masterthesis/SRV-DOC-Inhalt.tex

\chapter{Vorwort}
Diese Dokumentation beschreibt die Installation und den Betrieb des IPv6-VPN-Dienst auf Basis von OpenVPN.
Die Hintergründe zu der hier vorgestellten Konfiguration können in der dazugehörigen Masterarbeit \enquote{Konzeption und Umsetzung eines IPv6-VPN für die Abteilung Informatik} nachgelesen werden.

\section{Konfigurationsvorgaben}
Folgende Parameter wurden für die Konfiguration des Servers in Absprache mit dem IT-Team festgelegt:
\begin{itemize}
\item Hostname der Maschine: \texttt{aither.inform.hs-hannover.de}
\item Hostname des OpenVPN-Dienstes: \texttt{vpn-test.inform.hs-hannover.de}
\item IP-Adressen der Maschine
\begin{itemize}
\item \texttt{141.71.38.70/24}
\item \texttt{2001:638:614:1780::131/64}
\end{itemize}
\item IP-Adressen der zu benutzenden Gateways
\begin{itemize}
\item \texttt{141.71.38.254}
\item \texttt{2001:638:614:1780::1}
\end{itemize}
\item IP-Adressen des OpenVPN-Dienstes
\begin{itemize}
\item \texttt{141.71.38.7}
\item \texttt{2001:638:614:1780::7}
\end{itemize}
\item IP-Adressbereich für VPN-Clients
\begin{itemize}
\item \texttt{10.2.0.0/16}
\item \texttt{2001:638:614:1750::/64}
\end{itemize}
\item DNS-Server für Server in der DMZ: \texttt{141.71.38.1}
\end{itemize}


\chapter{Konfiguration des Grundsystems}
\paragraph{Hostname}
Sofern der Hostname bei der Installation von Debian nicht schon gesetzt wurde, so muss dies in den Dateien \texttt{/etc/hostname}, \texttt{/etc/mailname} und \texttt{/etc/hosts} nachgeholt werden.
\begin{lstlisting}
# echo "aither" > /etc/hostname
# echo "aither.inform.hs-hannover.de" > /etc/mailname
\end{lstlisting}
In \texttt{/etc/hosts} muss der Eintrag für \texttt{127.0.1.1} angepasst werden:
\begin{lstlisting}
127.0.1.1	aither.inform.hs-hannover.de aither
\end{lstlisting}

\paragraph{OpenSSH}
In der Datei \texttt{/etc/ssh/sshd\_config} muss folgende Option auskommentiert und angepasst werden:
\begin{lstlisting}
PermitRootLogin yes
\end{lstlisting}

Anschließend wird der OpenSSH-Dienst aktiviert und gestartet.
\begin{lstlisting}
# systemctl enable ssh.service
# systemctl start ssh.service
\end{lstlisting}

\paragraph{sudo}
Das IT-Team arbeitet mit passwortbasierten SSH-Sitzungen unter dem Benutzer \texttt{root}.
Damit in der Übergangsphase auf dem Server Anpassungen auch ohne Kenntnis des \texttt{root}-Passworts durchgeführt werden können, wird ein lokaler Benutzer eingerichtet.
\begin{lstlisting}
# apt-get install sudo
# adduser jpt
# gpasswd -a jpt sudo
\end{lstlisting}
Nach erfolgreicher Übergabe des Servers an das IT-Team kann dieser Benutzer wieder entfernt werden.

\paragraph{apt}
Um in der DMZ weiterhin Updates einspielen zu können, wird der vom IT-Team zur Verfügung gestellte Proxyserver in die Konfiguration von \texttt{apt} eingetragen.
\begin{lstlisting}
# echo 'Acquire::http::Proxy "http://proxy.inform.hs-hannover.de:3128";'
	> /etc/apt/apt.conf.d/80proxy
\end{lstlisting}
Das IT-Team stellt Debian-Pakete zur Verfügung, mit die Grundkonfiguration des Servers an die Vorgaben des IT-Teams angepasst werden kann.
Um diese Pakete zu installieren, werden die Paketquellen des IT-Teams konfiguriert:
\begin{lstlisting}
# echo "deb http://http.edu.inform.hs-hannover.de/depot/debian/stretch/ Packages/"
	> /etc/apt/sources.list.d/inform.list
\end{lstlisting}
Als nächstes wird der GPG-Key importiert, mit dem die Pakete signiert sind:
\begin{lstlisting}
# wget -O repositoryKeyFile http://http.edu.inform.hs-hannover.de/repository/repositoryKeyFile
# apt-key add repositoryKeyFile
\end{lstlisting}
Anschließend können die Pakete über \texttt{apt-get} installiert werden
\begin{lstlisting}
# apt-get update
# apt-get install f4-i-srv-config-all-* f4-i-srv-config-dmz-*
\end{lstlisting}

\paragraph{Netzwerkkonfiguration}
Als nächstes werden die IP-Adressen der Maschine und des Dienstes in \texttt{/etc/network/interfaces} konfiguriert.
Die IP-Adressen der Maschine werden direkt für die Netzwerkkarte des Servers konfiguriert.

