More than 3 years have passed since last update.

OracleCloud IPsec VPNで接続してみた (VyOS)

Last updated at 2020-11-12Posted at 2019-05-05

はじめに

Oracle Cloud には、Oracle Cloud の仮想ネットワーク(VCN) とオンプレミスネットワークを相互に接続する方法があります。大きく分けて、下の3個の方法があります。

Internet接続：Global IP を使用して接続
IPsec VPN接続：Internet を経由して、仮想的なプライベート接続
FastConnect接続：キャリアが提供するネットワーク(閉域網など)を使用して、プライベート接続。帯域やレイテンシーなど、性能が高いのが特徴

今回の記事は、手軽にプライベート接続を確認するために、IPsec VPN 接続を行う手順を記載します。
IPsec接続するための、VPN ルータは、VyOSを使用します。

接続概要

オンプレミス環境を持っていないため、OCIのVCNを疑似オンプレミス環境として扱います。
純粋なVCN環境と、疑似オンプレミスとして扱うVCN環境の、2環境をIPsec VPNで相互接続を行います。

VCN : Frankfurt の VCN
- CIDR:10.0.0.0/16
疑似オンプレミス : Oracle Cloud の VCNを疑似オンプレミスとして使う
- CIDR:10.100.0.0/16
- VyOS をIPsec VPNのルータとして使用

手順

oci cli を主に使用して設定を進めます。変数格納や json を加工するための jq コマンドを多用していますのでご注意ください。

VCN側事前準備

VCNを作成

oci network vcn create --cidr-block 10.0.0.0/16 --display-name vpnnw-vyos --dns-label vpnnwvyos --profile frankfurt

VCNのOCIR を変数に格納

set vcn_ocid (oci network vcn list --profile frankfurt | jq -r '.data | map(select(.["display-name"] == "vpnnw-vyos"))[].id')

Regional Private Subnet を2個、Regional Public Subnetを1個作成
Regional Public Subnet を作る理由は、手元のPCからVCN環境へ接続するためです。

oci network subnet create --cidr-block 10.0.0.0/24 --vcn-id $vcn_ocid --display-name private01 --dns-label private01 --prohibit-public-ip-on-vnic true --profile frankfurt
oci network subnet create --cidr-block 10.0.1.0/24 --vcn-id $vcn_ocid --display-name private02 --dns-label private02 --prohibit-public-ip-on-vnic true --profile frankfurt
oci network subnet create --cidr-block 10.0.2.0/24 --vcn-id $vcn_ocid --display-name public01 --dns-label public01 --prohibit-public-ip-on-vnic false --profile frankfurt

3個のsubnetのOCIDを変数に格納

set subnet_private01 (oci network subnet list --vcn-id $vcn_ocid --display-name private01 --profile frankfurt | jq -r ".data[0].id")
set subnet_private02 (oci network subnet list --vcn-id $vcn_ocid --display-name private02 --profile frankfurt | jq -r ".data[0].id")
set subnet_public01 (oci network subnet list --vcn-id $vcn_ocid --display-name public01 --profile frankfurt | jq -r ".data[0].id")

Ubuntu18.04のOCIDを変数に格納

set ubuntu1804_ocid (oci compute image list --operating-system "Canonical Ubuntu" --operating-system-version "18.04" --sort-by TIMECREATED --sort-order DESC --profile frankfurt | jq -r ".data[0].id")

Instance を作成

oci compute instance launch \
--availability-domain TGjA:EU-FRANKFURT-1-AD-1 \
--fault-domain FAULT-DOMAIN-1 \
--shape VM.Standard2.2 \
--display-name privins01 \
--hostname-label privins01 \
--image-id $ubuntu1804_ocid \
--subnet-id $subnet_private01 \
--assign-public-ip false \
--ssh-authorized-keys-file ~/.ssh/id_rsa.pub \
--profile frankfurt

oci compute instance launch \
--availability-domain TGjA:EU-FRANKFURT-1-AD-2 \
--fault-domain FAULT-DOMAIN-1 \
--shape VM.Standard2.2 \
--display-name privins02 \
--hostname-label privins02 \
--image-id $ubuntu1804_ocid \
--subnet-id $subnet_private02 \
--assign-public-ip false \
--ssh-authorized-keys-file ~/.ssh/id_rsa.pub \
--profile frankfurt

oci compute instance launch \
--availability-domain TGjA:EU-FRANKFURT-1-AD-3 \
--fault-domain FAULT-DOMAIN-1 \
--shape VM.Standard2.2 \
--display-name pubins01 \
--hostname-label pubins01 \
--image-id $ubuntu1804_ocid \
--subnet-id $subnet_public01 \
--assign-public-ip true \
--ssh-authorized-keys-file ~/.ssh/id_rsa.pub \
--profile frankfurt

