OpenVPN的工作原理
在Linux2.4版本以上，操作系统支持一个名为tun的设备，tun设备的驱动程序中包含两个部分，一部分是字符设备驱动，一部分是网卡驱动。网卡的驱动把从TCP/IP协议栈收到的数据包结构skb放于tun设备的读取队列，用户进程通过调用字符设备接口read获得完整的IP数据包，字符驱动read函数的功能是从设备的读取队列读取数据，将核心态的skb传递给用户；反过来字符驱动write函数给用户提供了把用户态的数据写入核心态的接口，write函数把用户数据写入核心空间并穿入TCP/IP协议栈。该设备既能以字符设备的方式被读写，作为系统的虚拟网卡，也具有和物理网卡相同的特点：能够配置IP地址和路由。对虚拟网卡的使用是OpenVPN实现其SSL VPN功能的关键。
OpenVPN服务器一般需要配置一个虚拟IP地址池和一个自用的静态虚拟IP地址（静态地址和地址池必须在同一个子网中），然后为每一个成功建立SSL连接的客户端动态分配一个虚拟IP地址池中未分配的地址。这样，物理网络中的客户端和OpenVPN服务器就连接成一个虚拟网络上的星型结构局域网，OpenVPN服务器成为每个客户端在虚拟网络上的网关。OpenVPN服务器同时提供对客户端虚拟网卡的路由管理。当客户端对OpenVPN服务器后端的应用服务器的任何访问时，数据包都会经过路由流经虚拟网卡，OpenVPN程序在虚拟网卡上截获数据IP报文，然后使用SSL协议将这些IP报文封装起来，再经过物理网卡发送出去。OpenVPN的服务器和客户端在虚拟网卡之上建立起一个虚拟的局域网络，这个虚拟的局域网对系统的用户来说是透明的。
OpenVPN的服务器和客户端支持tcp和udp两种连接方式，只需在服务端和客户端预先定义好使用的连接方式（tcp或udp）和端口号，客户端和服务端在这个连接的基础上进行SSL握手。连接过程包括SSL的握手以及虚拟网络上的管理信息，OpenVPN将虚拟网上的网段、地址、路由发送给客户端。连接成功后，客户端和服务端建立起SSL安全连接，客户端和服务端的数据都流入虚拟网卡做SSL的处理，再在tcp或udp的连接上从物理网卡发送出去
环境说明
192.168.0.10外网 10.4.82.10 内网 系统环境[root@vpn ~]# cat /etc/redhat-release CentOS Linux release 7.7.1908 (Core)[root@vpn ~]# uname -r3.10.0-1062.9.1.el7.x86_64 网卡为双网卡[root@vpn ~]# ifconfig eth0: flags=4163<UP,BROADCAST,RUNNING,MULTICAST> mtu 1500 inet 192.168.0.11 netmask 255.255.255.0 broadcast 192.168.0.255 inet6 fe80::6b5a:9ab8:1bb:5f8d prefixlen 64 scopeid 0x20 ether 00:0c:29:32:b2:36 txqueuelen 1000 (Ethernet) RX packets 15104 bytes 16993218 (16.2 MiB) RX errors 0 dropped 0 overruns 0 frame 0 TX packets 8661 bytes 889872 (869.0 KiB) TX errors 0 dropped 0 overruns 0 carrier 0 collisions 0 eth1: flags=4163<UP,BROADCAST,RUNNING,MULTICAST> mtu 1500 inet 10.4.82.11 netmask 255.255.255.0 broadcast 10.4.82.255 inet6 fe80::20c:29ff:fe32:b240 prefixlen 64 scopeid 0x20 ether 00:0c:29:32:b2:40 txqueuelen 1000 (Ethernet) RX packets 202 bytes 18735 (18.2 KiB) RX errors 0 dropped 0 overruns 0 frame 0 TX packets 8 bytes 656 (656.0 B) TX errors 0 dropped 0 overruns 0 carrier 0 collisions 0首先我们先使用easy-rsa制作openVPN证书
下载并解压easy-rsa软件包
mkdir /data/tools -p wget -P /data/tools http://down.i4t.com/easy-rsa.zipunzip -d /usr/local /data/tools/easy-rsa.zip在开始制作CA证书之前，我们还需要编辑vars文件，修改如下相关选项
cd /usr/local/easy-rsa-old-master/easy-rsa/2.0/ vim varsexport KEY_COUNTRY="cn"export KEY_PROVINCE="BJ"export KEY_CITY="BJ"export KEY_ORG="abcdocker"export KEY_EMAIL="cyh@i4t.com"export KEY_CN=abcexport KEY_NAME=abcexport KEY_OU=abc #行数大约67行开始,主要是修改默认的注册信息，比如注册公司、公司名称、部门、国家城市等注意：以上内容，我们也可以使用系统默认的，也就是说不进行修改也是可以使用的
