防火墙技术案例双机热备负载分担组网下的IPSec配置.docx
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防火墙技术案例双机热备负载分担组网下的IPSec配置
HessenwasrevisedinJanuary2021
防火墙技术案例双机热备负载分担组网下的IPSec配置
【防火墙技术案例5】双机热备（负载分担）组网下的IPSec配置
论坛的小伙伴们，大家好。
强叔最近已经开始在“侃墙”系列中为各位小伙伴们介绍各种VPN了。
说到VPN，小伙伴们肯定首先想到的是最经典的IPSecVPN，而且我想大家对IPSec的配置也是最熟悉的。
但是如果在两台处于负载分担状态下的防火墙上部署IPSecVPN又该如何操作呢有什么需要注意的地方呢
本期强叔就为大家介绍如何在双机热备的负载分担组网下配置IPSec。
【组网需求】
如下图所示，总部防火墙NGFW_C和NGFW_D以负载分担方式工作，其上下行接口都工作在三层，并与上下行路由器之间运行OSPF协议。
（本例中，NGFW是下一代防火墙USG6600的简称，软件版本为USG6600V100R001C10）
现要求分支用户访问总部的流量受IPSec隧道保护，且NGFW_C处理分支A发送到总部的流量，NGFW_D处理分支B发送到总部的流量。
当NGFW_C或NGFW_D中一台防火墙出现故障时，分支发往总部的流量能全部切换到另一台运行正常的防火墙。
【需求分析】
针对以上需求，强叔先带小伙们做一个简要分析，分析一下我们面临的问题以及解决这个问题的方法。
1、如何使两台防火墙形成双机热备负载分担状态
两台防火墙的上下行业务接口工作在三层，并且连接三层路由器，在这种情况下，就需要在防火墙上配置VGMP组（即hrptrack命令）来监控上下行业务接口。
如果是负载分担状态，则需要在每台防火墙上调动两个VGMP组（active组和standby组）来监控业务接口。
2、分支与总部之间如何建立IPSec隧道
正常状态下，根据组网需求，需要在NGFW_A与NGFW_C之间建立一条隧道，在NGFW_B与NGFW_D之间建立一条隧道。
当NGFW_C与NGFW_D其中一台防火墙故障时，NGFW_A和NGFW_B都会与另外一台防火墙建立隧道。
3、总部的两台防火墙如何对流量进行引导
总部的两台防火墙（NGFW_C与NGFW_D）通过路由策略来调整自身的Cost值，从而实现正常状态下来自NGFW_A的流量通过NGFW_C转发，来自NGFW_B的流量通过NGFW_D转发，故障状态下来自NGFW_A和NGFW_B的流量都通过正常运行的防火墙转发。
【配置步骤】
1、配置双机热备功能。
在配置双机热备功能前，小伙伴们需要按照上图配置各接口的IP地址，并将各接口加入相应的安全区域，然后配置正确的安全策略，允许网络互通。
由于这些不是本案例的重点，因此不在此赘述。
完成以上配置后，就要开始配置双机热备功能了。
大家可以看到形成双机的两台防火墙（NGFW_C和NGFW_D负载分担处理流量）的上下行接口都工作在三层，而且连接的是路由器。
这无疑是非常经典的“防火墙业务接口工作在三层，上下行连接路由器的负载分担组网”。
各位小伙伴们可以在华为的任何防火墙资料中看到此经典举例，无论是命令行配置举例还是Web配置举例，大家想怎么看就怎么看~
因此强叔只在此给出双机热备的命令行配置和关键解释。
#
hrpmirrorsessionenable//负载分担组网必须配置此命令
hrpenable//启用双机热备功能
hrpospf-costadjust-enable//根据主备状态调整OSPF的COST值
hrpinterfaceGigabitEthernet1/0/7//指定心跳接口
#
interfaceGigabitEthernet1/0/1
ipaddress
hrptrackactive//业务接口工作在三层，上下行连接路由器的组网需要配置hrptrack
hrptrackstandby//负载分担组网需要同时配置hrptrackactive和standby
#
interfaceGigabitEthernet1/0/3
ipaddress
hrptrackactive
hrptrackstandby
#
interfaceGigabitEthernet1/0/7
ipaddress
【强叔点评】各位小伙伴们在配置双机热备功能时，首先要确定的是防火墙业务接口的工作状态和上下行连接的设备，然后据此采用不同的命令进行配置。
强叔在此先为大家简单总结下，如果小伙伴们想深入学习，可以关注后面几期的“侃墙”系列。
组网
配置命令
业务接口工作在三层，上下行连接二层设备
VRRP相关命令
业务接口工作在三层，上下行连接三层设备
在接口视图下配置（hrptrack）
业务接口工作在二层，上下行连接三层设备