Public Instance に接続するため、Internet Gateway・Route Tableを作成して、Public Subnet に設定します

oci network internet-gateway create --is-enabled true --vcn-id $vcn_ocid --display-name intgw01 --profile frankfurt
set ig_ocid (oci network internet-gateway list --vcn-id $vcn_ocid --display-name intgw01 --profile frankfurt | jq -r ".data[0].id")
oci network route-table create --vcn-id $vcn_ocid --display-name public-routetable --profile frankfurt \
  --route-rules "[{\"cidrBlock\":\"0.0.0.0/0\",\"networkEntityId\":\"$ig_ocid\"}]"
set routetable_ocid (oci network route-table list --vcn-id $vcn_ocid --display-name public-routetable --profile frankfurt | jq -r ".data[0].id")
oci network subnet update --subnet-id $subnet_public01 --route-table-id $routetable_ocid --profile frankfurt

疑似オンプレミス側事前準備

VyOSをOCIで稼働させるために、こちらの記事を参考に Custom Image を作成します。

VCNを作成

oci network vcn create --cidr-block 10.100.0.0/16 --display-name onpremnw-vyos --dns-label onpremnwvyos --profile ashburn

VCNのOCIR を変数に格納

set onprem_vcn_ocid (oci network vcn list --profile ashburn | jq -r '.data | map(select(.["display-name"] == "onpremnw-vyos"))[].id')

regional public subnet を1個作成

oci network subnet create --cidr-block 10.100.0.0/24 --vcn-id $onprem_vcn_ocid --display-name onprem01 --dns-label onprem01 --prohibit-public-ip-on-vnic false --profile ashburn

subnetのOCIDを変数に格納

set subnet_onprem01 (oci network subnet list --vcn-id $onprem_vcn_ocid --display-name onprem01 --profile ashburn | jq -r ".data[0].id")

Ubuntu18.04 ImageのOCIDを変数に格納

set ubuntu1804_ocid (oci compute image list --operating-system "Canonical Ubuntu" --operating-system-version "18.04" --sort-by TIMECREATED --sort-order DESC --profile ashburn | jq -r ".data[0].id")

VyOS用 Image の OCID を変数に格納

set vyos_ocid (oci compute image list --profile ashburn --display-name "vyos-1.2.0" | jq -r ".data[0].id")

Instance

oci compute instance launch \
--availability-domain TGjA:US-ASHBURN-AD-2 \
--fault-domain FAULT-DOMAIN-1 \
--shape VM.Standard2.2 \
--display-name onpremins01 \
--hostname-label onpremins01 \
--image-id $ubuntu1804_ocid \
--subnet-id $subnet_onprem01 \
--assign-public-ip true \
--ssh-authorized-keys-file ~/.ssh/id_rsa.pub \
--profile ashburn

oci compute instance launch \
--availability-domain TGjA:US-ASHBURN-AD-2 \
--fault-domain FAULT-DOMAIN-1 \
--shape VM.Standard2.2 \
--display-name vyos \
--hostname-label vyos \
--image-id $vyos_ocid \
--subnet-id $subnet_onprem01 \
--assign-public-ip true \
--ssh-authorized-keys-file ~/.ssh/id_rsa.pub \
--profile ashburn