然后使用使环境变量生效
#初始化环境边看source vars./clean-all #注意：执行clean-all命令会在当前目录下创建一个名词为keys的目录接下来开始正式制作CA证书，命令如下
./build-ca # 生成根证书ca.crt和根密钥ca.key#因为在vars中填写了证书的基本信息，所以这里一路回车即可这时我们可以查看keys目录，已经帮我们生成ca.crt和ca.key两个文件，其中ca.crt就是我们的证书文件
[root@abc01 2.0]# ls keysca.crt ca.key index.txt serial制作Server端证书
为服务端生成证书和密钥
#一直回车，2个Y [root@abc01 2.0]# ./build-key-server server....An optional company name []:Using configuration from /usr/local/easy-rsa-old-master/easy-rsa/2.0/openssl-1.0.0.cnfCheck that the request matches the signatureSignature okThe Subject's Distinguished Name is as followscountryName :PRINTABLE:'cn'stateOrProvinceName :PRINTABLE:'BJ'localityName :PRINTABLE:'BJ'organizationName :PRINTABLE:'abcdocker'organizationalUnitName:PRINTABLE:'abc'commonName :PRINTABLE:'abc'name :PRINTABLE:'abc'emailAddress :IA5STRING:'cyh@i4t.com'Certificate is to be certified until Jan 31 14:01:35 2030 GMT (3650 days)Sign the certificate? [y/n]:y 1 out of 1 certificate requests certified, commit? [y/n]yWrite out database with 1 new entriesData Base Updated #这里的server就是我们server端的证书 查看新生成的证书
[root@abc01 2.0]# ls keys01.pem abc.key index.txt serialserver.crt ca.crt index.txt.attr serial.oldserver.csr ca.key index.txt.old这里我们已经生成了server.crt、server.key、server.csr三个文件，其中server.crt和server.key两个文件是我们需要使用的
制作Client端证书
这里我们创建2个用户，分别为client1和client2
#每一个登陆的VPN客户端需要有一个证书，每个证书在同一时刻只能供一个客户端连接，下面建立2份#为客户端生成证书和密钥（一路按回车，直到提示需要输入y/n时，输入y再按回车，一共两次）./build-key client1./build-key client2每一个登陆的VPN客户端需要有一个证书，每个证书在同一时刻只可以一个客户端连接(可以修改配置文件)
现在为服务器生成加密交换时的Diffie-Hellman文件
./build-dh# 创建迪菲·赫尔曼密钥，会生成dh2048.pem文件（生成过程比较慢，在此期间不要去中断它）证书生成完毕
[root@abc01 2.0]# ll keystotal 84-rw-r--r-- 1 root root 7997 Feb 3 09:01 01.pem-rw-r--r-- 1 root root 7880 Feb 3 09:09 02.pem-rw-r--r-- 1 root root 7997 Feb 3 09:01 abc.crt-rw-r--r-- 1 root root 1765 Feb 3 09:01 abc.csr-rw------- 1 root root 3272 Feb 3 09:01 abc.key-rw-r--r-- 1 root root 2293 Feb 3 09:01 ca.crt-rw------- 1 root root 3272 Feb 3 09:01 ca.key-rw-r--r-- 1 root root 424 Feb 3 09:06 dh2048.pem-rw-r--r-- 1 root root 211 Feb 3 09:09 index.txt-rw-r--r-- 1 root root 21 Feb 3 09:09 index.txt.attr-rw-r--r-- 1 root root 21 Feb 3 09:01 index.txt.attr.old-rw-r--r-- 1 root root 105 Feb 3 09:01 index.txt.old-rw-r--r-- 1 root root 3 Feb 3 09:09 serial-rw-r--r-- 1 root root 3 Feb 3 09:01 serial.old-rw-r--r-- 1 root root 7880 Feb 3 09:09 test.crt-rw-r--r-- 1 root root 1765 Feb 3 09:09 test.csr-rw------- 1 root root 3272 Feb 3 09:09 test.key其中包含了一个test用户和abc用户的证书
