Глава 9. Устранение неполадок и настройка

Обычно довольно легко настроить VPN с использованием OpenVPN. Это одна из самых привлекательных функций OpenVPN по сравнению с другими решениями VPN. Однако иногда необходимо устранить неполадки в нерабочей настройке или настроить существующую настройку для повышения производительности.

Устранение неполадок и настройка OpenVPN часто игнорируются. Файлы журнала OpenVPN на стороне клиента и сервера предоставляют много информации, но вы должны знать как их читать. При настройке файлов конфигурации клиента и сервера также допускается довольно много ошибок. В этой главе вы узнаете, как интерпретировать файлы журнала OpenVPN и как обнаруживать и исправлять некоторые из этих распространенных ошибок.

Наконец, существует большая разница между рабочей установкой и установкой, которая работает хорошо. Возможно, ваша установка OpenVPN работает правильно, но пользователи все равно могут жаловаться на низкую производительность. Получение максимальной производительности от установки OpenVPN может показаться черной магией. В этой главе вы узнаете немного этой черной магии.

В этой главе будут рассмотрены следующие темы:

Как читать файлы журнала

Поначалу отладка нерабочих настроек может показаться сложной задачей. С чего начать? К счастью, OpenVPN предоставляет отличные средства ведения журналов и отладки. Однако с увеличением степени детализации журналов становится все труднее читать эти файлы журналов. Уровень детализации журнала OpenVPN по умолчанию равен 1, но рекомендуется установить степень детализации 3. Это часто дает администратору достаточно информации для обнаружения проблем с настройкой, в то же время сводя к минимуму потери производительности.

Установка детальности на 5 или выше рекомендуется только для целей отладки, так как это сильно повлияет на производительность.

Каждый пример в этой книге до сих пор включал устанку verb 3. Во-первых, мы рассмотрим файлы журнала клиента и сервера для рабочей настройки с такой детальностью. Важно понимать и, возможно, даже хранить файлы журналов работающего соединения. При попытке найти ошибку в нерабочей настройке, очень полезно сравнивать файлы журнала нерабочего случая с файлами рабочей настройки.

Запустите сервер, используя файл конфигурации по умолчанию basic-udp-server.conf:

[root@server]# openvpn --config basic-udp-server.conf

Пока не подключайтесь к клиенту. Файл журнала сервера теперь будет содержать следующее:

 1 14:53:27 OpenVPN 2.3.6 x86_64-redhat-linux-gnu
            [SSL (OpenSSL)] [LZO] [EPOLL] [PKCS11] [MH] [IPv6]
            built on Dec 2 2014
 2 14:53:27 library versions: OpenSSL 1.0.1e-fips 11 Feb 2013,
            LZO2.03
 3 14:53:27 Diffie-Hellman initialized with 2048 bit key
 4 14:53:31 WARNING: this configuration may cache passwords in
            memory -- use the auth-nocache option to prevent this
 5 14:53:31 Control Channel Authentication: using
            '/etc/openvpn/movpn/ta.key' as a OpenVPN static key
            file
 6 14:53:31 Outgoing Control Channel Authentication: Using 160
            bit message hash 'SHA1' for HMAC authentication
 7 14:53:31 Incoming Control Channel Authentication: Using 160
            bit message hash 'SHA1' for HMAC authentication
 8 14:53:31 Socket Buffers: R=[16777216->131072]
            S=[16777216->131072]
 9 14:53:31 TUN/TAP device tun0 opened
10 14:53:31 TUN/TAP TX queue length set to 100
11 14:53:31 do_ifconfig, tt->ipv6=0, tt-did_ifconfig_ipv6_setup=0
12 14:53:31 /sbin/ip link set dev tun0 up mtu 1500
13 14:53:31 /sbin/ip addr add dev tun0 10.200.0.1/24
broadcast 10.200.0.255
14 14:53:31 GID set to nobody
15 14:53:31 UID set to nobody
16 14:53:31 UDPv4 link local (bound): [undef]
17 14:53:31 UDPv4 link remote: [undef]
18 14:53:31 MULTI: multi_init called, r=256 v=256
19 14:53:31 IFCONFIG POOL: base=10.200.0.2 size=252, ipv6=0
20 14:53:31 Initialization Sequence Completed

Метки времени в начале каждой строки были сокращены для ясности.

Давайте посмотрим на этот файл журнала построчно:

Далее мы запускаем клиент и смотрим файл журнала на стороне сервера:

[root@client]# openvpn --config basic-udp-client.conf

После этого мы также рассмотрим файл журнала на стороне клиента:

21 15:30:37 <CLIENT-IP>:39086 TLS: Initial packet from
            [AF_INET]<CLIENT-IP>:39086, sid=071ba589 7e9ff2a0
22 15:30:37 <CLIENT-IP>:39086 VERIFY OK: depth=1, C=ZA,
            ST=Enlightenment, L=Overall, O=Mastering OpenVPN,
            CN=Mastering OpenVPN, emailAddress=root@example.org
23 15:30:37 <CLIENT-IP>:39086 VERIFY OK: depth=0, C=ZA,
            ST=Enlightenment, O=Mastering OpenVPN, CN=client3,
            emailAddress=root@example.org
24 15:30:37 <CLIENT-IP>:39086 Data Channel Encrypt: Cipher
            'BF-CBC' initialized with 128 bit key
25 15:30:37 <CLIENT-IP>:39086 Data Channel Encrypt: Using 160 bit
            message hash 'SHA1' for HMAC authentication
26 15:30:37 <CLIENT-IP>:39086 Data Channel Decrypt: Cipher
            'BF-CBC' initialized with 128 bit key
27 15:30:37 <CLIENT-IP>:39086 Data Channel Decrypt: Using 160 bit
            message hash 'SHA1' for HMAC authentication
28 15:30:37 <CLIENT-IP>:39086 Control Channel: TLSv1, cipher
            TLSv1/SSLv3 DHE-RSA-AES256-SHA, 2048 bit RSA
29 15:30:37 <CLIENT-IP>:39086 [client3] Peer Connection Initiated
            with [AF_INET]<CLIENT-IP>:39086
30 15:30:37 client3/<CLIENT-IP>:39086 MULTI_sva: pool returned
            IPv4=10.200.0.2, IPv6=(Not enabled)
31 15:30:37 client3/<CLIENT-IP>:39086 MULTI: Learn: 10.200.0.2 →
            client3/<CLIENT-IP>:39086
32 15:30:37 client3/<CLIENT-IP>:39086 MULTI: primary virtual IP
            for client3/<CLIENT-IP>:39086: 10.200.0.2
33 15:30:39 client3/<CLIENT-IP>:39086 PUSH: Received control
            message: 'PUSH_REQUEST'
34 15:30:39 client3/<CLIENT-IP>:39086 send_push_reply():
            safe_cap=940
35 15:30:39 client3/<CLIENT-IP>:39086 SENT CONTROL [client3]:
            'PUSH_REPLY,route-gateway 10.200.0.1,topology subnet,
            ping 10,ping-restart 60,
            ifconfig 10.200.0.2 255.255.255.0' (status=1)

Давайте пройдемся по новым записям журнала:

Аналогично, вот файл журнала клиента (запишите временные метки и сопоставьте их с временными метками из файла журнала сервера):

 1 15:30:37 OpenVPN 2.3.6 x86_64-redhat-linux-gnu
            [SSL (OpenSSL)] [LZO] [EPOLL] [PKCS11] [MH] [IPv6]
            built on Dec 2 2014
 2 15:30:37 library versions: OpenSSL 1.0.1e-fips 11 Feb 2013,
            LZO 2.03
 3 15:30:37 Control Channel Authentication: using
            '/etc/openvpn/movpn/ta.key' as a OpenVPN static key
            file
 4 15:30:37 UDPv4 link local: [undef]
 5 15:30:37 UDPv4 link remote: [AF_INET]<SERVER-IP>:1194
 6 15:30:37 [Mastering OpenVPN Server] Peer Connection Initiated
            with [AF_INET]<SERVER-IP>:1194
 7 15:30:39 TUN/TAP device tun0 opened
 8 15:30:39 do_ifconfig, tt->ipv6=0, tt-did_ifconfig_ipv6_setup=0
 9 15:30:39 /sbin/ip link set dev tun0 up mtu 1500
10 15:30:39 /sbi/nip addr add dev tun0 10.200.0.2/24
            broadcast 10.200.0.255
11 15:30:39 Initialization Sequence Completed

Давайте пройдемся по новым записям журнала:

Обнаружение неработающей установки

Установка OpenVPN может не работать по многим причинам. В следующем разделе мы рассмотрим список распространенных сбоев. Во-первых, давайте посмотрим, что отображается в файлах журналов при неудачной попытке подключения. Сбои могут возникать очень рано при попытке подключения или даже после строки Initialization Sequence Completed.