Instance に接続するため、Internet Gatewayを作成して、Default Route Table に、ルールを設定します

oci network internet-gateway create --is-enabled true --vcn-id $onprem_vcn_ocid --display-name intgw1 --profile ashburn
set onpewm_ig_ocid (oci network internet-gateway list --vcn-id $onprem_vcn_ocid --display-name intgw1 --profile ashburn | jq -r ".data[0].id")
set onpewm_routetable_ocid (oci network route-table list --vcn-id $onprem_vcn_ocid --display-name "Default Route Table for onpremnw-vyos" --profile ashburn | jq -r ".data[0].id")
oci network route-table update --rt-id $onpewm_routetable_ocid --route-rules "[{\"cidrBlock\":\"0.0.0.0/0\",\"networkEntityId\":\"$onpewm_ig_ocid\"}]" --profile ashburn

VyOSのVNIC設定変更。VNIC上で、Source/Destination Check を実施しない(スキップ)するように変更します。

set vyos_instance_ocid (oci compute instance list --display-name "vyos" --profile ashburn | jq -r ".data[0].id")
set vyos_vnic_ocid (oci compute instance list-vnics --instance-id $vyos_instance_ocid --profile ashburn | jq -r ".data[0].id")
oci network vnic update --vnic-id $vyos_vnic_ocid --skip-source-dest-check true --profile ashburn

こちらの記事を参考に、Deploy した VyOSインスタンスのIPアドレスを設定、SSHポートの設定変更などを行います。

Security List を変更して、以下の要件に対応します

VyOSサーバのSSHポート変更
ICMP (Ping)
IPsecのためにポート開放 (4500, 500, ESP) ESPプロトコル(protocol50)を許可するのを、忘れないように注意

set onprem_vcn_seclist_ocid (oci network security-list list --vcn-id $onprem_vcn_ocid --display-name "Default Security List for onpremnw-vyos" --profile ashburn | jq -r ".data[0].id")
oci network security-list update --security-list-id $onprem_vcn_seclist_ocid --profile ashburn --force \
  --ingress-security-rules '[
                              { 
                                "isStateless":false,
                                "source":  "0.0.0.0/0", 
                                "protocol": "6",
                                "tcpOptions": {
                                  "sourcePortRange": null,
                                  "destinationPortRange": {"max":22, "min":22}
                                }
                              },
                              {
                                "isStateless":false,
                                "source":  "0.0.0.0/0", 
                                "protocol": "1"
                              },
                              {
                                "isStateless":false,
                                "source":  "0.0.0.0/0", 
                                "protocol": "6",
                                "tcpOptions": {
                                  "sourcePortRange": null,
                                  "destinationPortRange": {"max":52016, "min":52016}
                                }
                              },
                              {
                                "isStateless":false,
                                "source":  "0.0.0.0/0", 
                                "protocol": "6",
                                "tcpOptions": {
                                  "sourcePortRange": null,
                                  "destinationPortRange": {"max":500, "min":500}
                                }
                              },
                              {
                                "isStateless":false,
                                "source":  "0.0.0.0/0", 
                                "protocol": "6",
                                "tcpOptions": {
                                  "sourcePortRange": null,
                                  "destinationPortRange": {"max":4500, "min":4500}
                                }
                              },
                              {
                                "isStateless":false,
                                "source":  "0.0.0.0/0", 
                                "protocol": "17",
                                "udpOptions": {
                                  "sourcePortRange": null,
                                  "destinationPortRange": {"max":500, "min":500}
                                }
                              },
                              {
                                "isStateless":false,
                                "source":  "0.0.0.0/0", 
                                "protocol": "17",
                                "udpOptions": {
                                  "sourcePortRange": null,
                                  "destinationPortRange": {"max":4500, "min":4500}
                                }
                              },
                              {
                                "isStateless":false,
                                "source":  "0.0.0.0/0", 
                                "protocol": "50"
                               }
                            ]'

VCN側 IPsec設定

DRG作成

oci network drg create --display-name drg01 --profile frankfurt

DRGのIDを変数に格納

set drg_ocid (oci network drg list --profile frankfurt | jq -r '.data | map(select(.["display-name"] == "drg01"))[].id')

VCNにDRGをアタッチ

oci network drg-attachment create --vcn-id $vcn_ocid --drg-id $drg_ocid --profile frankfurt

Route Tablesの編集

既存Subnetに紐づいている Default の Route Tables を編集して、Static Route を設定します。オンプレミスへの通信は、DRGを経由する設定を付与します

