1、定义

 OpenVPN是一个用于创建虚拟专用网络加密通道的软件包

2、原理

OpenVPN的技术核心是虚拟网卡，其次是SSL协议实现

虚拟网卡是使用网络底层编程技术实现的一个驱动软件。安装此类程序后主机上会增加一个非真实的网卡，并可以像其它网卡一样进行配置。服务程序可以在应用层打开虚拟网卡，如果应用软件（如网络浏览器）向虚拟网卡发送数据，则服务程序可以读取到该数据。如果服务程序写合适的数据到虚拟网卡，应用软件也可以接收得到。虚拟网卡在很多的操作系统中都有相应的实现，这也是OpenVPN能够跨平台使用的一个重要原因。

　　在OpenVPN中，如果用户访问一个远程的虚拟地址（属于虚拟网卡配用的地址系列，区别于真实地址），则操作系统会通过路由机制将数据包（TUN模式）或数据帧（TAP模式）发送到虚拟网卡上，服务程序接收该数据并进行相应的处理后，会通过SOCKET从外网上发送出去。这完成了一个单向传输的过程，反之亦然。当远程服务程序通过SOCKET从外网上接收到数据，并进行相应的处理后，又会发送回给虚拟网卡，则该应用软件就可以接收到。

3、加密和身份验证

（1）加密

　　OpenVPN使用OpenSSL库来加密数据与控制信息。这意味着，它能够使用任何OpenSSL支持的算法。它提供了可选的数据包HMAC功能以提高连接的安全性。此外，OpenSSL的硬件加速也能提高它的性能。2.3.0以后版本引入PolarSSL。

（2）身份验证

OpenVPN提供了多种身份验证方式，用以确认连接双方的身份，包括：

① 预享私钥

② 第三方证书

③ 用户名／密码组合

　　预享密钥最为简单，但同时它只能用于创建点对点的VPN；基于PKI的第三方证书提供了最完善的功能，但是需要额外维护一个PKI证书系统。OpenVPN2.0后引入了用户名／口令组合的身份验证方式，它可以省略客户端证书，但是仍需要一份服务器证书用作加密。

二、在centos 7.5上搭建openvpn

1、安装openvpn 和easy-rsa（该包用来制作ca证书）

（1）安装epel 仓库源

yum install epel-release -y

（2）安装openvpn

[root@localhost ~]# yum -y install openvpn

（3）在github 上，下载最新的easy-rsa

① https://github.com/OpenVPN/easy-rsa 下载包

② 上传，解压缩

[root@localhost ~]# mkdir openvpn
[root@localhost  openvpn]# unzip easy-rsa-3.0.5.zip
[root@localhost  openvpn]# mv easy-rsa-3.0.5 easy-rsa

2、配置/etc/openvpn/ 目录

（1）创建目录，并复制easy-rsa 目录

[root@localhost  ~]# mkdir -p /etc/openvpn/
[root@localhost  openvpn]# cp -Rp easy-rsa /etc/openvpn/

（2）配置，编辑vars文件，根据自己环境配置

[root@localhost  test]# cd /etc/openvpn/easy-rsa/easyrsa3
[root@localhost  easyrsa3]# cp vars.example vars
[root@localhost  easy-rsa3]# vim vars (将下面6行写入文件)

set_var EASYRSA_REQ_COUNTRY     "CN"
set_var EASYRSA_REQ_PROVINCE    "Beijing"
set_var EASYRSA_REQ_CITY        "Beijing"
set_var EASYRSA_REQ_ORG         "username"
set_var EASYRSA_REQ_EMAIL       "username@163.com"
set_var EASYRSA_REQ_OU          "My OpenVPN"

3、创建服务端证书及key

进入/etc/openvpn/easy-rsa/easyrsa3/目录

① 初始化

[root@localhost  ~]# cd /etc/openvpn/easy-rsa/easyrsa3/
[root@localhost  easyrsa3]# ./easyrsa init-pki
Note: using Easy-RSA configuration from: ./vars
Using SSL: openssl OpenSSL 1.0.2k-fips  26 Jan 2017
init-pki complete; you may now create a CA or requests.
Your newly created PKI dir is: /etc/openvpn/easy-rsa/easyrsa3/pki

② 创建根证书

[root@localhost  easyrsa3]# ./easyrsa build-ca

注意：在上述部分需要输入PEM密码 PEM pass phrase，输入两次，此密码必须记住，不然以后不能为证书签名。还需要输入common name 通用名，这个你自己随便设置个独一无二的。

