Почему я люблю IKEv2 больше других VPN

Сейчас все вокруг настраивают VPN для удаленных сотрудников. Мне больно смотреть, как люди устанавливают монструозные глючные программы, настраивают какие-то сертификаты, устанавливают драйвера TUN/TAP и делают множество сложных операций, в то время как лучшее решение уже встроено в операционную систему.

IKEv2 — это современный протокол VPN, разработанный Microsoft и Cisco. Он используется по умолчанию для новых VPN-подключений в Windows, macOS, iOS. Он быстрее и безопаснее большинства VPN-протоколов и может легко настраиваться на стороне клиента в два клика без использования сторонних программ.

Я считаю, что IPsec IKEv2 отлично подходит не только для соединения серверов, но и для обычных VPN-подключений конечных пользователей. В этом посте я постараюсь убедить вас использовать IPsec IKEv2 для обычных домашних пользователей вместо OpenVPN.

IKEv2 быстрее

При прочих равных условиях, IKEv2 будет всегда быстрее OpenVPN. Это особенно заметно на маломощных системах с медленной памятью, например на роутерах или одноплатных компьютерах.

Дело в том, что IPsec работает в контексте ядра операционной системы, а OpenVPN в контексте пользователя (userspace), и на обработку каждого пакета происходит переключение контекста между процессами ядра и процессами пользователя. Это влияет как на пропускную способность, так и на задержки.


^{Сравнение задержек для разных протоколов VPN.}

Скриншот выше показывает разницу в задержке в два раза между IPsec и OpenVPN. Разумеется, разницу в 1мс невозможно заметить на глаз, но при нагрузке на систему эти значения могут значительно изменяться. Кроме того, реальные показатели сильно зависят от характеристик конкретной системы, поэтому я не буду приводить абсолютные цифры для сравнения двух протоколов. Задержки очень важны при использовании голосовой и видеосвязи через VPN.

По моим субъективным ощущениям IKEv2 на Windows 10 работает заметно отзывчивее чем OpenVPN. Ведь реальное использование десктопного компьютера сильно отличается от синтетических тестов VPN-протоколов. Нагрузка на процессор и память непостоянная, пользователь может запускать ресурсоемкие программы, все это будет влиять на показатели.

IKEv2 проще в настройке

Все современные операционные системы (кроме Android) поддерживают IPsec IKEv2 прямо из коробки. Не нужно устанавливать никакие программы, драйвера виртуальных адаптеров TUN/TAP и прочее. Всё управление VPN происходит из системного меню.

При этом настройку на клиенте можно упростить до трех строчек:

• Домен — для IPsec домен обязателен, так как для него выпускается SSL-сертификат
• логин
• пароль

Не нужно больше передавать клиенту файлы с сертификатами и ключами, заставлять его импортировать корневые сертификаты в системное хранилище. Достаточно логина и пароля, при этом соединение будет так же надежно защищено, как и в OpenVPN при использовании сертификатов, ведь для установки соединения используется такой же x.509 сертификат, как и для веб-сайтов с HTTPS.

Настройка на Windows 10

Мастер настройки VPN вызывается из меню подключения к WiFi. С настройкой одного окна справится пользователь любой квалификации. Созданное подключение активируется из меню со списком WiFi-сетей.


^{Интерфейс настройки нового IKEv2 подключения в Windows 10}

Настройка macOS

В macOS поддерживается IKEv2 начиная с версии 10.11 (El Capitan). Создание подключения происходит через меню настроек сети.



Добавляем новое подключение. В качестве имени подключения задаем любое произвольное имя.



Для проверки подлинности сертификата, нужно указать доменное имя. При этом в поле «Server Address» можно указать IP-адрес сервера, а домен только в «Remote ID», тогда для подключения не будет выполняться DNS-резолв, и оно будет происходить чуть быстрее.



Логин и пароль пользователя указываем из файла /etc/ipsec.secrets

Настройка iOS

Настройку iOS можно выполнить вручную через мастер, но намного удобнее использовать профиль автоконфигурации mobileconfig.