Target Type : DRG
Destination CIDR Block : 10.100.0.0/16 (オンプレミスのネットワークセグメント)
Target DRG : drg01

set routetable_ocid (oci network route-table list --vcn-id $vcn_ocid --display-name "Default Route Table for vpnnw-vyos" --profile frankfurt | jq -r ".data[0].id")
oci network route-table update --profile frankfurt --rt-id $routetable_ocid --route-rules "[{\"cidrBlock\":\"10.100.0.0/16\",\"networkEntityId\":\"$drg_ocid\"}]"

コンソール上で表示結果

Security List の編集

source port 500, 4500 を TCP UDP 共に設定

set vcn_seclist_ocid (oci network security-list list --vcn-id $vcn_ocid --display-name "Default Security List for vpnnw-vyos" --profile frankfurt | jq -r ".data[0].id")
oci network security-list update --security-list-id $vcn_seclist_ocid --profile frankfurt --force \
  --ingress-security-rules '[
                              { 
                                "isStateless":false,
                                "source":  "0.0.0.0/0", 
                                "protocol": "6",
                                "tcpOptions": {
                                  "sourcePortRange": null,
                                  "destinationPortRange": {"max":22, "min":22}
                                }
                              },
                              {
                                "isStateless":false,
                                "source":  "0.0.0.0/0", 
                                "protocol": "1"
                              },
                              {
                                "isStateless":false,
                                "source":  "0.0.0.0/0", 
                                "protocol": "6",
                                "tcpOptions": {
                                  "sourcePortRange": {"max":500, "min":500},
                                  "destinationPortRange": null
                                }
                              },
                              {
                                "isStateless":false,
                                "source":  "0.0.0.0/0", 
                                "protocol": "6",
                                "tcpOptions": {
                                  "sourcePortRange": {"max":4500, "min":4500},
                                  "destinationPortRange": null
                                }
                              },
                              {
                                "isStateless":false,
                                "source":  "0.0.0.0/0", 
                                "protocol": "17",
                                "udpOptions": {
                                  "sourcePortRange": {"max":500, "min":500},
                                  "destinationPortRange": null
                                }
                              },
                              {
                                "isStateless":false,
                                "source":  "0.0.0.0/0", 
                                "protocol": "17",
                                "udpOptions": {
                                  "sourcePortRange": {"max":4500, "min":4500},
                                  "destinationPortRange": null
                                }
                              }
                            ]'

コンソール上での結果表示

CPE作成

CPE(Customer-Premises Equipment) を作成します。CPEはオンプレミスなどに存在している IPsec VPN のルータの Global IP を指定して、OCI上に作成を行います。

oci network cpe create --ip-address 129.213.37.197 --display-name omprem-vyos --profile frankfurt

CPE の OCID を変数に格納します

set cpe_ocid (oci network cpe list --profile frankfurt | jq -r '.data | map(select(.["display-name"] == "omprem-vyos"))[].id')

IPSec Connections作成

VCNとオンプレミス環境を接続するための、IPSec Connection を作成します。IPSec Connection を1個作成することで、コネクションを設定するためのVCN側のGlibal IP が2個生成されます。
冗長構成を考慮すると、Global IP 2個ともコネクションを設定するのが推奨です。
なお、オンプレミス側でも、IPSec のためのルータは複数用意することが推奨ですが、今回は簡単にするため1個のIPSec ルータで設定を進めています。

create する時のパラメータ static-routes は、オンプレミス環境のネットワークを指定します。
createした後、Availableになるまで、自分の環境では5分ほど待機する必要がありました

oci network ip-sec-connection create --cpe-id $cpe_ocid --drg-id $drg_ocid --static-routes '["10.100.0.0/16"]' --display-name ipsec-con-vyos --profile frankfurt

ID を変数に格納

set ipsec_con_ocid (oci network ip-sec-connection list --cpe-id $cpe_ocid --drg-id $drg_ocid --profile frankfurt | jq -r ".data[0].id")

IPSec connection に設定された Global IP2個と、コネクションを張るためのパスワード shared-secret の値を確認します。以下の例では実際の値を、 secret1, secret2 に変更しています。