在VLAN视图下配置（hrptrack）
2、配置IPSec。
【强叔点评】双机热备配置完成后，我们就开始配置IPSec功能，建立IPSecVPN隧道啦。
由于公司希望NGFW_C处理分支A（NGFW_A）发送到总部的流量，NGFW_D处理分支B（NGFW_B）发送到总部的流量，因此正常情况下我们需要在NGFW_C和NGFW_A之间建立一条隧道，在NGFW_D和NGFW_B之间建立一条隧道。
这样看似已经满足需求了，但是如果NGFW_D出现故障了怎么办呢分支B发送到总部的流量不就中断了吗小伙伴们仔细思考就会想到办法，我们需要在NGFW_C与NGFW_B，NGFW_D与NGFW_A之间分别建立一条备用隧道（图中虚线表示）。
这样当NGFW_D出现故障时，分支B发送到总部的流量会通过备用隧道由NGFW_C发送到总部，就不会导致业务中断啦。
这个想法很好，但是如何实现呢我们可以在NGFW_C上创建两个tunnel接口，然后在tunnel1上与NGFW_A建立一条主用隧道，在tunnel2上与NGFW_B建立一条备份隧道。
同理在NGFW_D的tunnel1上与NGFW_A建立一条备份隧道，在tunnel2上与NGFW_B建立一条主用隧道。
这里需要注意的是NGFW_C上的tunnel1（tunnel2）地址需要与NGFW_D上的tunnel1（tunnel2）地址保持一致。
我想这时小伙伴们又要问为什么了这样做的好处是在NGFW_A上只需要与对端的tunnel1接口建立隧道即可，NGFW_A不用去关心这个tunnel1是NGFW_C还是NGFW_D的（因为他们的IP是一致的）。
同理NGFW_B只需要与对端的tunnel2接口建立隧道即可。
1）定义受IPSecVPN保护的数据流。
HRP_A[NGFW_C]acl3005
HRP_A[NGFW_C-acl-adv-3005]rulepermitipsourcedestination
HRP_A[NGFW_C-acl-adv-3005]quit
HRP_A[NGFW_C]acl3006
HRP_A[NGFW_C-acl-adv-3006]rulepermitipsourcedestination
HRP_A[NGFW_C-acl-adv-3006]quit
【强叔点评】ACL3005定义的是总部与分支A之间的流量，ACL3006定义的是总部与分支B之间的流量。
2）配置IPSec安全提议。
【强叔点评】如果创建IPSec安全提议后，不进行任何配置，则IPSec安全提议使用默认参数。
本案例中使用默认参数，小伙伴们可以根据自己的实际安全需求修改IPSec安全提议中的参数。
HRP_A[NGFW_C]ipsecproposaltran1
HRP_A[NGFW_C-ipsec-proposal-tran1]quit
3）配置IKE安全提议。
本案例中使用IKE安全提议的默认参数。
HRP_A[NGFW_C]ikeproposal10
HRP_A[NGFW_C-ike-proposal-10]quit
4）配置两个IKE对等体，分别用于总部与两个分支建立IPSec。
HRP_A[NGFW_C]ikepeerngfw_a
HRP_A[NGFW_C-ike-peer-ngfw_a]ike-proposal10
HRP_A[NGFW_C-ike-peer-ngfw_a]remote-address
HRP_A[NGFW_C-ike-peer-ngfw_a]pre-shared-keyAdmin@123
HRP_A[NGFW_C-ike-peer-ngfw_a]quit
HRP_A[NGFW_C]ikepeerngfw_b
HRP_A[NGFW_C-ike-peer-ngfw_b]ike-proposal10
HRP_A[NGFW_C-ike-peer-ngfw_b]remote-address
HRP_A[NGFW_C-ike-peer-ngfw_b]pre-shared-keyAdmin@123
HRP_A[NGFW_C-ike-peer-ngfw_b]quit
5）配置两个IPSec策略，分别用于总部与两个分支建立IPSec。
HRP_A[NGFW_C]ipsecpolicymap110isakmp
HRP_A[NGFW_C-ipsec-policy-isakmp-map1-10]securityacl3005
HRP_A[NGFW_C-ipsec-policy-isakmp-map1-10]proposaltran1
HRP_A[NGFW_C-ipsec-policy-isakmp-map1-10]ike-peerngfw_a
HRP_A[NGFW_C-ipsec-policy-isakmp-map1-10]quit
HRP_A[NGFW_C]ipsecpolicymap210isakmp