其中只有.crt和.key文件是我们需要使用的
安装OpenVPN
安装vpn的方法有2种，一种是使用yum安装，另外一种是编译安装。这两个我们选择一个就可以
编译安装
#安装依赖包curl -o /etc/yum.repos.d/CentOS-Base.repo http://mirrors.aliyun.com/repo/Centos-7.repowget -O /etc/yum.repos.d/epel.repo http://mirrors.aliyun.com/repo/epel-7.repoyum makecacheyum install -y lzo lzo-devel openssl openssl-devel pam pam-devel net-tools git lz4-devel #下载openVPN软件包wget -P /data/tools http://down.i4t.com/openvpn-2.4.7.tar.gzcd /data/tools #安装openVPNtar zxf openvpn-2.4.7.tar.gzcd openvpn-2.4.7./configure --prefix=/usr/local/openvpn-2.4.7makemake install # 创建软连接ln -s /usr/local/openvpn-2.4.7 /usr/local/openvpnyum安装
OpenVPN需要安装EPEL
curl -o /etc/yum.repos.d/epel.repo http://mirrors.aliyun.com/repo/epel-7.repoyum clean all && yum makecacheyum 安装openVPN
yum install -y openvpn配置OpenVPN服务端
我们需要创建openVPN文件目录和证书目录
# openVPN配置文件目录，yum安装默认存在mkdir /etc/openvpn #openvpn证书目录mkdir /etc/openvpn/keys生成tls-auth key并将其拷贝到证书目录中（防DDos攻击、UDP淹没等恶意攻击）
#编译安装执行此句/usr/local/openvpn/sbin/openvpn --genkey --secret ta.key # yum安装执行此句openvpn --genkey --secret ta.key #将本地的ta.key移动到openVPN证书目录mv ./ta.key /etc/openvpn/keys/将我们上面生成的CA证书和服务端证书拷贝到证书目录中
$ cp /usr/local/easy-rsa-old-master/easy-rsa/2.0/keys/{server.crt,server.key,ca.crt,dh2048.pem} /etc/openvpn/keys/ [root@k8s-01 ~]# ll /etc/openvpn/keys/total 24-rw-r--r-- 1 root root 2342 Feb 3 12:48 ca.crt-rw-r--r-- 1 root root 424 Feb 3 12:48 dh2048.pem-rw-r--r-- 1 root root 8089 Feb 3 12:48 server.crt-rw------- 1 root root 3272 Feb 3 12:48 server.key-rw------- 1 root root 636 Feb 3 12:47 ta.key #abc和test为我们client端用户的证书拷贝OpenVPN配置文件
# 编译安装cp /data/tools/openvpn-2.4.7/sample/sample-config-files/server.conf /etc/openvpn/ # yum安装cp /usr/share/doc/openvpn-2.4.7/sample/sample-config-files/server.conf /etc/openvpn/接下来我们来配置服务端的配置文件
$ cat /etc/openvpn/server.conf port 1194 #openVPN端口proto tcp #tcp连接dev tun #生成tun0虚拟网卡 ca keys/ca.crt #相关证书配置路径(可以修改为全路径/etc/openvpn/keys)cert keys/server.crtkey keys/server.key # This file should be kept secretdh keys/dh2048.pem server 10.4.82.0 255.255.255.0 #默认虚拟局域网网段，不要和实际的局域网冲突就可以ifconfig-pool-persist ipp.txt push "route 10.4.82.0 255.255.255.0" #可以通过iptables进行路由的转发client-to-client #如果客户端都是用一个证书和密钥连接VPN，需要打开这个选项duplicate-cnkeepalive 10 120tls-auth keys/ta.key 0 # This file is secretcomp-lzo persist-keypersist-tun status openvpn-status.log #状态日志路径log-append openvpn.log #运行日志verb 3 #调试信息级别 #如果需要接入ldap，需要在server.conf下添加如下2行plugin /usr/lib64/openvpn/plugin/lib/openvpn-auth-ldap.so "/etc/openvpn/auth/ldap.conf cn=%u"client-cert-not-required #如何环境和我相同，可以直接cp我的配置文件开启内核路由转发功能