> oci network ip-sec-connection get-config --profile frankfurt --ipsc-id $ipsec_con_ocid
{
  "data": {
    "compartment-id": "ocid1.compartment.oc1..aaaaaaaasaxgjviqpyubmkpj3pnh6khw4wtsc736bquokfqgduq6h7wubsta",
    "id": "ocid1.ipsecconnection.oc1.eu-frankfurt-1.aaaaaaaauj7sjz4qqcftpg3kvxheufnaiq6bw2upmw3if2drecwp662eykkq",
    "time-created": "2019-05-05T11:50:55.557000+00:00",
    "tunnels": [
      {
        "ip-address": "130.61.6.62",
        "shared-secret": "secret1",
        "time-created": "2019-05-05T11:50:55.618000+00:00"
      },
      {
        "ip-address": "130.61.7.62",
        "shared-secret": "secret2",
        "time-created": "2019-05-05T11:50:55.614000+00:00"
      }
    ]
  }
}

疑似オンプレミス側 VyOS 設定

Route Table を更新 VyOSに向ける

疑似オンプレミス環境は、OCIを使っているため、Route Table を更新する必要があります。
疑似オンプレミスから、OCIのVCNへ通信するためのStatic Route を設定し、Libreswan(10.100.0.5)経由でのルーティングを有効にします。
実際のオンプレミス環境の場合は、ルータなどでルーティング情報を更新する必要があります。

memo : CLI で設定

GUI の調子が悪いときは、OCI CLI でも設定可能です

oci network route-table update \
--rt-id ocid1.routetable.oc1.ap-tokyo-1.aaaaaaaaffevijrdvm5jvoiqrdhicrs2vkys7pqgp2vearx2kzcsg4kcr3ka \
--route-rules '
[
  {
    "cidr-block": null,
    "description": null,
    "destination": "0.0.0.0/0",
    "destination-type": "CIDR_BLOCK",
    "network-entity-id": "ocid1.privateip.oc1.ap-tokyo-1.abxhiljre5jaj56r7brnjvpr74if6plyq244t57op2k4slkbpbybyupkjbna"
  }
]
'

VyOS設定

VyOSでIPsec VPN のための設定を行います。configure mode に入ります

$ configure
#

VyOS上でVPN用のVTI(Virtual Tunnel Interface) を2個作成します。

set interface vti vti0 description "OCI IPSec tunnel 1"
set interface vti vti1 description "OCI IPSec tunnel 2"
set vpn ipsec ipsec-interfaces interface eth0

IKE(Internet Key Exchage) の設定を行います。IKEは鍵交換を行うためのプロトコルです。IKEは、ISAKMP/Oakleyというプロトコルをもとにして作られています。

set vpn ipsec ike-group oracle proposal 1
set vpn ipsec ike-group oracle proposal 1 encryption aes256
set vpn ipsec ike-group oracle proposal 1 hash sha256
set vpn ipsec ike-group oracle lifetime 28800
set vpn ipsec ike-group oracle proposal 1 dh-group 5

ESP(Encapsulated Security Payload) の設定を行います。ESPは、パケットの改ざんが行われていないか認証を行うプロトコルです。

set vpn ipsec esp-group oracle proposal 1
set vpn ipsec esp-group oracle proposal 1 encryption aes256
set vpn ipsec esp-group oracle proposal 1 hash sha1
set vpn ipsec esp-group oracle lifetime 3600
set vpn ipsec esp-group oracle pfs enable

OCIのDRGとVyOS間で、IPsec のピアを設定します。
peerに入力する Global IP は、OCIのIPsec Connection配下にある、2個の Global IP をそれぞれ入力します。
pre-shared-secretの値は、IPsec Connection配下にあるTunnelで表示される「Shared Secret」の値を入力します。

# peer 1
set vpn ipsec site-to-site peer 130.61.6.62
set vpn ipsec site-to-site peer 130.61.6.62 authentication mode pre-shared-secret
set vpn ipsec site-to-site peer 130.61.6.62 authentication pre-shared-secret secret1
set vpn ipsec site-to-site peer 130.61.6.62 authentication id 129.213.37.197
set vpn ipsec site-to-site peer 130.61.6.62 default-esp-group oracle
set vpn ipsec site-to-site peer 130.61.6.62 ike-group oracle
set vpn ipsec site-to-site peer 130.61.6.62 local-address 10.100.0.3
set vpn ipsec site-to-site peer 130.61.6.62 vti bind vti0