Если мы используем неправильный файл tls-auth, соединение очень рано оборвется. Это как раз и является причиной использования файла tls-auth, поскольку минимизирует нагрузку на наш сервер OpenVPN, когда мошеннические клиенты пытаются получить доступ. Клиент, который пытается подключиться без указания файла tls-auth, будет отображаться в журналах сервера следующим образом:

16:40:31 Authenticate/Decrypt packet error:
         packet HMAC authentication failed
16:40:31 TLS Error: incoming packet authentication failed from
         [AF_INET]<CLIENT-IP>:49956
16:40:33 Authenticate/Decrypt packet error:
         packet HMAC authentication failed
16:40:33 TLS Error: incoming packet authentication failed from
         [AF_INET]<CLIENT-IP>:49956
16:40:37 Authenticate/Decrypt packet error:
         packet HMAC authentication failed
16:40:37 TLS Error: incoming packet authentication failed from
         [AF_INET]<CLIENT-IP>:49956
16:40:45 Authenticate/Decrypt packet error:
         packet HMAC authentication failed
16:40:45 TLS Error: incoming packet authentication failed from
         [AF_INET]<CLIENT-IP>:49956
16:41:01 Authenticate/Decrypt packet error:
         packet HMAC authentication failed
16:41:01 TLS Error: incoming packet authentication failed from
         [AF_INET]<CLIENT-IP>:49956

Об этом клиенте больше ничего не сообщается, поскольку сервер OpenVPN немедленно отклоняет попытку подключения. Из временных меток в файле журнала мы видим, что клиент увеличивает время задержки между попытками соединения с каждым неудачным соединением. Если в течение 60 секунд соединение не может быть установлено, клиент прервет:

TLS Error: TLS key negotiation failed to occur within 60 seconds
(check your network connectivity)
TLS Error: TLS handshake failed

Второй сбой соединения станет очевидным только после того, как соединение будет успешно инициализировано. Для этого мы указываем использование другого кодирующего шифра на одной стороне, но забываем сделать это на другой. В файле журнала клиента теперь будет отображаться следующее:

16:56:20 /sbin/ip link set dev tun0 up mtu 1500
16:56:20 /sbin/ip addr add dev tun0 10.200.0.2/24 broadcast 10.200.0.255
16:56:20 Initialization Sequence Completed
16:56:30 Authenticate/Decrypt packet error: cipher final failed
16:56:40 Authenticate/Decrypt packet error: cipher final failed

Таким образом, сначала соединение, кажется, было успешно установлено (строки с 1 по 3), но через 10 секунд шифрование и дешифрование канала данных не удается.

Заметка

Если бы в этом случае использовался графический интерфейс Windows, значок графического интерфейса стал бы зеленым, но сама VPN не работала бы!

Во время инициализации будет сообщено о большинстве проблем конфигурации на стороне сервера или клиента. О проблемах маршрутизации, которые встречаются гораздо чаще, OpenVPN обычно не сообщает. Следовательно, требуются различные методы устранения неполадок.

Исправление распространенных ошибок конфигурации

При настройке конфигурации OpenVPN есть несколько распространенных ошибок, которые легко допустить. Эти ошибки конфигурации можно условно разделить на четыре категории:

В этом разделе мы рассмотрим первые три из этих категорий. Ошибки маршрутизации будут обсуждаться позже в этой главе.

Неправильный сертификат CA в конфигурации клиента

Файл конфигурации клиента почти всегда будет содержать три строки, подобные этой:

ca ca.crt
cert client.crt
key client.key

Эти файлы сертификатов и секретных ключей были созданы в главе 3, PKI и сертификаты и широко используются в последующих главах. Файл CA, однако, не должен указывать центр сертификации, который использовался для подписи файла сертификата клиента. Это должен быть публичный сертификат центра сертификации, который использовался для подписи сертификата сервера. Если сертификат сервера был подписан другим центром сертификации, клиент откажется подключиться к серверу. Это можно увидеть в файле журнала на стороне клиента:

UDPv4 link remote: [AF_INET]<SERVER-IP>:1194
VERIFY ERROR: depth=1, error=self signed certificate in certificate
chain: C=ZA, ST=Enlightenment, L=Overall, O=Mastering OpenVPN,
CN=Mastering OpenVPN, emailAddress=root@example.org
TLS_ERROR: BIO read tls_read_plaintext error: error:14090086:SSL
routines:SSL3_GET_SERVER_CERTIFICATE:certificate verify failed
TLS Error: TLS object -> incoming plaintext read error
TLS Error: TLS handshake failed

В этом случае ошибки не регистрируются на стороне сервера, так как сертификат клиента считается действительным на сервере.

Единственное, что зарегистрируется на сервере, это:

<CLIENT-IP>:42472 TLS: Initial packet from
    [AF_INET]<CLIENT-IP>:42472, sid=9a1e4a84 cdbb6926
<CLIENT-IP>:51441 TLS: Initial packet from
    [AF_INET]<CLIENT-IP>:51441, sid=17d3c89b 6999ae97
<CLIENT-IP>:43513 TLS: Initial packet from
    [AF_INET]<CLIENT-IP>:43513, sid=4609202f 4c91c23d

Это показывает последовательные попытки подключения, которые сделаны клиентом OpenVPN.

Как исправить

Убедитесь, что в файле конфигурации клиента указан правильный файл CA.

Сертификат клиента не распознан сервером

Если сертификат клиента не распознан сервером - сервер откажет в доступе к нему. Это может произойти, если используется неправильный (или мошеннический) клиентский сертификат или если клиентский сертификат был отозван, а опция crl-verify указана в файле конфигурации сервера.

Следующие записи будут отображаться в файле журнала сервера, если неизвестный клиент попытается подключиться к серверу OpenVPN:

<CLIENT-IP>:57072 TLS: Initial packet from
    [AF_INET]<CLIENT-IP>:57072, sid=a175f1be 6faed111
<CLIENT-IP>:57072 VERIFY ERROR: depth=0, error=unable to get
    local issuer certificate: C=NL, O=Cookbook, CN=client1,
    name=Cookbook Client, emailAddress=janjust@nikhef.nl
<CLIENT-IP>:57072 TLS_ERROR: BIO read tls_read_plaintext error:
    error:140890B2:SSL routines:SSL3_GET_CLIENT_CERTIFICATE:
    no certificate returned
<CLIENT-IP>:57072 TLS Error: TLS object -> incoming plaintext
    read error
<CLIENT-IP>:57072 TLS Error: TLS handshake failed

Сервер не может проверить сертификат клиента, так как он не распознает сертификат CA, который использовался для его подписи. Поэтому отказывается разрешить этому клиенту подключаться.

На стороне клиента никакие сообщения не печатаются в файле журнала в течение 60 секунд, после чего первоначальное рукопожатие прекращается и делается новая попытка подключения:

13:24:23 UDPv4 link local: [undef]
13:24:23 UDPv4 link remote: [AF_INET]<SERVER-IP>:1194
13:25:23 TLS Error:
TLS key negotiation failed to occur within
    60 seconds (check your network connectivity)
13:25:23 TLS Error: TLS handshake failed
13:25:23 SIGUSR1[soft,tls-error] received, process restarting
13:25:25 Control Channel Authentication: using
    '/etc/openvpn/movpn/ta.key' as a OpenVPN static key file
13:25:25 UDPv4 link local: [undef]
13:25:25 UDPv4 link remote: [AF_INET]<SERVER-IP>:1194

Как исправить

Убедитесь, что сертификат клиента распознается сервером. Это можно сделать либо указав соответствующий сертификат CA в файле конфигурации сервера, либо добавив сертификат CA в составленный файл сертификата CA в файле конфигурации сервера:

# cat CA1.crt CA2.crt > /etc/openvpn/movpn/ca-stack.pem

Далее используйте следующее в конфигурации сервера:

ca /etc/openvpn/movpn/ca-stack.pem

Таким образом, клиентские сертификаты, подписанные CA1.crt или CA2.crt будут приняты сервером.

Конечно, если это мошенник, пытающийся подключиться, то более подходящим решением может быть черный список IP-адресов, с которых клиент подключается.