③ 创建服务器端证书

[root@localhost  easyrsa3]# ./easyrsa gen-req server nopass

该过程中需要输入common name，随意但是不要跟之前的根证书的一样

④ 签约服务端证书

[root@localhost  easyrsa3]# ./easyrsa sign server server

该命令中.需要你确认生成，要输入yes，还需要你提供我们当时创建CA时候的密码。如果你忘记了密码，那你就重头开始再来一次吧

⑤ 创建Diffie-Hellman，确保key穿越不安全网络的命令

[root@localhost  easyrsa3]# ./easyrsa gen-dh

4、创建客户端证书

① 进入root目录新建client文件夹，文件夹可随意命名，然后拷贝前面解压得到的easy-ras文件夹到client文件夹,进入下列目录

[root@localhost  ~]# mkdir client
[root@localhost  ~]# cp /etc/openvpn/easy-rsa client -Rp
[root@localhost  ~]# cd client/easy-rsa/easyrsa3/

② 初始化

[root@localhost  easyrsa3]# ./easyrsa init-pki //需输入yes 确定

③ 创建客户端key及生成证书（记住生成是自己客户端登录输入的密码）

 [root@localhost  easyrsa3]# ./easyrsa gen-req username //名字自己定义

④ 将得到的用户req导入然后签约证书

a. 进入到/etc/openvpn/easy-rsa/easyrsa3/

[root@localhost  easyrsa3]# cd /etc/openvpn/easy-rsa/easyrsa3/

b. 导入req

[root@localhost  easyrsa3]# ./easyrsa import-req /root/client/easy-rsa/easyrsa3/pki/reqs/username.req username

c. 签约证书

[root@localhost  easyrsa3]# ./easyrsa sign client username

注：这里生成client所以必须为client，username要与之前导入名字一致

上面签约证书跟server类似，就不截图了，但是期间还是要输入CA的密码

5、把服务器端必要文件放到etc/openvpn/ 目录下

ca的证书、服务端的证书、秘钥

[root@localhost  ~]# cp /etc/openvpn/easy-rsa/easyrsa3/pki/ca.crt /etc/openvpn/
[root@localhost  ~]# cp /etc/openvpn/easy-rsa/easyrsa3/pki/private/server.key /etc/openvpn/
[root@localhost  ~]# cp /etc/openvpn/easy-rsa/easyrsa3/pki/issued/server.crt /etc/openvpn/
[root@localhost  ~]# cp /etc/openvpn/easy-rsa/easyrsa3/pki/dh.pem /etc/openvpn/

6、把客户端必要文件放到root/client/ 目录下

客户端的证书、秘钥&如果想用key模式登陆，将其复制进客户端，并需改登陆模式即可，本文使用用户名密码登陆

[root@localhost  ~]# cp /etc/openvpn/easy-rsa/easyrsa3/pki/ca.crt /root/client/
[root@localhost  ~]# cp /etc/openvpn/easy-rsa/easyrsa3/pki/issued/username.crt /root/client/
[root@localhost  ~]# cp /root/client/easy-rsa/easyrsa3/pki/private/username.key /root/client

 查看客户端ca文件，用于复制到客户端配置文件

7、为服务端编写配置文件

（1）当你安装好了openvpn时候，他会提供一个server配置的文件例子，在/usr/share/doc/openvpn-2.4.11/sample/sample-config-files 下会有一个server.conf文件，我们将这个文件复制到/etc/openvpn

[root@localhost  ~]# rpm -ql openvpn |grep server.conf

[root@localhost  ~]# cp /usr/share/doc/openvpn-2.4.11/sample/sample-config-files/server.conf /etc/openvpn/

（2）修改配置文件

[root@localhost  ~]# vim /etc/openvpn/server.conf

[root@localhost  ~]# grep '^[^#|;]' /etc/openvpn/server.conf 修改的地方如下：

A、key登陆模式配置文件，不太实用可忽略，用B配置文件

local 0.0.0.0
port 1194
proto tcp
dev tun
ca /etc/openvpn/ca.crt
cert /etc/openvpn/server.crt
key /etc/openvpn/server.key  # This file should be kept secret
dh /etc/openvpn/dh.pem
server 10.8.0.0 255.255.255.0
ifconfig-pool-persist ipp.txt
push "redirect-gateway def1 bypass-dhcp"
push "dhcp-option DNS 8.8.8.8"
client-to-client
keepalive 10 120
cipher AES-256-CBC
comp-lzo
max-clients 100
user openvpn
group openvpn
persist-key
persist-tun
status /var/log/openvpn/openvpn-status.log
log         /var/log/openvpn/openvpn.log
verb 3

B、用户名密码登陆模式配置文件

local 0.0.0.0
port 1194
proto tcp
dev tun
ca /etc/openvpn/ca.crt
cert /etc/openvpn/server.crt
key /etc/openvpn/server.key  # This file should be kept secret
dh /etc/openvpn/dh.pem
server 10.8.0.0 255.255.255.0
ifconfig-pool-persist ipp.txt
push "redirect-gateway def1 bypass-dhcp"
push "dhcp-option DNS 8.8.8.8"
client-to-client
keepalive 10 120
cipher AES-256-CBC
comp-lzo
max-clients 100
user openvpn
group openvpn
persist-key
persist-tun
status /var/log/openvpn/openvpn-status.log
log         /var/log/openvpn/openvpn.log
verb 3
script-security 3
auth-user-pass-verify /etc/openvpn/checkpw.sh via-env    #指定用户认证脚本
username-as-common-name
verify-client-cert none

