01:35 2030 GMT (3650 days)
Sign the certificate? [y/n]:y


1 out of 1 certificate requests certified, commit? [y/n]y
Write out database with 1 new entries
Data Base Updated

#这里的server就是我们server端的证书 

查看新生成的证书

[root@abc01 2.0]# ls keys
01.pem   abc.key  index.txt       serial
server.crt  ca.crt   index.txt.attr  serial.old
server.csr  ca.key   index.txt.old

这里我们已经生成了server.crt、server.key、server.csr三个文件，其中server.crt和server.key两个文件是我们需要使用的

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制作Client端证书

这里我们创建2个用户，分别为client1和client2

#每一个登陆的VPN客户端需要有一个证书，每个证书在同一时刻只能供一个客户端连接，下面建立2份
#为客户端生成证书和密钥（一路按回车，直到提示需要输入y/n时，输入y再按回车，一共两次）
./build-key client1
./build-key client2

每一个登陆的VPN客户端需要有一个证书，每个证书在同一时刻只可以一个客户端连接(可以修改配置文件)

现在为服务器生成加密交换时的Diffie-Hellman文件

./build-dh
# 创建迪菲·赫尔曼密钥，会生成dh2048.pem文件（生成过程比较慢，在此期间不要去中断它）

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证书生成完毕

[root@abc01 2.0]# ll keys
total 84
-rw-r--r-- 1 root root 7997 Feb  3 09:01 01.pem
-rw-r--r-- 1 root root 7880 Feb  3 09:09 02.pem
-rw-r--r-- 1 root root 7997 Feb  3 09:01 abc.crt
-rw-r--r-- 1 root root 1765 Feb  3 09:01 abc.csr
-rw------- 1 root root 3272 Feb  3 09:01 abc.key
-rw-r--r-- 1 root root 2293 Feb  3 09:01 ca.crt
-rw------- 1 root root 3272 Feb  3 09:01 ca.key
-rw-r--r-- 1 root root  424 Feb  3 09:06 dh2048.pem
-rw-r--r-- 1 root root  211 Feb  3 09:09 index.txt
-rw-r--r-- 1 root root   21 Feb  3 09:09 index.txt.attr
-rw-r--r-- 1 root root   21 Feb  3 09:01 index.txt.attr.old
-rw-r--r-- 1 root root  105 Feb  3 09:01 index.txt.old
-rw-r--r-- 1 root root    3 Feb  3 09:09 serial
-rw-r--r-- 1 root root    3 Feb  3 09:01 serial.old
-rw-r--r-- 1 root root 7880 Feb  3 09:09 test.crt
-rw-r--r-- 1 root root 1765 Feb  3 09:09 test.csr
-rw------- 1 root root 3272 Feb  3 09:09 test.key

其中包含了一个test用户和abc用户的证书

其中只有.crt和.key文件是我们需要使用的

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安装OpenVPN

安装vpn的方法有2种，一种是使用yum安装，另外一种是编译安装。这两个我们选择一个就可以

编译安装

#安装依赖包
curl -o /etc/yum.repos.d/CentOS-Base.repo http://mirrors.aliyun.com/repo/Centos-7.repo
wget -O /etc/yum.repos.d/epel.repo http://mirrors.aliyun.com/repo/epel-7.repo
yum makecache
yum install -y lzo lzo-devel openssl openssl-devel pam pam-devel net-tools git lz4-devel


#下载openVPN软件包
wget -P /data/tools http://down.i4t.com/openvpn-2.4.7.tar.gz
cd /data/tools

#安装openVPN
tar zxf openvpn-2.4.7.tar.gz
cd openvpn-2.4.7
./configure --prefix=/usr/local/openvpn-2.4.7
make
make install

# 创建软连接
ln -s /usr/local/openvpn-2.4.7 /usr/local/openvpn

yum安装

OpenVPN需要安装EPEL

curl -o /etc/yum.repos.d/epel.repo http://mirrors.aliyun.com/repo/epel-7.repo
yum clean all && yum makecache

yum 安装openVPN

yum install -y openvpn

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配置OpenVPN服务端

我们需要创建openVPN文件目录和证书目录

# openVPN配置文件目录，yum安装默认存在
mkdir /etc/openvpn

#openvpn证书目录
mkdir /etc/openvpn/keys

生成tls-auth key并将其拷贝到证书目录中（防DDos攻击、UDP淹没等恶意攻击）

#编译安装执行此句
/usr/local/openvpn/sbin/openvpn --genkey --secret ta.key

# yum安装执行此句
openvpn --genkey --secret ta.key

#将本地的ta.key移动到openVPN证书目录
mv ./ta.key /etc/openvpn/keys/

将我们上面生成的CA证书和服务端证书拷贝到证书目录中

$ cp /usr/local/easy-rsa-old-master/easy-rsa/2.0/keys/{server.crt,server.key,ca.crt,dh2048.pem} /etc/openvpn/keys/

[root@k8s-01 ~]# ll /etc/openvpn/keys/
total 24
-rw-r--r-- 1 root root 2342 Feb  3 12:48 ca.crt
-rw-r--r-- 1 root root  424 Feb  3 12:48 dh2048.pem
-rw-r--r-- 1 root root 8089 Feb  3 12:48 server.crt
-rw------- 1 root root 3272 Feb  3 12:48 server.key
-rw------- 1 root root  636 Feb  3 12:47 ta.key