Несоответствие сертификата клиента и приватного ключа

Если сертификат и закрытый ключ на клиенте не совпадают, то OpenVPN даже не будет пытаться подключиться к серверу. Вместо этого в файле журнала будет напечатана следующая ошибка:

Cannot load private key file /etc/openvpn/movpn/client1.key:
error:0B080074:x509 certificate routines:
    X509_check_private_key:key values mismatch
Error: private key password verification failed
Exiting due to fatal error

Эта проблема может возникнуть, особенно, когда сертификат и закрытый ключ обновляются; Распространенной ошибкой является использование старого приватного ключа с новым сертификатом.

Как исправить

Убедитесь, что сертификат клиента и приватный ключ совпадают. Удивительно, но для этого не существует простого в использовании инструмента. Чтобы выяснить, принадлежат ли сертификат и закрытый ключ друг другу - мы можем использовать следующие команды и искать разделы modulus:

$ openssl x509 -text -noout -in client1.crt
[…]
  Public Key Algorithm: rsaEncryption
  Public-Key: (2048 bit)
  Modulus:
    00:b2:17:bd:31:6d:56:d9:eb:c9:09:98:e2:c1:48:
    c9:6a:e4:4a:6b:54:52:ea:1e:60:94:6b:cb:5e:d5:
    a1:ef:83:05:f8:cf:a4:06:df:06:ee:d6:c8:75:65:
    de:a7:96:68:a1:41:d1:9d:f0:2c:84:3f:ca:b9:d2:
    e8:07:af:37:48:24:69:57:4e:09:70:66:47:6c:47:
    36:4d:c9:29:13:eb:ed:c1:aa:cd:36:84:3c:55:18:
    bc:ce:01:34:b5:89:04:dc:09:c5:ea:f2:57:9f:c2:
    f5:c1:05:dd:66:4d:11:13:05:47:46:26:1a:55:18:
    51:bd:89:65:ba:0d:89:bd:ea:03:58:5e:d3:d9:96:
    a5:5e:2f:5f:b9:c8:88:fc:48:95:cb:4a:b2:12:3b:
    b5:ed:4c:40:4c:50:8d:1d:eb:a5:c9:c0:e6:2c:ec:
    01:0a:56:ac:db:9e:e7:56:f0:06:f7:ba:b6:ac:de:
    41:d4:fb:b3:d6:f5:fe:13:b4:03:81:d9:f7:7c:2e:
    60:2f:9c:5a:81:eb:2e:3a:e1:c4:8b:f8:b6:8d:2d:
    f7:ec:7a:f6:2c:ff:af:1c:d2:7b:58:ca:9e:d1:f4:
    ed:8a:7a:35:00:97:a3:35:dd:79:02:b4:79:9a:66:
    3c:5e:c8:4d:87:eb:68:5d:45:29:73:70:7f:61:28:
    67:b1

$ openssl rsa -text -noout -in client1.key
Private-Key: (2048 bit)
modulus:
    00:b2:17:bd:31:6d:56:d9:eb:c9:09:98:e2:c1:48:
    c9:6a:e4:4a:6b:54:52:ea:1e:60:94:6b:cb:5e:d5:
    a1:ef:83:05:f8:cf:a4:06:df:06:ee:d6:c8:75:65:
    de:a7:96:68:a1:41:d1:9d:f0:2c:84:3f:ca:b9:d2:
    e8:07:af:37:48:24:69:57:4e:09:70:66:47:6c:47:
    36:4d:c9:29:13:eb:ed:c1:aa:cd:36:84:3c:55:18:
    bc:ce:01:34:b5:89:04:dc:09:c5:ea:f2:57:9f:c2:
    f5:c1:05:dd:66:4d:11:13:05:47:46:26:1a:55:18:
    51:bd:89:65:ba:0d:89:bd:ea:03:58:5e:d3:d9:96:
    a5:5e:2f:5f:b9:c8:88:fc:48:95:cb:4a:b2:12:3b:
    b5:ed:4c:40:4c:50:8d:1d:eb:a5:c9:c0:e6:2c:ec:
    01:0a:56:ac:db:9e:e7:56:f0:06:f7:ba:b6:ac:de:
    41:d4:fb:b3:d6:f5:fe:13:b4:03:81:d9:f7:7c:2e:
    60:2f:9c:5a:81:eb:2e:3a:e1:c4:8b:f8:b6:8d:2d:
    f7:ec:7a:f6:2c:ff:af:1c:d2:7b:58:ca:9e:d1:f4:
    ed:8a:7a:35:00:97:a3:35:dd:79:02:b4:79:9a:66:
    3c:5e:c8:4d:87:eb:68:5d:45:29:73:70:7f:61:28:
    67:b1
[…]

Если мы посмотрим на модуль с открытого ключа (сертификата) и приватного ключа, то увидим что они одинаковы. Таким образом, этот сертификат и приватный ключ принадлежат друг другу.

Подсказка

При сравнении модулей часто достаточно сравнить первые несколько байтов, а затем последние несколько байтов.

Несоответствие ключей auth и tls-auth

Параметры auth и tls-auth используются для аутентификации пакетов канала управления и канала данных с использованием алгоритма подписи HMAC. Значением по умолчанию для алгоритма аутентификации HMAC является SHA1, в котором используются 160-битные ключи. Для опции tls-auth нет значения по умолчанию, так как оно не требуется. Однако этот вариант рекомендуется, поскольку он обеспечивает дополнительный уровень защиты от DDoS-атак.

Если алгоритм аутентификации, указанный в конфигурации клиента и сервера, не совпадает, то сервер не позволит клиенту начать квитирование безопасности TLS. Аналогичным образом, если файлы tls-auth на клиенте и сервере не совпадают или если с обеих сторон указан неверный параметр direction - сервер также не позволит клиенту начать квитирование безопасности TLS.

Обычно в файле конфигурации сервера указывается следующая опция:

tls-auth /etc/openvpn/movpn/ta.key 0

Соответственно, на клиенте у нас есть следующая опция:

tls-auth /etc/openvpn/movpn/ta.key 1

Здесь второй параметр определяет direction из tls-auth для используемых ключей. Этот параметр не обязателен, но он позволяет OpenVPN использовать разные ключи хеширования (или HMAC) для входящего и исходящего трафика. Ключ, используемый на клиенте для подписи исходящего трафика, должен совпадать с ключом, используемым на сервере для проверки входящего трафика, и наоборот.

Если используется неверный файл ключей tls-auth или если направление опущено или указано неверно, в журнале сервера появятся следующие записи:

Authenticate/Decrypt packet error: packet HMAC
    authentication failed
TLS Error: incoming packet authentication failed from
    [AF_INET]<CLIENT-IP>:54377

В то же время, клиент просто попытается подключиться в течение 60 секунд, прежде чем произойдет тайм-аут.

Как исправить

Убедитесь, что используется один и тот же файл tls-auth в файлах конфигурации клиента и сервера. Также убедитесь, что параметр direction указан правильно на обоих концах (если используется вообще).

Если вы все еще не уверены, какие ключи HMAC используются для входящих и исходящих соединений, то можете увеличить детализацию файла журнала, чтобы увидеть фактические ключи, используемые как клиентом, так и сервером. Давайте добавим следующее в файлы конфигурации клиента и сервера:

verb 7

Теперь обе стороны будут печатать большое количество информации о регистрации при запуске.

Строки для поиска в файле журнала на на стороне сервера:

Outgoing Control Channel Authentication:
    Using 160 bit message hash 'SHA1' for HMAC authentication
Outgoing Control Channel Authentication:
    HMAC KEY: 4660a714 7f4d33f9 d2f7c61a 9f1d5743 4bf9411e
Outgoing Control Channel Authentication:
    HMAC size=20 block_size=20
Incoming Control Channel Authentication:
    Using 160 bit message hash 'SHA1' for HMAC authentication
Incoming Control Channel Authentication:
    HMAC KEY: cd1f6d9c 88db5ec7 d7977322 e01d14f1 26ee4e22
Incoming Control Channel Authentication:
    HMAC size=20 block_size=20

Строка HMAC size = 20 соответствует тому, что используется 160-битовое хеширование с помощью SHA1, так как 160 соответстуют как 20 байт.

Если на стороне клиента используются правильный файл tls-auth и параметр direction, мы найдем следующее:

Outgoing Control Channel Authentication:
    Using 160 bit message hash 'SHA1' for HMAC authentication
Outgoing Control Channel Authentication:
    HMAC KEY: cd1f6d9c 88db5ec7 d7977322 e01d14f1 26ee4e22
Outgoing Control Channel Authentication:
    HMAC size=20 block_size=20
Incoming Control Channel Authentication:
    Using 160 bit message hash 'SHA1' for HMAC authentication
Incoming Control Channel Authentication:
    HMAC KEY: 4660a714 7f4d33f9 d2f7c61a 9f1d5743 4bf9411e
Incoming Control Channel Authentication:
    HMAC size=20 block_size=20

Ключи аутентификации входящего и исходящего каналов управления зеркально отображаются на клиенте и на сервере, обеспечивая надлежащую аутентификацию TLS.