（3）配置用户文件&检查脚本

#检查脚本
[root@localhost ~]# vim /etc/openvpn/checkpw.sh 
#!/bin/sh
###########################################################
# checkpsw.sh (C) 2004 Mathias Sundman <mathias@openvpn.se>
#
# This script will authenticate OpenVPN users against
# a plain text file. The passfile should simply contain
# one row per user with the username first followed by
# one or more space(s) or tab(s) and then the password.

PASSFILE="/etc/openvpn/pw-file"
LOG_FILE="/var/log/openvpn/openvpn-password.log"
TIME_STAMP=`date "+%Y-%m-%d %T"`

###########################################################

if [ ! -r "${PASSFILE}" ]; then
  echo "${TIME_STAMP}: Could not open password file \"${PASSFILE}\" for reading." >> ${LOG_FILE}
  exit 1
fi

CORRECT_PASSWORD=`awk '!/^;/&&!/^#/&&$1=="'${username}'"{print $2;exit}' ${PASSFILE}`

if [ "${CORRECT_PASSWORD}" = "" ]; then
  echo "${TIME_STAMP}: User does not exist: username=\"${username}\", password=\"${password}\"." >> ${LOG_FILE}
  exit 1
fi

if [ "${password}" = "${CORRECT_PASSWORD}" ]; then
  echo "${TIME_STAMP}: Successful authentication: username=\"${username}\"." >> ${LOG_FILE}
  exit 0
fi

echo "${TIME_STAMP}: Incorrect password: username=\"${username}\", password=\"${password}\"." >> ${LOG_FILE}
exit 1


#密码文件
[root@localhost ~]# vim /etc/openvpn/pw-file 
user1 123456789
user2 haha2023

（4）配置权限

[root@localhost  ~]# mkdir /var/log/openvpn
[root@localhost  ~]# chown -R openvpn.openvpn /var/log/openvpn/
[root@localhost  ~]# chown -R openvpn.openvpn /etc/openvpn/*

8、iptables 设置nat 规则和打开路由转发

[root@localhost  ~]# iptables -t nat -A POSTROUTING -s 10.8.0.0/24 -j MASQUERADE
[root@localhost  ~]# iptables -vnL -t nat
[root@localhost  ~]# vim /etc/sysctl.conf //打开路由转发
net.ipv4.ip_forward = 1
[root@localhost  ~]# sysctl -p

9、开启openvpn 服务

[root@localhost  ~]# openvpn /etc/openvpn/server.conf &

[root@localhost ~]# netstat -ntlp 
Active Internet connections (only servers)
Proto Recv-Q Send-Q Local Address           Foreign Address         State       PID/Program name    
tcp        0      0 0.0.0.0:1194            0.0.0.0:*               LISTEN      14948/openvpn       

三、客户端连接openvpn

1、下载openvpn客户端安装

https://download.csdn.net/download/zhangxueleishamo/87688762

下载安装即可

2、配置client 端配置文件，并导入

client
proto tcp
remote 服务器ip 1194
dev tun
nobind
persist-key
persist-tun
cipher AES-128-GCM
verb 3
comp-lzo
auth-user-pass
<ca>
将上文二.6中ca密码在上文中有直接复制进来，即可
</ca>

 3、登陆

四、openvpn优化

1、配置路由&dns

在openvpn的主配置文件中添加路由，当客户端访问指定网段才使用vpn线路，其它时候使用本机原网络，避免不必要操作占用vpn线路流量

添加dhcp自动获得dns，可指定内网dns

push "route 10.0.0.0 255.0.0.0"
#push "redirect-gateway def1 bypass-dhcp"
push "dhcp-option DNS 202.106.0.20"
push "dhcp-option DNS 94.140.14.14"

 2、禁用压缩 comp-lzo

在服务端和客户端都将comp-lzo压缩功能去掉，性能提高了2-4倍

3、更改协议proto tcp---->proto udp  port 21194

众所周知udp要比tcp快的多，更改协议与端口号不仅提速，还提高了安全性

port 21194
proto udp

4、配置一账号多人登陆

duplicate-cn

五、错误

1、No server certificate

Fri Apr 14 17:49:21 2023 WARNING: No server certificate verification method has been enabled.  See http://openvpn.net/howto.html#mitm for more info.
解决在客户端文件中添加

remote-cert-tls server

2、导入文件的时候发现报错：missing external certificate

解决在客户端文件中添加

client-cert-not-required 

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