#abc和test为我们client端用户的证书

拷贝OpenVPN配置文件

# 编译安装
cp /data/tools/openvpn-2.4.7/sample/sample-config-files/server.conf /etc/openvpn/

# yum安装
cp /usr/share/doc/openvpn-2.4.7/sample/sample-config-files/server.conf /etc/openvpn/

接下来我们来配置服务端的配置文件

$ cat /etc/openvpn/server.conf 
port 1194       #openVPN端口
proto tcp       #tcp连接
dev tun         #生成tun0虚拟网卡

ca keys/ca.crt      #相关证书配置路径(可以修改为全路径/etc/openvpn/keys)
cert keys/server.crt
key keys/server.key  # This file should be kept secret
dh keys/dh2048.pem

server 10.4.82.0 255.255.255.0   #默认虚拟局域网网段，不要和实际的局域网冲突就可以
ifconfig-pool-persist ipp.txt     

push "route 10.4.82.0 255.255.255.0"    #可以通过iptables进行路由的转发
client-to-client                 #如果客户端都是用一个证书和密钥连接VPN，需要打开这个选项
duplicate-cn
keepalive 10 120
tls-auth keys/ta.key 0 # This file is secret
comp-lzo

persist-key
persist-tun

status openvpn-status.log   #状态日志路径
log-append  openvpn.log     #运行日志
verb 3                      #调试信息级别



#如果需要接入ldap，需要在server.conf下添加如下2行
plugin /usr/lib64/openvpn/plugin/lib/openvpn-auth-ldap.so "/etc/openvpn/auth/ldap.conf cn=%u"
client-cert-not-required

#如何环境和我相同，可以直接cp我的配置文件

开启内核路由转发功能

echo "net.ipv4.ip_forward = 1" >>/etc/sysctl.conf
sysctl -p

如果有iptables可以开启iptables策略

iptables -P FORWARD ACCEPT
iptables -I INPUT -p tcp --dport 1194 -m comment --comment "openvpn" -j ACCEPT
iptables -t nat -A POSTROUTING -s 10.4.82.0/24 -j MASQUERADE

启动openvpn服务

$ cd /etc/openvpn/
$ /usr/local/openvpn/sbin/openvpn --daemon --config /etc/openvpn/server.conf

检查服务

$ netstat -lntup|grep 1194
tcp        0      0 0.0.0.0:1194            0.0.0.0:*               LISTEN      48091/openvpn       

设置开机启动

echo "/usr/local/openvpn/sbin/openvpn --daemon --config /etc/openvpn/server.conf > /dev/null 2>&1 &" >> /etc/rc.local

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客户端连接测试

无论我们是在Windows还是Linux OS上Client端的配置，都需要将Client证书、CA证书以及Client配置文件下载下来

现在我们需要先配置一下client.conf

cp /data/tools/openvpn-2.4.7/sample/sample-config-files/client.conf /root/

#修改如下，并将client.conf修改为client.ovpn
$ cat /root/client.conf
client
dev tun
proto tcp
remote 192.168.0.10 1194    #openvpn服务器的外网IP和端口(可以写多个做到高可用)
resolv-retry infinite
nobind
persist-key
persist-tun
ca ca.crt
cert client1.crt         #用户的证书
key client1.key

tls-auth ta.key 1
cipher AES-256-CBC
comp-lzo
verb 3


#比较重点的就是修改remote 地址，这里的地址为server
cert key，我们这里使用用户的证书，所以证书也应当修改为client1.crt和client1.key
tls-auth 因为使用加密协议，所以ta.key也需要下载下来

修改后缀并导出

[root@vpn ~]# mv client.conf client.ovpn
[root@vpn ~]# sz client.ovpn 

#同时还需要导出几个证书
mv client.conf client.ovpn
sz /root/client.ovpn
sz /etc/openvpn/keys/ca.crt 
sz /etc/openvpn/keys/ta.key 
sz /usr/local/easy-rsa-old-master/easy-rsa/2.0/keys/client1.crt 
sz /usr/local/easy-rsa-old-master/easy-rsa/2.0/keys/client1.key 

添加用户

以后我们如果想添加用户只需要到cd /usr/local/easy-rsa-old-master/easy-rsa/2.0目录下执行./build-key 用户名，在将keys目录下生成的用户名.crt和key导出，修改一下client.ovpn的用户key名称即可

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Windows

客户端需要证书如下

Windows客户端下载

http://down.i4t.com/openvpn-install-2.4.7-I606-Win10.exe

http://down.i4t.com/openvpn-install-2.4.7-I606-Win7.exe

打开浏览器即可下载

安装步骤，直接C盘就可以了，文件很小~

疯狂下一步即可

安装完成后

接下来我们需要替换一下证书

点击桌面的logo，右击属性

点击打开文件位置

点击上方OpenVPN从新选择目录

选择config目录

将config目录下文件全部删除

然后将我们导出的5个证书复制过去

其中client1.*为client1用户的证书

现在我们进行启动openvpn客户端，进行连接

双击桌面OpenVPN

右击图标，选择连接

这里可以看到已经连接成功

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Mac

复制链接到浏览器，下载软件包

http://down.i4t.com/Tunnelblick_3.8.1_build_5400.dmg

我们直接点开client.ovpn就可以自动链接

成功后会有下面的流量图

配置文件打开方式

这时候网络已经通了