Несоответствие размера MTU

OpenVPN использует два размера максимальной единицы передачи (MTU):

Значение по умолчанию для параметра tun-mtu составляет 1500 байт, что также является размером MTU по умолчанию для адаптера Ethernet. При нормальных обстоятельствах мы можем использовать следующую формулу для вычисления размера link-mtu из размера tun-mtu:

link-mtu = tun-mtu + constant

Здесь constant зависит от используемых параметров конфигурации. Среди параметров конфигурации, которые влияют на эту константу, мы имеем следующие:

Если мы видим несоответствие предупреждений link-mtu - это обычно указывает на неправильную конфигурацию в других местах наших файлов конфигурации клиента и сервера. Как вы увидите в последующих примерах, несоответствие в link-mtu между клиентом и сервером может происходить довольно часто. Обычно VPN-соединение не будет работать правильно, если имеется несоответствие link-mtu.

Подсказка

Не поддавайтесь искушению исправить само предупреждение link-mtu явно установив его. Сначала исправьте другие предупреждения, которые могли вызвать появление предупреждения link-mtu.

Параметр link-mtu также имеет большое значение при настройке VPN-соединения.

Чтобы получить максимальную производительность от VPN-соединения - нам нужно убедиться, что пакеты не фрагментируются операционной системой, поскольку это сильно повлияет на производительность. В частности, для спутниковых каналов это может привести к снижению производительности почти до полной остановки.

Если на стороне сервера указан другой размер MTU по сравнению со стороной клиента, в файлах журнала появится следующее предупреждение:

WARNING: 'link-mtu' is used inconsistently,
    local='link-mtu 1441', remote='link-mtu 1541'
WARNING: 'tun-mtu' is used inconsistently,
    local='tun-mtu 1400', remote='tun-mtu 1500'

Это показывает, что для конфигурации default, издержки link-mtu на самом деле составляют 41 байт. Здесь мы добавили в файл конфигурации клиента:

tun-mtu 1400

На этом этапе VPN-соединение будет функционировать. Однако производительность будет ограничена, так как пакеты должны быть фрагментированы и повторно собраны. При такой настройке можно вызвать ошибку, отправив большие пакеты ICMP с установленным флагом not fragment . В Linux/FreeBSD это можно сделать с помощью следующей команды:

$ ping -M do -s 1450 10.200.0.2

В Windows мы используем следующее:

C:\> ping -f -l 1450 10.200.0.2

Это приведет к 100-процентной потере пакета для команды ping, а также будет отображаться в файле журнала:

Authenticate/Decrypt packet error:
    packet HMAC authentication failed

Это сообщение об ошибке может сначала показаться странным, но оно вызвано тем, что отправляющая сторона создала и подписала пакет, размер которого превышает 1400 байт. Клиент получает только первые 1400 байтов этого пакета и проверяет подпись, которая терпит неудачу. Затем он отклоняет пакет и распечатывает ошибку.

Как исправить

Убедитесь, что, если вы хотите использовать опцию tun-mtu - она указана в файлах конфигурации клиента и сервера.

Несоответствие шифра

Шифр кодирования, который используется для канала данных OpenVPN, можно указать, используя следующую опцию со значением по умолчанию BF-CBC:

cipher aes-256-cbc

Если в файле конфигурации клиента указан другой шифр, чем в файле конфигурации сервера, то в файлах журнала с обеих сторон будет напечатано предупреждающее сообщение, но VPN-соединение будет установлено. Однако, как только любой трафик проходит по нему, он не сможет расшифровать. Мы можем видеть это в следующем фрагменте из файла журнала на стороне клиента:

WARNING: 'link-mtu' is used inconsistently,
    local='link-mtu 1557', remote='link-mtu 1541'
WARNING: 'cipher' is used inconsistently,
    local='cipher AES-256-CBC', remote='cipher BF-CBC'
WARNING: 'keysize' is used inconsistently,
    local='keysize 256', remote='keysize 128'
[Mastering OpenVPN Server] Peer Connection Initiated
    with [AF_INET]<SERVER-IP>:1194
TUN/TAP device tun0 opened
do_ifconfig, tt->ipv6=0, tt->did_ifconfig_ipv6_setup=0
/sbi/nip link set dev tun0 up mtu 1500
/sbi/nip addr add dev tun0 10.200.0.2/24 broadcast 10.200.0.255
Initialization Sequence Completed
Authenticate/Decrypt packet error: cipher final failed

Три напечатанных предупреждения изначально показывают как другой тип, так и другой размер используемого шифра. Шифр Blowfish по умолчанию использует 128-битную стойкость, тогда как AES-256 - 256-битную стойкость, что приводит к немного большему зашифрованному пакету (link-mtu 1541 байт для Blowfish по сравнению с link-mtu 1557 байт для AES-256).

Как исправить

Убедитесь, что в файлах конфигурации клиента и сервера указан один и тот же шифр. Поскольку файлы журналов клиента и сервера выводят ожидаемый шифр, исправить эту ошибку довольно просто.

Заметка

В настоящее время невозможно передать шифр с сервера на клиент. Это в списке пожеланий разработчиков OpenVPN, но оно оказывает существенное влияние на код. Он не будет добавлено в OpenVPN до версии 2.4 или даже 2.5.

Несоответствие компрессии

OpenVPN имеет возможность сжимать весь VPN-трафик на лету. Для определенных типов трафика, таких как обычный веб-трафик, это может повысить производительность VPN, но добавляет дополнительные издержки к протоколу VPN. Для несжимаемого трафика эта опция фактически немного снижает производительность.

Параметр, используемый для указания сжатия в настоящее время, выглядит следующим образом:

comp-lzo [no|yes|adaptive]

Обратите внимание, что нам не нужно указывать второй параметр. Значение по умолчанию является адаптивным, если используется сжатие.

Как мы узнаем в Главе 10, Будущие направления , этот вариант будет заменен более общим вариантом compression, что позволит различные механизмы сжатия.

Можно передать опцию compression с сервера на клиент, но только если опция сжатия была указана в самом файле конфигурации клиента. Если файл конфигурации клиента не содержит такой опции, VPN-соединение не будет установлено. В файле журнала клиента будет показано следующее:

UDPv4 link remote: [AF_INET]<SERVER-IP>:1194
WARNING: 'link-mtu' is used inconsistently,
    local='link-mtu 1541', remote='link-mtu 1542'
WARNING: 'comp-lzo' is present in remote config but
    missing in local config, remote='comp-lzo'
[Mastering OpenVPN Server] Peer Connection Initiated with
    [AF_INET]<SERVER-IP>:1194
TUN/TAP device tun0 opened
do_ifconfig, tt->ipv6=0, tt->did_ifconfig_ipv6_setup=0
sbinip link set dev tun0 up mtu 1500
sbinip addr add dev tun0 10.200.0.2/24 broadcast 10.200.0.255
Initialization Sequence Completed
write to TUN/TAP : Invalid argument (code=22)

Файл журнала сервера будет содержать те же сообщения WARNING, а также будет отображать предупреждения распаковки:

client3/<CLIENT-IP>:45113 Bad LZO decompression header byte: 42

Заметка

Странно, но верно: если мы будем ждать достаточно долго, клиент будет перезагружен из-за ошибок сжатия и попытается восстановить соединение. На этот раз, однако, соединение будет успешным, так как опция comp-lzo все еще находится в памяти.

Как исправить

Убедитесь, что, если вы хотите использовать сжатие, опция comp-lzo указана в файлах конфигурации клиента и сервера. С опцией comp-lzo в файле конфигурации на стороне клиента мы теперь можем контролировать тип сжатия, используемый на стороне сервера, используя опцию push. Используйте следующее:

comp-lzo no
push "comp-lzo no"

Это отключит сжатие, но, к сожалению, это не то же самое, что вообще не указывать какой-либо метод сжатия. Надеемся, что это будет решено в будущем выпуске.

Несоответствие фрагмента

Одним из наиболее часто используемых параметров настройки является опция fragment. Подробнее об этой опции вы узнаете в разделе Как оптимизировать производительность с помощью ping и iperf далее в этой главе.