HRP_A[NGFW_C-ipsec-policy-isakmp-map2-10]securityacl3006
HRP_A[NGFW_C-ipsec-policy-isakmp-map2-10]proposaltran1
HRP_A[NGFW_C-ipsec-policy-isakmp-map2-10]ike-peerngfw_b
HRP_A[NGFW_C-ipsec-policy-isakmp-map2-10]quit
6）配置在Tunnel接口上应用IPSec策略。
【强叔点评】之前点评中提到我们需要在NGFW_C的tunnel1上与NGFW_A建立一条主用隧道，在tunnel2上与NGFW_B建立一条备份隧道，这是通过在应用IPSec策略时设定active或standby参数来实现的。
HRP_A[NGFW_C]interfaceTunnel1
HRP_A[NGFW_C-Tunnel1]ipsecpolicymap1active
HRP_A[NGFW_C-Tunnel1]quit
HRP_A[NGFW_C]interfaceTunnel2
HRP_A[NGFW_C-Tunnel2]ipsecpolicymap2standby
HRP_A[NGFW_C-Tunnel2]quit
7）在NGFW_D上配置IPSec。
双机热备状态成功建立后，NGFW_C上配置的ACL、IPSec策略（包括其中的IPSec安全提议，IKE对等体）等都会自动备份到NGFW_D上。
只有在接口上应用IPSec策略的配置不会备份，需要在此手动配置。
HRP_S[NGFW_D]interfaceTunnel1
HRP_S[NGFW_D-Tunnel1]ipsecpolicymap1standby
HRP_S[NGFW_D-Tunnel1]quit
HRP_S[NGFW_D]interfaceTunnel2
HRP_S[NGFW_D-Tunnel2]ipsecpolicymap2active
HRP_S[NGFW_D-Tunnel2]quit
8）在NGFW_A和NGFW_B上配置IPSec。
NGFW_A和NGFW_B的配置比较简单，就是一个点到点方式的IPSec配置。
只要将NGFW_A的IPSec隧道RemoteAddress配置为Tunnel1接口的IP地址；NGFW_B的IPSec隧道RemoteAddress配置为Tunnel2接口的IP地址就行了。
受篇幅所限，强叔就不详细讲了。
3、配置路由和路由策略。
双机热备和IPSec配置完成后，只要再保证NGFW_A与Tunnel1接口的路由可达，就可以成功建立IPSec隧道了。
但这时一个新的问题又出现了，那就是流量到达Router1后不知道是该送往NGFW_C还是NGFW_D的Tunnel1接口了，如下图所示。
而且我们还面临另外一个问题，那就是如何确保NGFW_A的回程流量能够回到NGFW_A呢回程流量到达Router2后不知道是该发给NGFW_C还是NGFW_D。
小伙伴们别急，强叔还是有办法的，那就是通过路由策略来实现。
1）首先我们需要定义三条数据流，一条匹配来自分支A的去和回的流量：
HRP_A[NGFW_C]acl2000
HRP_A[NGFW_C-acl-basic-2000]rulepermitsource
HRP_A[NGFW_C-acl-basic-2000]rulepermitsource
HRP_A[NGFW_C-acl-basic-2000]quit
一条匹配分支B的去和回的流量：
HRP_A[NGFW_C]acl2001
HRP_A[NGFW_C-acl-basic-2001]rulepermitsource
HRP_A[NGFW_C-acl-basic-2001]rulepermitsource
HRP_A[NGFW_C-acl-basic-2001]quit
第三条匹配来自分支A和B的去和回的流量：
HRP_A[NGFW_C]acl2002
HRP_A[NGFW_C-acl-basic-2002]rulepermitsource
HRP_A[NGFW_C-acl-basic-2002]rulepermitsource
HRP_A[NGFW_C-acl-basic-2002]rulepermitsource
HRP_A[NGFW_C-acl-basic-2002]rulepermitsource
HRP_A[NGFW_C-acl-basic-2002]quit
2）然后我们需要配置几条路由策略，实现以下效果。
当双机热备负载分担状态正常时，来自分支A的去和回的流量通过NGFW_C时开销减少10：
HRP_A[NGFW_C]route-policyrppermitnode1
HRP_A[NGFW_C-route-policy]if-matchacl2000
HRP_A[NGFW_C-route-policy]if-matchbackup-statusload-balance
