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\chapter{Vorwort}
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Diese Dokumentation beschreibt die Installation und den Betrieb des IPv6-VPN-Dienst auf Basis von OpenVPN.
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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.
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\section{Konfigurationsvorgaben}
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Folgende Parameter wurden für die Konfiguration des Servers in Absprache mit dem IT-Team festgelegt:
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\begin{itemize}
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\item Hostname der Maschine: \texttt{aither.inform.hs-hannover.de}
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\item Hostname des OpenVPN-Dienstes: \texttt{vpn-test.inform.hs-hannover.de}
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\item IP-Adressen der Maschine
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\begin{itemize}
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\item \texttt{141.71.38.70/24}
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\item \texttt{2001:638:614:1780::131/64}
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\end{itemize}
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\item IP-Adressen der zu benutzenden Gateways
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\begin{itemize}
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\item \texttt{141.71.38.254}
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\item \texttt{2001:638:614:1780::1}
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\end{itemize}
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\item IP-Adressen des OpenVPN-Dienstes
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\begin{itemize}
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\item \texttt{141.71.38.7}
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\item \texttt{2001:638:614:1780::7}
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\end{itemize}
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\item IP-Adressbereiche für VPN-Clients
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\begin{itemize}
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\item \texttt{10.2.0.0/16}
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\item \texttt{2001:638:614:1750::/64}
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\end{itemize}
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\item Zu verwendender DNS-Server: \texttt{141.71.38.1}
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\end{itemize}
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\chapter{Installation}
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Mit den abgesprochenen Parametern kann nun die Installation des VPN-Servers erfolgen.
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Eine bereits vorhandene Zertifizierungsstelle mit Webserver unter dem Hostnamen \texttt{vmvpnca.inform.hs-hannover.de} wird vorausgesetzt.
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\section{Konfiguration des Grundsystems}
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\paragraph{Hostname}
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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.
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\begin{lstlisting}
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# echo "aither" > /etc/hostname
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# echo "aither.inform.hs-hannover.de" > /etc/mailname
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\end{lstlisting}
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In \texttt{/etc/hosts} muss der Eintrag für \texttt{127.0.1.1} angepasst werden:
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\begin{lstlisting}
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127.0.1.1 aither.inform.hs-hannover.de aither
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\end{lstlisting}
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\paragraph{OpenSSH}
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In der Datei \texttt{/etc/ssh/sshd\_config} muss folgende Option auskommentiert und angepasst werden:
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\begin{lstlisting}
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PermitRootLogin yes
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\end{lstlisting}
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Anschließend wird der OpenSSH-Dienst aktiviert und gestartet.
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\begin{lstlisting}
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# systemctl enable ssh.service
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# systemctl start ssh.service
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\end{lstlisting}
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\paragraph{sudo}
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Das IT-Team arbeitet mit passwortbasierten SSH-Sitzungen unter dem Benutzer \texttt{root}.
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Damit in der Übergangsphase auf dem Server Anpassungen auch ohne Kenntnis des \texttt{root}-Passworts durchgeführt werden können, wird ein lokaler Benutzer eingerichtet.
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\begin{lstlisting}
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# apt-get install sudo
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# adduser jpt
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# gpasswd -a jpt sudo
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\end{lstlisting}
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Nach erfolgreicher Übergabe des Servers an das IT-Team kann dieser Benutzer wieder entfernt werden.
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\paragraph{apt}
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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.
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\begin{lstlisting}
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# echo 'Acquire::http::Proxy "http://proxy.inform.hs-hannover.de:3128";'
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> /etc/apt/apt.conf.d/80proxy
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\end{lstlisting}
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Das IT-Team stellt Debian-Pakete zur Verfügung, mit die Grundkonfiguration des Servers an die Vorgaben des IT-Teams angepasst werden kann.