Как и параметр comp-lzo, параметр fragment указывать не нужно ни с одной стороны. Однако мы не можем указать его только с одной стороны; он должен быть настроен на обоих. Если он указан только с одной стороны, то также должен быть указан и с другой. Технически говоря, даже нет необходимости использовать одно и то же значение для параметра fragment с обеих сторон, но это рекомендуется.

Если опция fragment не указана на стороне клиента, но используется на стороне сервера, то VPN-соединение не будет работать должным образом, как видно из журнала клиента:

WARNING: 'link-mtu' is used inconsistently,
  local='link-mtu 1541', remote='link-mtu 1545'
WARNING: 'mtu-dynamic' is present in remote config but
  missing in local config, remote='mtu-dynamic'
[Mastering OpenVPN Server] Peer Connection Initiated with
  [AF_INET]194.171.96.101:1194
TUN/TAP device tun0 opened
do_ifconfig, tt->ipv6=0, tt->did_ifconfig_ipv6_setup=0
sbinip link set dev tun0 up mtu 1500
sbinip addr add dev tun0 10.200.0.2/24 broadcast 10.200.0.255
Initialization Sequence Completed
write to TUN/TAP : Invalid argument (code=22)

Опять же, это будет выглядеть так, как будто VPN подключился (Initialization sequence completed), но файл журнала заполнится сообщениями об ошибках с code=22 .

Обратите внимание, что в предупреждении фактически указан mtu-dynamic, который является устаревшим названием этой функции.

Как исправить

Убедитесь, что, если вы хотите использовать параметр fragment - он указывается в файлах конфигурации клиента и сервера.

Обратите внимание, что, в отличие от опции comp-lzo, эту функцию нельзя передать с сервера на клиент.

Несоответствие tun и tap

Наиболее распространенный вариант использования сети в стиле tap - это мостовая установка, как мы узнали из Главы 6 , Режим клиент /сервер с помощью tap-устройств. Однако не все устройства поддерживают сеть в стиле tap. В частности, все устройства Android и iOS не имеют этой возможности. Следовательно, если мы подключим такое устройство к серверу OpenVPN в стиле tap, в файле журнала сервера будут перечислены предупреждения от этих клиентов:

<CLIENT-IP>:39959 WARNING: 'dev-type' is used inconsistently,
    local='dev-type tap', remote='dev-type tun'
<CLIENT-IP>:39959 WARNING: 'link-mtu' is used inconsistently,
    local='link-mtu 1573', remote='link-mtu 1541'
<CLIENT-IP>:39959 WARNING: 'tun-mtu' is used inconsistently,
    local='tun-mtu 1532', remote='tun-mtu 1500'

Помимо этих предупреждений сервер не обнаружит ничего о подключающихся клиентах. На клиенте аналогичные предупреждения будут перечислены вместе с этим:

WARNING: Since you are using --dev tun with a point-to-point
topology, the second argument to --ifconfig must be an IP address.
You are using something (255.255.255.0) that looks more like a
netmask. (silence this warning with --ifconfig-nowarn)

Так как мы не можем передать топологию подсети в настройке стиля tap, клиент возвращается к сети по умолчанию в стиле Net30. Этот тип сети по своей сути несовместим с сетью в стиле tap, но, кроме этого, клиент не выдает никаких предупреждений или ошибок.

Даже если бы мы (ошибочно) добавили topology subnet для подавления этого предупреждения на клиенте, VPN все равно не работал бы правильно.

Как исправить

Убедитесь, что с обеих сторон используется один и тот же тип сети (tun или tap). Если вам необходимо использовать устройства Android или iOS - вы должны настроить конфигурацию сервера в стиле tun, так как эти операционные системы не поддерживают сеть в стиле tap.

Проблемы с client-config-dir

В Главе 4, Режим клиент/сервер с TUN устройствами, мы узнали о CCD-файлах и их использование в разделе Специфичная для клиента конфигурация - файлы CCD. Файлы CCD обычно используются для подключения клиентской локальной сети к сети сервера с помощью оператора iroute.

Опыт работы со списками рассылки и форумами OpenVPN показал, что опция client-config-dir подвержена ошибкам и неправильной настройке. Вот три основные причины этого:

При нормальном уровне журнала OpenVPN не жалуется, если не может найти или прочитать файл CCD. Он просто обрабатывает входящее соединение как стандартное соединение, и, таким образом, требуемый оператор iroute никогда не достигается.

Самый простой способ отладки - это временно добавить дополнительную опцию в конфигурацию сервера:

ccd-exclusive

Перезагрузите сервер и клиент попытается восстановить соединение. Если сервер не может прочитать соответствующий файл CCD для подключающегося клиента - он откажет в доступе. Если это произойдет - мы знаем, что файл CCD не был прочитан. Если клиент может подключиться, то возникает другая проблема - скорее всего, проблема маршрутизации.

Другой способ увидеть что сервер OpenVPN делает с файлами CCD - это повысить уровень журнала до 4 и повторно подключить клиента, для которого указан файл CCD. Содержимое этого CCD-файла для клиента с сертификатом /CN=client1 выглядит следующим образом:

ifconfig-push 10.200.0.99 255.255.255.0
iroute 192.168.4.0 255.255.255.0

Это дает команду серверу OpenVPN назначить IP-адрес VPN 10.200.0.99 для этого клиента и для маршрутизации подсети 192.168.4.0./24 через него. Файл журнала сервера теперь содержит следующее:

<CLIENT-IP>:38876 [client1] Peer Connection Initiated with
[AF_INET]<CLIENT-IP>:38876
client1/<CLIENT-IP>:38876 OPTIONS IMPORT: reading client specific
options from: /etc/openvpn/movpn/clients/client1
client1/<CLIENT-IP>:38876 MULTI: Learn: 10.200.0.99 ->
client1/<CLIENT-IP>:38876
client1/<CLIENT-IP>:38876 MULTI: primary virtual IP for
client1/<CLIENT-IP>:38876: 10.200.0.99
client1/<CLIENT-IP>:38876 MULTI: internal route 192.168.4.0/24 ->
client1/<CLIENT-IP>:38876
client1/<CLIENT-IP>:38876 MULTI: Learn: 192.168.4.0/24 ->
client1/<CLIENT-IP>:38876

Если выделенная строка отсутствует, то файл CCD не читается. Также следующие строки, начинающиеся с MULTI: показывают как сервер OpenVPN интерпретирует строки, найденные в файле CCD. Это может быть важно для дальнейшей отладки любых вопросов iroute.

Как исправить

Если процесс сервера не может прочитать файл CCD - проверьте права доступа к полному пути к файлу, включая все подкаталоги, ведущие к нему. Убедитесь, что пользователь, указанный в параметре user, имеет разрешение на чтение всех каталогов и самого файла CCD.

Убедитесь, что в опции client-config-dir указан абсолютный путь вместо относительного. Кроме того, если мы используем опцию chroot (подробности см. в man), убедитесь, что директория client-config-dir видна внутри chroot-jail.

Используйте опцию ccd-exclusive чтобы быстро определить, может ли OpenVPN читать файл CCD. Если это возможно, то увеличьте уровень журнала на стороне сервера, чтобы увидеть, как OpenVPN интерпретирует операторы, найденные в файле CCD.

Нет доступа к устройству tun в Linux

Если OpenVPN запускается с недостаточными привилегиями или если OpenVPN настроен на удаление привилегий root и переключение на другой userid (например, nobody), то доступ к устройству tun может быть потерян. Это также может произойти, если OpenVPN используется в виртуализированной среде, такой как OpenVZ или Virtual Private Server (VPS).

Если OpenVPN запущен с недостаточными привилегиями - VPN-соединение вообще не будет установлено:

UDPv4 link local: [undef]
UDPv4 link remote: [AF_INET]<SERVER-IP>:1194
[Mastering OpenVPN Server] Peer Connection Initiated with
    [AF_INET]<SERVER-IP>:1194
ERROR: Cannot ioctl TUNSETIFF tun: Operation not permitted
    (errno=1)
Exiting due to fatal error

Проверьте userid или используйте sudo для переключения на привилегированного пользователя перед запуском OpenVPN.