Die IP-Adressen für den VPN-Dienst werden als Alias konfiguriert.
Durch die Verwendung des Alias ist ein manueller Failover im Betrieb möglich, indem das Alias-Interface dem defekten Server deaktiviert wird und auf einem bereitstehenden Server aktiviert wird.
Effektiv \enquote{wandert} die Dienst-IP somit vom defekten Server auf den bereitstehenden Server.
Benutzer des VPN-Dienst bekommen abgesehen von einer Verbindungsunterbrechung nichts von dem defekten Server mit.

Die resultierende Konfiguration für die IP-Adressen der Maschine sieht so aus:
\begin{lstlisting}
auto eno1
allow-hotplug eno1

#-primary network interface
iface eno1 inet static
        address 141.71.38.70/24
        gateway 141.71.38.254
        post-up /sbin/ip addr add 141.71.38.7/24 dev eno1
        pre-down /sbin/ip addr del 141.71.38.7/24 dev eno1

iface eno1 inet6 static
        address 2001:638:614:1780::0131/64
        gateway 2001:638:614:1780::1
        post-up /sbin/ip addr add 2001:638:614:1780::0007/64 dev eno1
        pre-down /sbin/ip addr del 2001:638:614:1780::0007/64 dev eno1
\end{lstlisting}

\paragraph{DNS}
\texttt{141.71.38.1} ist der DNS-Resolver in der DMZ.
\begin{lstlisting}
echo "nameserver 141.71.38.1" > /etc/resolv.conf
\end{lstlisting}

\paragraph{IP-FORWARD einschalten}
Da die Benutzer des VPN in der Lage sein sollen, das Netzwerk der Abteilung Informatik zu erreichen, muss IP-FORWARD auf dem VPN-Server aktiviert werden:
\begin{lstlisting}
# echo "net.ipv4.conf.all.FORWARD = 1" > /etc/sysctl.d/04-enable-ipv4-FORWARD.conf
# echo "net.ipv6.conf.all.FORWARD = 1" > /etc/sysctl.d/06-enable-ipv6-FORWARD.conf
\end{lstlisting}
Anschließend werden die vorgenommenen Einstellungen aktiviert.
\begin{lstlisting}
# sysctl --system
\end{lstlisting}

\paragraph{Firewallregeln}
Es wurde definiert, welcher Datenverkehr für den VPN-Server und VPN-Clients erlaubt ist.
Diese werden jetzt über Filterregeln mit \texttt{iptables} beziehungsweise \texttt{ip6tables} umgesetzt.

Als Standardpolicy wird \texttt{DROP} gewählt.
\begin{lstlisting}
iptables -P INPUT DROP
iptables -P OUTPUT DROP
iptables -P FORWARD DROP
ip6tables -P INPUT DROP
ip6tables -P OUTPUT DROP
ip6tables -P FORWARD DROP
\end{lstlisting}

Datenverkehr über das Loopback-Interface ist immer erlaubt.
\begin{lstlisting}
iptables -A INPUT -i lo -j ACCEPT
iptables -A OUTPUT -o lo -j ACCEPT
ip6tables -A INPUT -i lo -j ACCEPT
ip6tables -A OUTPUT -o lo -j ACCEPT
\end{lstlisting}

Die Protokolle ICMP und ICMPv6 sind immer erlaubt.
\begin{lstlisting}
iptables -A INPUT -p icmp -j ACCEPT
ip6tables -A INPUT -p icmp6 -j ACCEPT
iptables -A OUTPUT -p icmp -j ACCEPT
ip6tables -A OUTPUT -p icmp6 -j ACCEPT
iptables -A FORWARD -p icmp -j ACCEPT
ip6tables -A FORWARD -p icmp6 -j ACCEPT
\end{lstlisting}

Zugriffe auf den VPN-Server sind für die Dienste SSH und OpenVPN erlaubt.
\begin{lstlisting}
iptables -A INPUT -p tcp --dport 22 -m state --state NEW,ESTABLISHED -j ACCEPT
ip6tables -A INPUT -p tcp --dport 22 -m state --state NEW,ESTABLISHED -j ACCEPT

iptables -A INPUT -p udp --dport 1194 -j ACCEPT
ip6tables -A INPUT -p udp --dport 1194 -j ACCEPT
\end{lstlisting}