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Um diese Pakete zu installieren, werden die Paketquellen des IT-Teams konfiguriert:
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\begin{lstlisting}
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# echo "deb http://http.edu.inform.hs-hannover.de/depot/debian/stretch/ Packages/"
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> /etc/apt/sources.list.d/inform.list
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\end{lstlisting}
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Als nächstes wird der GPG-Key importiert, mit dem die Pakete signiert sind:
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\begin{lstlisting}
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# wget -O repositoryKeyFile http://http.edu.inform.hs-hannover.de/repository/repositoryKeyFile
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# apt-key add repositoryKeyFile
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\end{lstlisting}
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Anschließend können die Pakete über \texttt{apt-get} installiert werden
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\begin{lstlisting}
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# apt-get update
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# apt-get install f4-i-srv-config-all-* f4-i-srv-config-dmz-adminscripts
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\end{lstlisting}
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\paragraph{Netzwerkkonfiguration}
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Als nächstes werden die IP-Adressen der Maschine und des Dienstes in \texttt{/etc/network/interfaces} konfiguriert.
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Die IP-Adressen der Maschine werden direkt für die Netzwerkkarte des Servers konfiguriert.
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Die IP-Adressen für den VPN-Dienst werden als zusätzliche IP-Adressen konfiguriert.
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Durch die Verwendung von separaten Dienst-Adressen ist es möglich, einen Server im laufenden Betrieb durch einen zweiten, identisch konfigurierten Server zu ersetzen.
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Dazu müssen lediglich die zusätzlichen IP-Adressen von dem einen Server entfernt werden, und anschließend auf dem zweiten Server hinzugefügt werden.
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VPN-Benutzer bekommen davon nur eine kurze Unterbrechung der VPN-Sitzung mit.
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Die resultierende Konfiguration für die IP-Adressen der Maschine sieht so aus:
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\begin{lstlisting}
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auto eno1
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allow-hotplug eno1
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#-primary network interface
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iface eno1 inet static
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address 141.71.38.70/24
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gateway 141.71.38.254
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post-up /sbin/ip addr add 141.71.38.7/24 dev eno1
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pre-down /sbin/ip addr del 141.71.38.7/24 dev eno1
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iface eno1 inet6 static
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address 2001:638:614:1780::0131/64
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gateway 2001:638:614:1780::1
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post-up /sbin/ip addr add 2001:638:614:1780::0007/64 dev eno1
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pre-down /sbin/ip addr del 2001:638:614:1780::0007/64 dev eno1
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\end{lstlisting}
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\paragraph{DNS}
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In der DMZ soll der DNS-Resolver mit der IP-Adresse \texttt{141.71.38.1} verwendet werden.
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\begin{lstlisting}
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echo "nameserver 141.71.38.1" > /etc/resolv.conf
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\end{lstlisting}
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\paragraph{Paketweiterleitung einschalten}
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Mit dem VPN-Server verbundene Clients befinden sich in einem eigenen IPv4- beziehungsweise IPv6-Netz.
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Damit die VPN-Clients trotzdem über die Grenze ihres eigenen Netzes hinaus Kontakt zum Netz der Abteilung Informatik aufnehmen können, ist es notwendig für IPv4 und IPv6 die Paketweiterleitung einzuschalten.
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\begin{lstlisting}
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# echo "net.ipv4.conf.all.forwarding = 1" > /etc/sysctl.d/04-enable-ipv4-forwarding.conf
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# echo "net.ipv6.conf.all.forwarding = 1" > /etc/sysctl.d/06-enable-ipv6-forwarding.conf
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\end{lstlisting}
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Anschließend werden die vorgenommenen Einstellungen aktiviert.
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\begin{lstlisting}
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# sysctl --system
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\end{lstlisting}
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\section{Firewallregeln}
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Welcher Datenverkehr für VPN-Clients erlaubt oder verboten ist, wurde im Rahmen der Masterarbeit bereits festgelegt.
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Diese Vorgaben werden jetzt über Filterregeln mit \texttt{iptables} und \texttt{ip6tables} umgesetzt.
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Als Standardpolicy wird \texttt{DROP} gewählt.
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\begin{lstlisting}
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iptables -P INPUT DROP
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iptables -P OUTPUT DROP
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iptables -P FORWARD DROP
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ip6tables -P INPUT DROP
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ip6tables -P OUTPUT DROP
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ip6tables -P FORWARD DROP
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\end{lstlisting}
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|
Datenverkehr über das Loopback-Interface ist immer erlaubt.