Наиболее распространенный сценарий, когда доступны недостаточные привилегии, происходит после автоматического перезапуска VPN-подключения. Рассмотрим следующий файл конфигурации клиента:

client
proto udp
remote openvpnserver.example.com
port 1194
dev tun
nobind

remote-cert-tls server
tls-auth  /etc/openvpn/movpn/ta.key 1
ca        /etc/openvpn/movpn/movpn-ca.crt
cert      /etc/openvpn/movpn/client3.crt
key       /etc/openvpn/movpn/client3.key

user nobody
group nobody

Это базовый файл конфигурации с двумя строками внизу. Когда мы запускаем VPN-соединение с помощью этого файла конфигурации, соединение устанавливается правильно, но выводится предупреждение:

WARNING: you are using user/group/chroot/setcon without persist-tun
-- this may cause restarts to fail

Действительно, после перезапуска VPN-соединения (например, из-за плохого сетевого соединения) перезапуск не удастся:

[Mastering OpenVPN Server] Inactivity timeout (--ping-restart), restarting
Mon Jun 1 16:51:50 2015 sbinip addr del dev tun0 10.200.0.2/24
RTNETLINK answers: Operation not permitted
Linux ip addr del failed: external program exited with error status: 2
SIGUSR1[soft,ping-restart] received, process restarting
WARNING: you are using user/group/chroot/setcon without persist-key -- this may cause restarts to fail
Error: private key password verification failed
Exiting due to fatal error

Здесь мы видим, что OpenVPN не удалось перезапустить, так как пользователю nobody не разрешили прочитать приватный ключ, который использовался для этого соединения. Если бы мы указали пользователя с правами доступа, мы бы увидели другую ошибку:

ERROR: Cannot ioctl TUNSETIFF tun: Operation not permitted
    (errno=1)
Exiting due to fatal error

Обратите внимание, что во время перезапуска OpenVPN не может завершить работу существующего устройства tun или удалить любые системные маршруты. Это также будет иметь место, если используется persist-tun, но в этом случае он будет безвредным.

Как исправить

Добавьте следующие параметры в файл конфигурации клиента, если вы также используете параметры user и/или group:

persist-tun
persist-key

Убедитесь, что вы запускаете OpenVPN с достаточными привилегиями.

Также убедитесь, что OpenVPN имеет правильный контекст безопасности SELinux, или попробуйте запустить OpenVPN с SELinux, установленным в разрешающий или отключенный режим:

# setenforcing permissive

Отсутствие повышенных привилегий в Windows

В некоторых старых версиях программы установки OpenVPN для Windows не были заданы правильные привилегии для приложения OpenVPN GUI.

В этом конкретном примере один сервер был передан с сервера OpenVPN всем клиентам:

push "route 192.168.122.0 255.255.255.0"

В Windows Vista и выше OpenVPN требуются повышенные привилегии чтобы иметь возможность добавлять или удалять системные маршруты. Если эти привилегии отсутствуют, VPN обычно инициализируется правильно, а значок GUI становится зеленым:

Мы даже можем пропинговать сервер OpenVPN по IP-адресу его VPN-сервера. Тем не менее, файл журнала в OpenVPN GUI покажет некоторые ошибки:

Первая строка на самом деле хитрая:

Warning: cannot open -log file: .....: Access is denied

Сложность в том, что как только мы нажимаем кнопку Disconnect - журнал исчезает, так как он не может быть записан на диск! Это вызвано тем, что каталог журналов по умолчанию C:\\Program Files\OpenVPN\log доступен только пользователю с повышенными привилегиями.

Последние несколько строк в файле журнала говорят нам, что OpenVPN не удалось добавить маршрут, который был передан сервером. Опять же, это связано с тем, что программа OpenVPN была запущена с недостаточными привилегиями.

Как исправить

После перезапуска OpenVPN GUI с повышенными правами (включите Запуск от имени администратора) маршрут будет добавлен правильно. Это видно из таблицы маршрутизации:

Переданный маршрут - 192.168.122.0/24 , теперь присутствует в таблице маршрутизации, используя IP-адрес VPN сервера 10.200.0.1 в качестве шлюза.

Устранение проблем с маршрутизацией

Большинство вопросов, задаваемых в списках рассылки OpenVPN и форумах пользователей, на самом деле являются вопросами маршрутизации. Настройка VPN-соединения - это одно, а интеграция в существующую сеть - совсем другое. Для новичка трудная часть состоит в том, чтобы видеть, где заканчивается OpenVPN и где начинается маршрутизация. Этот раздел предназначен в качестве пошагового руководства по устранению неполадок маршрутизации в довольно простой настройке OpenVPN.

Рассмотрим следующий план сети:

Для этого в главном офисе устанавливается сервер OpenVPN, сотрудники которого подключаются как обычные клиенты VPN, а дополнительный офис подключается как специальный клиент, раскрывая свою собственную сеть.

Рисование детальной картины

Перед созданием файлов конфигурации для OpenVPN нарисуйте подробное изображение схемы сети, включая все подсети, IP-адреса, IP-адреса шлюза, имена интерфейсов и многое другое.

Используемые публичные IP-адреса не перечислены на этом рисунке, но это рекомендуется сделать. Кроме того, подключения от людей, работающих из дома, не включены, но они будут подключаться к общедоступному IP-адресу gateway1 на предыдущем рисунке.

На gateway1 добавлено правило переадресации портов, поэтому входящий и исходящий трафик UDP через порт 1194 перенаправляется на сервер OpenVPN в 172.31.1.2:1194.

Поскольку нам необходимо раскрыть сеть в дополнительном офисе, нам также потребуется использовать файл client-config-dir с соответствующим оператором iroute.

Файлы конфигурации сервера и клиента для этой настройки уже перечислены в Главе 4, Режим клиент/сервер с tun-устройствами, с некоторыми незначительными изменениями IP-адреса. Новый набор файлов конфигурации выглядит следующим образом:

proto udp
port 1194
dev tun

server 10.200.0.0 255.255.255.0

tls-auth  /etc/openvpn/movpn/ta.key 0
dh        /etc/openvpn/movpn/dh2048.pem
ca        /etc/openvpn/movpn/movpn-ca.crt
cert      /etc/openvpn/movpn/server.crt
key       /etc/openvpn/movpn/server.key

persist-key
persist-tun
keepalive 10 60

topology subnet

user nobody
group nobody

verb 3
daemon
log-append /var/log/openvpn.log

push "route 172.31.1.0 255.255.255.0"
client-config-dir /etc/openvpn/movpn/clients
route 192.168.3.0 255.255.255.0 10.200.0.1

Этот файл сохраняется как movpn-09-01-server.conf. Для клиента OpenVPN в дополнительном офисе создается специальный сертификат с именем /CN=SecondaryOffice. Соответствующий файл CCD, следовательно, имеет имя /etc/openvpn/movpn/clients/SecondaryOffice. Его содержание таково:

ifconfig-push 10.200.0.200 255.255.255.0
iroute 192.168.3.0 255.255.255.0

Для всех клиентов может быть использован конфигурационный файл basic-udp-client.conf или basic-udp-client.ovpn. Это, кстати, показывает гибкость конфигурационных файлов OpenVPN. В большинстве случаев нет необходимости изменять файлы конфигурации клиента, даже если макет сети на стороне сервера был изменен или в VPN была добавлена ​​вторичная сеть.

Затем мы запускаем сервер OpenVPN и клиент вторичного офиса и проверяем что файл CCD выбран. Клиент VPN на вторичном офисе может пинговать сервер OpenVPN на его VPN IP-адрес и поэтому может тест пользователь дома.

Заметка

На данный момент VPN работает, а маршрутизация - нет.

Начните с середины и двигайтесь наружу

Наиболее эффективный способ устранения неполадок в этой настройке состоит в том, чтобы рассматривать канал VPN как середину, а затем постепенно выполнять пошаговую работу до тех пор, пока все части сети не будут подключены. Во-первых, есть несколько тестов для выполнения на клиенте OpenVPN в дополнительном офисе. Почти для всех тестов достаточно простой команды ping.

Обратите внимание, что нет смысла переходить ко второму тесту, если первый не пройден, и, аналогично к третьему, если второй еще не работает:

Если нет, то проверьте ответы на следующие вопросы:

Если нет, то проверьте ответы на следующие вопросы:

Убедившись, что клиент может получить доступ ко всем машинам в локальной сети на стороне сервера - пришло время убедиться что обратное также верно. Убедитесь, что сервер OpenVPN может получить доступ ко всем машинам в локальной сети за вторичным клиентом. Тесты для выполнения очень похожи:

Это должно функционировать; в противном случае существует проблема с нашим VPN. Это может быть очень ограниченная настройка брандмауэра/iptables на клиенте. Тем не менее, на данный момент это вряд ли будет проблемой. Но лучше перестраховаться, чем потом жалеть, так что давайте проверим это.