# peer 2
set vpn ipsec site-to-site peer 130.61.7.62
set vpn ipsec site-to-site peer 130.61.7.62 authentication mode pre-shared-secret
set vpn ipsec site-to-site peer 130.61.7.62 authentication pre-shared-secret secret2
set vpn ipsec site-to-site peer 130.61.7.62 authentication id 129.213.37.197
set vpn ipsec site-to-site peer 130.61.7.62 default-esp-group oracle
set vpn ipsec site-to-site peer 130.61.7.62 ike-group oracle
set vpn ipsec site-to-site peer 130.61.7.62 local-address 10.100.0.3
set vpn ipsec site-to-site peer 130.61.7.62 vti bind vti1

疑似オンプレミス環境から VCNへのStaticRouteを設定します

set protocols static interface-route 10.0.0.0/16 next-hop-interface vti0
set protocols static interface-route 10.0.0.0/16 next-hop-interface vti1

上記コマンドでStaticRouteが反映されない場合は、Linux Kernel から直接実行すると一時的な設定が出来ます。OS再起動するとStaticRouteの設定が消えるため注意

sudo ip route add 10.0.0.0/16 nexthop dev vti0 nexthop dev vti1

設定を保存します

commit
save

通信確認

VyOSからVCN

ping

vyos@vyos:~$ ping 10.0.0.2
PING 10.0.0.2 (10.0.0.2) 56(84) bytes of data.
64 bytes from 10.0.0.2: icmp_seq=1 ttl=63 time=99.2 ms
64 bytes from 10.0.0.2: icmp_seq=2 ttl=63 time=99.3 ms
64 bytes from 10.0.0.2: icmp_seq=3 ttl=63 time=99.2 ms
64 bytes from 10.0.0.2: icmp_seq=4 ttl=63 time=99.3 ms
^C
--- 10.0.0.2 ping statistics ---
4 packets transmitted, 4 received, 0% packet loss, time 3002ms
rtt min/avg/max/mdev = 99.254/99.310/99.370/0.227 ms
vyos@vyos:~$
vyos@vyos:~$ ping 10.0.1.2
PING 10.0.1.2 (10.0.1.2) 56(84) bytes of data.
64 bytes from 10.0.1.2: icmp_seq=1 ttl=63 time=96.1 ms
64 bytes from 10.0.1.2: icmp_seq=2 ttl=63 time=96.1 ms
64 bytes from 10.0.1.2: icmp_seq=3 ttl=63 time=96.0 ms
64 bytes from 10.0.1.2: icmp_seq=4 ttl=63 time=96.1 ms
^C
--- 10.0.1.2 ping statistics ---
4 packets transmitted, 4 received, 0% packet loss, time 3004ms
rtt min/avg/max/mdev = 96.089/96.134/96.164/0.221 ms

ssh

vyos@vyos:~$ ssh ubuntu@10.0.0.2
The authenticity of host '10.0.0.2 (10.0.0.2)' can't be established.
ECDSA key fingerprint is 82:13:5a:0b:81:fb:6e:62:92:7f:25:6f:1e:85:cc:64.
Are you sure you want to continue connecting (yes/no)? yes
Warning: Permanently added '10.0.0.2' (ECDSA) to the list of known hosts.
Welcome to Ubuntu 18.04.2 LTS (GNU/Linux 4.15.0-1010-oracle x86_64)

 * Documentation:  https://help.ubuntu.com
 * Management:     https://landscape.canonical.com
 * Support:        https://ubuntu.com/advantage

  System information as of Sun May  5 16:28:07 UTC 2019

  System load:  0.04              Processes:           124
  Usage of /:   2.8% of 44.97GB   Users logged in:     1
  Memory usage: 1%                IP address for ens3: 10.0.0.2
  Swap usage:   0%


0 packages can be updated.
0 updates are security updates.

Failed to connect to https://changelogs.ubuntu.com/meta-release-lts. Check your Internet connection or proxy settings


Last login: Sun May  5 13:56:36 2019 from 10.0.2.2
ubuntu@privins01:~$

疑似オンプレミスインスタンスからVCN