Ручная настройка по смыслу аналогична десктопной macOS:

Настройки -> VPN -> Добавить конфигурацию VPN

IKEv2 это безопасно

На предыдущем шаге мы выяснили, что для настройки подключения достаточно логина и пароля. Но как клиенту проверить, что подключение не прослушивается, не подменяются данные и сервер действительно тот, за кого себя выдает? Для этого используются обычные SSL-сертификаты, которые мы привыкли использовать для веб-сайтов и HTTPS.



Клиент устанавливает защищенный SSL-тоннель с сервером, и уже внутри него передается логин-пароль. По умолчанию в Windows и macOS для передачи пароля используется алгоритм mschapv2. Таким образом с помощью SSL-сертификата клиент проверяет подлинность сервера, а по логину-паролю сервер проверяет подлинность клиента.

Сервер IKEv2 может использовать один и тот же сертификат вместе с веб-сервером, например от популярного Let's Encrypt. Это сильно упрощает управлением сертификатами.

Такая же модель используется в OpenVPN, и при желании в нем можно использовать сертификат от Lets Encrypt, однако администратору в любом случае потребуется передать пользователю файл для настройки VPN.

Настраиваем IKEv2 сервер

Развернуть свой IKEv2 сервер можно за пару минут с помощью скриптов автоматической установки или используя готовые контейнеры. Использовать docker не рекомендуется, так как его сетевая подсистема снижает производительность IPsec на дешевых тарифах VPS. Вы также можете настроить IKEv2-сервер вручную, на Хабре есть статьи с примерами настройки сервера Strongswan.

Мы будем использовать один из наиболее удачных вариантов скриптов автонастройки github.com/jawj/IKEv2-setup
Этот скрипт хорош тем, что использует сертификаты от Lets Encrypt и автоматически генерирует валидный сертификат.

Шаг 1: Выбор сервера

Для запуска VPN сервера нам потребуется VDS. Подойдет самая простая конфигурация с одним ядром процессора. Скрипт из нашего примера лучше всего протестирован на Ubuntu 18.04, поэтому при создании сервера выбираем этот образ ОС.



Ждем окончания установки сервера и копируем реквизиты для подключения. Пароль root придет на почту, либо его можно задать вручную через веб-интервейс. Далее все команды мы вводим

Шаг 2: Установка Strongswan

Подключаемся SSH-клиентом и запускаем скрипт установки:

# запуск автоматической установки сервера IKEv2 
wget https://raw.githubusercontent.com/jawj/IKEv2-setup/master/setup.sh
chmod u+x setup.sh
./setup.sh
....
# Введите имя домена направленного на IP-адрес сервера
# используйте сервис sslip.io если у вас нет домена
Hostname for VPN: 123-45-67-89.sslip.io
# Имя пользователя VPN
VPN username: coolguy
# пароль 
VPN password (no quotes, please):
....
# скрипт запрос создать нового SSH-пользователя, этот шаг нельзя пропускать.

Шаг 3: Настройка клиента

Введенные реквизиты пользователя VPN теперь нужно использовать для настройки на клиенте. Важно использовать именно то доменное имя, которое вы вводили в Hostname for VPN.

Шаг 4: Добавление новых пользователей

Чтобы добавить нового пользователя в уже созданный сервер, отредактируйте файл /etc/ipsec.secrets.

# nano /etc/ipsec.secrets
123-45-67-89.sslip.io : RSA "privkey.pem"
coolguy : EAP "C00lPassword"
badguy : EAP "bAdP$$word"

После добавления пользователя выполните команду ipsec secrets чтобы Strongswan перечитал конфиг.

Заключение

Мы рассмотрели удобство IKEv2 со стороны пользователя. Администрирование такого сервера не сложнее, а иногда даже проще чем OpenVPN. Если вы только планируете организовать удаленный доступ для своих сотрудников, обязательно посмотрите в сторону IKEv2. Не заставляйте своих пользователей устанавливать лишние программы, если все необходимое уже есть на их компьютере. Это удобнее, безопаснее и намного прогрессивнее.