Если это не работает, то, скорее всего, существует правило брандмауэра/iptables, которое блокирует доступ. Проверьте входящие правила.

Если нет, то проверьте ответы на следующие вопросы:

Если нет, то проверьте ответы на следующие вопросы:

На этом этапе клиент OpenVPN в дополнительном офисе должен иметь доступ ко всем машинам в локальной сети на стороне сервера, а сервер OpenVPN в главном офисе должен иметь доступ ко всем машинам в локальной сети на стороне клиента. Есть только еще один шаг: убедитесь, что серверы в локальной сети на стороне сервера могут обращаться к серверам в локальной сети на стороне клиента и наоборот. Опять же, нужно выполнить четыре теста, начиная с компьютера в локальной сети на стороне сервера:

Это должно сработать, так как клиент может добраться до этой машины в результате четвертого теста. Однако лучше перестраховаться, чем сожалеть, так что давайте проверим это.

Если это не работает, то, скорее всего, существует правило брандмауэра или iptables, которое блокирует доступ. Проверьте входящие правила на клиенте OpenVPN. Может ли сервер локальной сети достичь IP-адреса шлюза на стороне клиента?

Если нет, то проверьте ответы на следующие вопросы:

Если нет, то проверьте ответы на следующие вопросы:

Методично прорабатывая все эти шаги, мы можем решить практически все проблемы маршрутизации. В некоторых случаях могут потребоваться более продвинутые методы отладки. Это может потребовать от нас временно отключить правила брандмауэра, поэтому перед попыткой сделать это следует соблюдать особую осторожность.

Найдите время, чтобы временно отключить брандмауэр

В списках рассылки OpenVPN было слишком много случаев, когда люди не могли заставить маршрутизацию работать, и это оказалось слишком ограничительным правилом брандмауэра или iptables. Нет необходимости отключать все правила брандмауэра, но если вы застряли на одном из двенадцати шагов, перечисленных ранее, то попробуйте отключить брандмауэр, связанный с устройством, которое вы не можете достичь или с которого вы отправляете трафик.

Заметка

Если вам нужно использовать настройку NATted, убедитесь, что вы не отключаете правила NATting.

Если ничего не помогает, используйте tcpdump

Низкоуровневый сетевой инструмент tcpdump - отличный инструмент для проверки подключения. Для устранения проблем с маршрутизацией мы можем использовать tcpdump, чтобы увидеть, поступает ли какой-либо трафик в конкретный сетевой интерфейс или покидает его, и мы можем проверить адреса источника и назначения этого трафика. На клиенте или сервере Windows может быть проще запустить Wireshark (http://www.wireshark.org), который предоставляет аналогичные функции, включая графический интерфейс.

В двенадцати шагах, перечисленных ранее, могут помочь следующие операторы tcpdump:

  1. Запустите tcpdump -nnel -i tun0 на сервере, чтобы увидеть, поступает ли вообще какой-либо трафик через VPN.
  2. Запустите tcpdump -nnel -i eth0 на сервере (где eth0 - интерфейс локальной сети используемого сервера), чтобы увидеть, поступает ли вообще какой-либо трафик на интерфейс локальной сети. Если нет, то, скорее всего, правило брандмауэра отбрасывает входящий трафик на туннельном интерфейсе.
  3. Запустите tcpdump -nnel -i eth0 на сервере, чтобы проверить, покидает ли трафик интерфейс LAN с помощью следующего:
source address      = 10.200.0.200
destination address = 172.31.1.254

Также проверьте, видим ли мы обратный трафик от серверного шлюза с обратными адресами отправителя и получателя.

  1. Снова запустите tcpdump -nnel -i eth0 на сервере, чтобы проверить, покидает ли трафик интерфейс локальной сети со следующими заголовками пакетов:
source address      = 10.200.0.200
destination address = 172.31.1.XXX

Здесь 172.31.1.XXX - это IP-адрес компьютера, к которому мы пытаемся подключиться в локальной сети на стороне сервера. Есть ли обратный трафик?

И так далее и так далее для оставшихся шагов!

Как оптимизировать производительность с помощью ping и iperf

Получить максимальную производительность из установки OpenVPN может быть сложно. В чистой сети Ethernet стандартные настройки OpenVPN довольно хороши. Однако в гигабитных сетях требуется некоторая настройка.

Когда используется ADSL или кабельное модемное соединение, производительность также обычно довольно хорошая. Однако при определенных обстоятельствах производительность нашего туннеля OpenVPN может значительно отставать от производительности обычной сети. Эти обстоятельства почти всегда зависят от интернет-провайдера, но, тем не менее, стоит изучить как повысить производительность.

Ключом к оптимизации производительности является наличие хороших инструментов для измерения производительности. Два основных, но бесценных инструмента для измерения производительности сети - это ping и iperf. Инструмент iperf легко доступен в Linux, FreeBSD и Mac OS. Есть порты, доступные для Windows и даже Android.

Использование ping

Используя ping мы можем определить оптимальный размер MTU для нашей сети. Большинство сетевых операторов сейчас предоставляют своим клиентам MTU для Ethernet размером 1500 байт. Это приводит к полезной нагрузке пакета в 1472 байта. Остальные 28 байтов являются издержками TCP/IP для таких вещей, как адрес источника и назначения.

Однако если между клиентом и сервером существует сеть с более низким MTU, то это может значительно повысить производительность, уменьшив размер пакетов OpenVPN чуть ниже этого размера. Чтобы определить максимальный размер передачи для нашей сети, мы используем следующее:

$ ping -M do -s 1472 www.example.org

В Windows мы используем следующее:

C:\> ping -f -l 1472 www.example.org

Она будет отправлять ICMP-пакеты на удаленный сервер по нашему выбору с установленным флагом not fragment, инструктируя сетевые маршрутизаторы не разбивать этот пакет на более мелкие биты. Если между клиентом и сервером есть сеть с меньшим MTU, то команда ping завершится неудачно:

$ ping -M do -s 1472 www.example.org
PING www.example.org (IP) 1472(1500) bytes of data.

ping: local error: Message too long, mtu=1480

Это говорит нам о том, что производительность будет, скорее всего, лучше, если мы используем либо фрагмент размером 1480, либо размер MTU 1480 байт вместо значения по умолчанию 1500. Обратите внимание, что это не является гарантией - только измерив фактическую производительность VPN, мы узнаем, каково влияние на самом деле.

Использование iperf

Используя iperf мы можем измерить производительность сети как внутри, так и вне VPN-туннеля. Это даст нам ценную информацию о том, сколько пропускной способности мы тратим, используя VPN-туннель.

Прежде чем измерять производительность самого VPN-туннеля, всегда пытайтесь измерить производительность нормальной сети. Будет довольно сложно заставить VPN работать лучше чем базовая сеть.

Сначала запустите iperf на сервере с помощью следующей команды:

$ iperf -s

Затем запустите iperf на клиенте с помощью следующей команды:

$ iperf -c openvpn.example.org

В кабельной сети, которая использовалась для тестирования, результат выглядит следующим образом:

Это на самом деле скорость загрузки используемого кабельного соединения. Теперь мы можем проверить производительность VPN-туннеля в той же сети:

[ 3] 0.0-10.8 sec 5.25 MBytes 4.09 Mbits/sec

Повторение измерения дает очень похожие цифры, поэтому справедливо утверждать, что производительность VPN-туннеля на несколько процентов ниже производительности базовой сети. Это на самом деле имеет смысл, так как использование VPN действительно создает некоторые накладные расходы для инкапсуляции, шифрования и аутентификации (подписи) исходных данных. Это будет трудно для дальнейшей оптимизации этой сети.

Аналогично, для скорости загрузки используемого кабельного соединения мы обнаруживаем, что производительность VPN-туннеля на несколько процентов ниже:

Производительность базовой сети показана следующим образом:

[ 4]  0.0-10.6 sec  51.6 MBytes 40.7 Mbits/sec

Теперь сравните это с VPN-туннелем:

[ 4]  0.0-10.7 sec  49.5 MBytes 39.0 Mbits/sec

Опять же, мы видим снижение производительности на 4,5 процента.

Теперь мы можем использовать параметры fragment и mssfix, чтобы посмотреть сможем ли мы повысить производительность. Там будет немного проб и ошибок для поиска подходящего места для конкретной установки. Неизвестно, какое именно место будет заранее, но метод его определения всегда один и тот же. Теперь добавьте параметры в файлы конфигурации клиента и сервера:

fragment X
mssfix

Делая это и изменяя X, мы получаем следующие результаты:

X (bytes) Download (Mbps) Upload (Mbps)
1200 37.9 3.94
1300 38.1 4.01
1400 38.4 4.04
1472 38.8 4.06
1500 37.6 3.98
39.0 4.09

Мы можем заключить, что настройки OpenVPN по умолчанию - самое приятное место для этой сети. Мы могли бы повторить это упражнение, изменив параметр tun-mtu но мы получили бы тот же результат. Однако рекомендуется сначала настроить производительность с помощью параметра fragment, поскольку этот параметр меньше влияет на пересылку пакетов.