Antwortpakete für eingehende Pakete auf SSH und OpenVPN-Dienst sind erlaubt.
\begin{lstlisting}
iptables -A OUTPUT -m state --state ESTABLISHED -j ACCEPT
ip6tables -A OUTPUT -m state --state ESTABLISHED -j ACCEPT

iptables -A OUTPUT -p udp --sport 1194 -j ACCEPT
ip6tables -A OUTPUT -p udp --sport 1194 -j ACCEPT
\end{lstlisting}

Vom VPN-Server ausgehende Pakete sind grundsätzlich erlaubt.
\begin{lstlisting}
iptables -A OUTPUT -m state --state NEW,ESTABLISHED -j ACCEPT
ip6tables -A OUTPUT -m state --state NEW,ESTABLISHED -j ACCEPT
\end{lstlisting}

Zum VPN-Server eingehende Pakete sind als Antwort auf ausgehende Pakete erlaubt.
\begin{lstlisting}
iptables -A INPUT -m state --state ESTABLISHED,RELATED -j ACCEPT
ip6tables -A INPUT -m state --state ESTABLISHED,RELATED -j ACCEPT
\end{lstlisting}

Für IPv4-Verkehr aus dem VPN soll NAT durchgeführt werden.
\begin{lstlisting}
iptables -t nat -A POSTROUTING -s 10.2.0.0/16 -j MASQUERADE
\end{lstlisting}

Datenverkehr aus dem VPN zu Hosts in der DMZ ist verboten und wird verworfen.
\begin{lstlisting}
iptables -A FORWARD -s 10.2.0.0/16 -d 141.71.38.0/24 -j DROP
ip6tables -A FORWARD -s 2001:638:614:1750::/64 -d 2001:683:614:1780::/64 -j DROP
\end{lstlisting}

Jeglicher weiterer Datenverkehr aus dem VPN ist erlaubt.
\begin{lstlisting}
iptables -A FORWARD -s 10.2.0.0/16 -m state --state NEW,ESTABLISHED -j ACCEPT
ip6tables -A FORWARD -s 2001:638:614:1750::/64 -m state --state NEW,ESTABLISHED -j ACCEPT
\end{lstlisting}

In das VPN eingehender Verkehr ist nur als Antwort auf ausgehende Pakete erlaubt.
\begin{lstlisting}
iptables -A FORWARD -d 10.2.0.0/16 -m state --state ESTABLISHED,RELATED -j ACCEPT
ip6tables -A FORWARD -d 2001:638:614:1750::/64 -m state --state ESTABLISHED,RELATED -j ACCEPT
\end{lstlisting}

\paragraph{Persistente Firewallregeln}
Um die mit \texttt{iptables} erstellten Regeln auch über Neustarts hinweg zu behalten, wird das Paket \texttt{iptables-persistent} installiert.
\begin{lstlisting}
apt-get install iptables-persistent
\end{lstlisting}
Anschließend können die aktuell aktiven Regeln abgespeichert werden, damit sie bei einem Neustart wieder geladen werden können.
\begin{lstlisting}
iptables-save > /etc/iptables/rules.v4
ip6tables-save > /etc/iptables/rules.v6
\end{lstlisting}

\paragraph{Einstellungen für Routing}
\todo{Hier gibt es noch zu tun.}
Viel ist es nicht

\paragraph{Zertifikate}
\todo{Hier gibt es noch zu tun.}
Beschaffung eines Serverzertifikats und des CA-Wurzelzertifikats
Erzeugung der DH-Parameter
Regelmäßige Beschaffung der CRL

\paragraph{OpenVPN}
\todo{Hier gibt es noch zu tun.}
Nun wird OpenVPN installiert und konfiguriert.
\begin{lstlisting}
# apt-get install openvpn
\end{lstlisting}


Zertifikate beantragen und 
Konfiguration einspielen

CRL beschaffen
curl http://vmvpnca.inform.hs-hannover.de/crl.pem > /etc/openvpn/vpnserver/crl.pem

Cronjob via \texttt{crontab -e} erzeugen:
\begin{lstlisting}
15 2	* * *	bash -c 'curl http://vmvpnca.inform.hs-hannover.de/crl.pem > /etc/openvpn/vpnserver/crl.pem; systemctl restart openvpn@vpnserver.service'
\end{lstlisting}
Ein reload ist aufgrund der Abgabe von Berechtigungen nach dem Start nicht möglich.

Nun wird der OpenVPN-Dienst aktiviert und gestartet.
\begin{lstlisting}
# systemctl enable openvpn@vpnserver.service
# systemctl start openvpn@vpnserver.service
\end{lstlisting}