echo "net.ipv4.ip_forward = 1" >>/etc/sysctl.confsysctl -p如果有iptables可以开启iptables策略
iptables -P FORWARD ACCEPTiptables -I INPUT -p tcp --dport 1194 -m comment --comment "openvpn" -j ACCEPTiptables -t nat -A POSTROUTING -s 10.4.82.0/24 -j MASQUERADE启动openvpn服务
$ cd /etc/openvpn/$ /usr/local/openvpn/sbin/openvpn --daemon --config /etc/openvpn/server.conf检查服务
$ netstat -lntup|grep 1194tcp 0 0 0.0.0.0:1194 0.0.0.0:* LISTEN 48091/openvpn 设置开机启动
echo "/usr/local/openvpn/sbin/openvpn --daemon --config /etc/openvpn/server.conf > /dev/null 2>&1 &" >> /etc/rc.local客户端连接测试
无论我们是在Windows还是Linux OS上Client端的配置，都需要将Client证书、CA证书以及Client配置文件下载下来
现在我们需要先配置一下client.conf
cp /data/tools/openvpn-2.4.7/sample/sample-config-files/client.conf /root/ #修改如下，并将client.conf修改为client.ovpn$ cat /root/client.confclientdev tunproto tcpremote 192.168.0.10 1194 #openvpn服务器的外网IP和端口(可以写多个做到高可用)resolv-retry infinitenobindpersist-keypersist-tunca ca.crtcert client1.crt #用户的证书key client1.key tls-auth ta.key 1cipher AES-256-CBCcomp-lzoverb 3 #比较重点的就是修改remote 地址，这里的地址为servercert key，我们这里使用用户的证书，所以证书也应当修改为client1.crt和client1.keytls-auth 因为使用加密协议，所以ta.key也需要下载下来修改后缀并导出
[root@vpn ~]# mv client.conf client.ovpn[root@vpn ~]# sz client.ovpn #同时还需要导出几个证书mv client.conf client.ovpnsz /root/client.ovpnsz /etc/openvpn/keys/ca.crt sz /etc/openvpn/keys/ta.key sz /usr/local/easy-rsa-old-master/easy-rsa/2.0/keys/client1.crt sz /usr/local/easy-rsa-old-master/easy-rsa/2.0/keys/client1.key 添加用户
以后我们如果想添加用户只需要到cd /usr/local/easy-rsa-old-master/easy-rsa/2.0目录下执行./build-key 用户名，在将keys目录下生成的用户名.crt和key导出，修改一下client.ovpn的用户key名称即可
Windows
客户端需要证书如下
Windows客户端下载
http://down.i4t.com/openvpn-install-2.4.7-I606-Win10.exe
http://down.i4t.com/openvpn-install-2.4.7-I606-Win7.exe
打开浏览器即可下载
安装步骤，直接C盘就可以了，文件很小~
疯狂下一步即可
安装完成后
接下来我们需要替换一下证书
点击桌面的logo，右击属性
点击打开文件位置
点击上方OpenVPN从新选择目录
选择config目录
将config目录下文件全部删除
然后将我们导出的5个证书复制过去
其中client1.*为client1用户的证书
现在我们进行启动openvpn客户端，进行连接
双击桌面OpenVPN
右击图标，选择连接
这里可以看到已经连接成功
Mac
复制链接到浏览器，下载软件包
http://down.i4t.com/Tunnelblick_3.8.1_build_5400.dmg
我们直接点开client.ovpn就可以自动链接
成功后会有下面的流量图
配置文件打开方式
这时候网络已经通了