Гигабитная сеть

Теперь мы выполним ту же процедуру в неиспользуемой сети Gigabit Ethernet. Производительность iperf базовой сети составляет 950 Мбит/с вверх и вниз.

Когда мы запускаем сервер OpenVPN с помощью конфигурации basic-udp-server.conf и подключаем к нему клиента с помощью файла конфигурации basic-udp-client.conf, мы достигаем следующей производительности iperf:

[ ID] Interval        Transfer      Bandwidth
[ 5]   0.0-10.0 sec    193 MBytes    161 Mbits/sec
[ 4]   0.0-10.0 sec    242 MBytes    203 Mbits/sec

Сейчас наблюдается явное падение производительности. К сожалению, снижение параметра fragment нам здесь не поможет. С fragment 1200 мы достигаем 149 Мбит/с и 115 Мбит/с соответственно.

В высокоскоростных сетях также имеет смысл поэкспериментировать с шифром кодирования. Оба сервера, используемые в этом примере, способны выполнять быстрые инструкции AES благодаря расширению AES-NI, которое присутствует в процессорах (Xeon E5 2620 с тактовой частотой 2 ГГц и Xeon E5 2643 с тактовой частотой 3,5 ГГц, соответственно). Давайте добавим следующее:

cipher aes-256-cbc

Теперь мы получаем следующий результат:

[ 5]  0.0-10.0 sec  316 MBytes  265 Mbits/sec
[ 4]  0.0-10.0 sec  266 MBytes  223 Mbits/sec

На способном процессоре шифр оказывает большое влияние на производительность. Поскольку OpenVPN является монолитной программой - большое количество ядер не помогает вообще. Тактовая частота процессора является доминирующим фактором. Подключив ноутбук Core i7 с тактовой частотой 3,8 ГГц к серверу Xeon E5-2643 с частотой 3,5 ГГц, мы получаем гораздо более высокую пропускную способность, используя точно такую ​​же конфигурацию:

[ 5]  0.0-10.0 sec  707 MBytes  593 Mbits/sec
[ 4]  0.0-10.0 sec  529 MBytes  443 Mbits/sec

Таким образом, если вы хотите настроить туннель OpenVPN через высокоскоростную сеть, то лучший совет - использовать высокопроизводительные ЦП, которые поддерживают набор инструкций AES-NI. С такой настройкой можно достичь скорости сети более 500 Мбит/с в обоих направлениях.

Анализ трафика OpenVPN с помощью tcpdump

Низкоуровневый сетевой инструмент tcpdump или его аналог Wireshark с графическим интерфейсом является последним средством для устранения неполадок и производительности сети. В этом разделе мы рассмотрим процесс захвата и анализа зашифрованного сетевого трафика, создаваемого OpenVPN.

Сначала мы настраиваем нашу стандартную сеть OpenVPN, используя конфигурационные файлы basic-udp. На клиенте также работает веб-сервер. Мы будем использовать команду wget на стороне сервера, чтобы извлечь файл с веб-сервера, чтобы мы могли посмотреть на полученный сетевой трафик.

Мы запускаем tcpdump на интерфейсе Ethernet и собираем сетевой трафик, выполняя wget вне туннеля:

wget -O /dev/null https://CLIENT-IP/test1

Результирующий вывод tcpdump выглядит следующим образом (для ясности изменен):

Как мы видим, существует 13 пакетов для передачи текстового файла размером 5 КБ. Большинство из этих пакетов были использованы для установки и разрыва соединения, но есть четыре больших пакета, которые были использованы для фактической передачи данных. Первые три из четырех пакетов имеют размер 1514 байт, что является максимальным размером пакета Ethernet.

Далее мы запускаем ту же команду wget внутри туннеля. Теперь мы наблюдаем зашифрованный трафик на адаптере Ethernet:

Здесь мы видим 22 захваченных пакета. Первый и последний два пакета являются heartbeat пакетами OpenVPN и могут игнорироваться. Оставшиеся 18 пакетов являются зашифрованным эквивалентом пакетов, показанных в первом выводе tcpdump. Как мы видим здесь, длина пакета немного меньше, и особенно payload каждого пакета немного меньше: самый большой пакет payload UDP составляет 1445 байтов. Эти 1445 байт содержат зашифрованные и подписанные данные из команды wget. В нашей настройке мы не указали параметр fragment - это означает, что OpenVPN 2.3 по умолчанию будет иметь внутреннюю фрагментацию 1450 байт.

Общий размер каждого пакета никогда не превышает 1487 байтов, что довольно близко к оптимальному: обычно пакеты не должны превышать размер MTU, который составляет 1500 байтов.

Этот дамп экрана tcpdump также показывает что фрагментации не происходит, кроме как внутри OpenVPN. Это хорошо, поскольку мы хотим избежать фрагментации пакетов операционной системой или сетью для максимальной производительности. Если бы мы видели здесь фрагментацию пакетов, то это было бы отличным признаком того, что нам нужно было добавить дополнительную фрагментацию в нашу конфигурацию OpenVPN.

Давайте посмотрим, что произойдет, если мы добавим fragment 1400 в нашу настройку. Мы перезапускаем сервер и клиент и снова запускаем команду wget:

С добавленным в нашу настройку fragment 1400 мы можем видеть в выводе tcpdump что полезная нагрузка пакета теперь составляет 1397 байт, что очень близко к пределу 1400. Мы также видим, что теперь требуется больше пакетов для передачи текстового файла размером 5 КБ по туннелю, что означает снижение производительности. Из этого снимка экрана мы можем сделать вывод, что нам следует снова удалить параметр.

Из предыдущего скриншота и предыдущего мы также можем сделать вывод, что каждый пакет OpenVPN несет 42-байтовые издержки. Эти издержки частично способствуют накладным расходам, возникающим при использовании любого решения VPN. Он включает в себя всю служебную информацию, поскольку все сетевые пакеты должны содержать служебную информацию об адресе источника, адресе назначения, типе пакета, контрольные суммы, флаги и многое другое.

Наконец, давайте посмотрим на содержимое реального зашифрованного пакета OpenVPN. Для этого удобно использовать инструмент Wireshark (http://www.wireshark.org). Wireshark в основном предоставляет графический интерфейс поверх низкоуровневого инструмента tcpdump. Он может декодировать содержимое большинства типов сетевого трафика, как мы можем видеть на следующем снимке экрана (снимок экрана был анонимным по соображениям конфиденциальности):

Этот скриншот говорит нам следующее:

Этот пакет будет получен OpenVPN, проверен на аутентификацию, расшифрован и распакован (если мы указали). Полученный незашифрованный пакет затем перенаправляется в таблицы маршрутизации операционной системы, которые решают, куда направить пакет. В нашем случае пакет останется на сервере и будет передан процессу wget.

Резюме

В этой главе вы познакомились с некоторыми основными приемами устранения неполадок и настройки OpenVPN. Вы также получили представление о чтении файлов журналов клиента и сервера. Вы узнали как обнаружить и исправить некоторые из наиболее часто совершаемых ошибок. Большинство вопросов в списке рассылки OpenVPN касаются проблем маршрутизации - поэтому мы обсудили обнаружение и устранение проблем маршрутизации. Наконец, существует большая разница между работающей установкой и хорошо работающей установкой, поэтому мы рассмотрели примеры того, как обнаруживать и решать проблемы с производительностью.

Конечно, OpenVPN не идеален и поэтому ваша нерабочая настройка также может быть вызвана ошибкой в ​​самом OpenVPN. Существует несколько каналов для сообщения об ошибках, включая список электронной почты (openvpn-users@lists.sourceforge.net), канал IRC (#openvpn на freenode.net IRC) и веб-сайт форума (https://forums.openvpn.net). Вы также можете отправлять запросы на функции или списки пожеланий на эти каналы, некоторые из которых могут появиться в будущей версии OpenVPN.

В следующей главе вы узнаете, что нового можно ожидать в следующих выпусках OpenVPN. Вы также узнаете, какие в настоящее время известны проблемы с базой кодов OpenVPN, и узнаете о планах по устранению этих проблем.