HRP_A[NGFW_C-route-policy]applycost–10
HRP_A[NGFW_C-route-policy]quit
当双机热备负载分担状态正常时，来自分支B的去和回的流量通过NGFW_C时开销增加10：
HRP_A[NGFW_C]route-policyrppermitnode2
HRP_A[NGFW_C-route-policy]if-matchacl2001
HRP_A[NGFW_C-route-policy]if-matchbackup-statusload-balance
HRP_A[NGFW_C-route-policy]applycost+10
HRP_A[NGFW_C-route-policy]quit
当NGFW_C作为主用设备（NGFW_D故障）时，来自分支A和B的去和回的流量通过NGFW_C时开销减少10：
HRP_A[NGFW_C]route-policyrppermitnode3
HRP_A[NGFW_C-route-policy]if-matchacl2002
HRP_A[NGFW_C-route-policy]if-matchbackup-statusactive
HRP_A[NGFW_C-route-policy]applycost-10
HRP_A[NGFW_C-route-policy]quit
当NGFW_C作为备用设备（NGFW_C故障）时，来自分支A和B的去和回的流量通过NGFW_C时开销增加10：
HRP_A[NGFW_C]route-policyrppermitnode4
HRP_A[NGFW_C-route-policy]if-matchacl2002
HRP_A[NGFW_C-route-policy]if-matchbackup-statusstandby
HRP_A[NGFW_C-route-policy]applycost+10
HRP_A[NGFW_C-route-policy]quit
3）最后我们需要在OSPF中引入直连和静态路由，并将自身的路由发布出去。
【强叔点评】这里引入的直连路由是Tunnel接口的路由；引入的静态路由是下面配置的使回程流量进入隧道的路由。
HRP_A[NGFW_C]ospf1
HRP_A[NGFW_C]iproute-static24tunnel1
HRP_A[NGFW_C]iproute-static24tunnel2
HRP_A[NGFW_C-ospf-1]import-routedirectroute-policyrp
HRP_A[NGFW_C-ospf-1]import-routestaticroute-policyrp
HRP_A[NGFW_C-ospf-1]area
HRP_A[NGFW_C-ospf-1-area-]network
HRP_A[NGFW_C-ospf-1-area-]network
HRP_A[NGFW_C-ospf-1-area-]quit
HRP_A[NGFW_C-ospf-1]quit
4）在NGFW_D上配置路由和路由策略。
按照NGFW_C的配置举一反三，我想各位小伙伴肯定没问题的。
【结果验证】
1、当双机热备负载分担状态正常运行时，可以在Router1上看到去往Tunnel1目的地址为）的流量通过NGFW_C转发（下一跳为NGFW_C的物理接口IP地址）。
而去往Tunnel2接口（目的地址为）的流量通过NGFW_D转发（下一跳为NGFW_D的物理接口IP地址）。
2、当双机热备负载分担状态正常运行时，可以在Router2上看到总部回复分支A（目的地址）的流量通过NGFW_C转发（下一跳为）；总部回复分支B（目的地址）的流量通过NGFW_D转发（下一跳为）。
以上两步可以看出在路由层面，我们的配置满足了组网需求。
3、在NGFW_C和D上执行displayikesa、displayipsecsa命令查看IPSec的隧道建立情况。
下面仅给出NGFW_C上的截图，可以看到NGFW_C的tunnel1接口与NGFW_A的GE1/0/1接口成功建立隧道。
【拍案惊奇】
1、此案例的惊奇之处在于结合了双机热备、IPSec和并不常用的路由策略功能，而且三种功能结合的十分巧妙。
2、此案例的另一惊奇之处在于负载分担组网下的IPSec只有在华为比较新版本的防火墙上才支持，是一个比较新的功能。
3、另外看完此案例，小伙伴们应该对双机热备、IPSec、以及路由策略的配置方法和流程有了一定的了解。
【强叔问答】
本案例中强叔并没有详细讲述防火墙安全策略的配置，但其实在配置双机热备及PSec功能时，安全策略的配置
还是有所讲究的。
请小伙伴们思考双机热备和IPSec这两个功能的安全策略如何配置
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