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\begin{lstlisting}
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iptables -A INPUT -i lo -j ACCEPT
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iptables -A OUTPUT -o lo -j ACCEPT
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ip6tables -A INPUT -i lo -j ACCEPT
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|
ip6tables -A OUTPUT -o lo -j ACCEPT
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\end{lstlisting}
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|
Die Protokolle ICMP und ICMPv6 sind immer erlaubt.
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\begin{lstlisting}
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iptables -A INPUT -p icmp -j ACCEPT
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iptables -A OUTPUT -p icmp -j ACCEPT
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iptables -A FORWARD -p icmp -j ACCEPT
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ip6tables -A INPUT -p icmpv6 -j ACCEPT
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|
ip6tables -A OUTPUT -p icmpv6 -j ACCEPT
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|
ip6tables -A FORWARD -p icmpv6 -j ACCEPT
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\end{lstlisting}
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|
Zugriffe auf den VPN-Server sind für die Dienste SSH und OpenVPN erlaubt.
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\begin{lstlisting}
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|
iptables -A INPUT -p tcp --dport 22 -m state --state NEW,ESTABLISHED -j ACCEPT
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|
ip6tables -A INPUT -p tcp --dport 22 -m state --state NEW,ESTABLISHED -j ACCEPT
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|
iptables -A INPUT -p udp --dport 1194 -j ACCEPT
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|
ip6tables -A INPUT -p udp --dport 1194 -j ACCEPT
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\end{lstlisting}
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|
Antwortpakete für eingehende Pakete auf SSH und OpenVPN-Dienst sind erlaubt.
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\begin{lstlisting}
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iptables -A OUTPUT -p tcp --sport 22 -m state --state ESTABLISHED -j ACCEPT
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|
ip6tables -A OUTPUT -p tcp --sport 22 -m state --state ESTABLISHED -j ACCEPT
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|
iptables -A OUTPUT -p udp --sport 1194 -j ACCEPT
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|
ip6tables -A OUTPUT -p udp --sport 1194 -j ACCEPT
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\end{lstlisting}
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|
Vom VPN-Server ausgehende Pakete sind grundsätzlich erlaubt.
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\begin{lstlisting}
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iptables -A OUTPUT -m state --state NEW,ESTABLISHED -j ACCEPT
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ip6tables -A OUTPUT -m state --state NEW,ESTABLISHED -j ACCEPT
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\end{lstlisting}
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Zum VPN-Server eingehende Pakete sind als Antwort auf ausgehende Pakete erlaubt.
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\begin{lstlisting}
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|
iptables -A INPUT -m state --state ESTABLISHED,RELATED -j ACCEPT
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|
ip6tables -A INPUT -m state --state ESTABLISHED,RELATED -j ACCEPT
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\end{lstlisting}
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Für IPv4-Verkehr aus dem VPN soll NAT auf die \texttt{141.71.38.7} durchgeführt werden.
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\begin{lstlisting}
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iptables -t nat -A POSTROUTING -s 10.2.0.0/16 -j SNAT --to 141.71.38.7
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\end{lstlisting}
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Datenverkehr zwischen VPN-Clients ist verboten und wird verworfen.
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\begin{lstlisting}
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iptables -A FORWARD -s 10.2.0.0/16 -d 10.2.0.0/16 -j DROP
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ip6tables -A FORWARD -s 2001:638:614:1750::/64 -d 2001:683:614:1750::/64 -j DROP
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\end{lstlisting}
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Datenverkehr aus dem VPN zu Hosts in der DMZ ist verboten und wird verworfen.
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\begin{lstlisting}
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iptables -A FORWARD -s 10.2.0.0/16 -d 141.71.38.0/24 -j DROP
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ip6tables -A FORWARD -s 2001:638:614:1750::/64 -d 2001:683:614:1780::/64 -j DROP
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\end{lstlisting}
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|
Jeglicher weiterer Datenverkehr aus dem VPN ist erlaubt.
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\begin{lstlisting}
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iptables -A FORWARD -s 10.2.0.0/16 -m state --state NEW,ESTABLISHED -j ACCEPT
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ip6tables -A FORWARD -s 2001:638:614:1750::/64 -m state --state NEW,ESTABLISHED -j ACCEPT
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|
\end{lstlisting}
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In das VPN eingehender Verkehr ist nur als Antwort auf ausgehende Pakete erlaubt.
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\begin{lstlisting}
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iptables -A FORWARD -d 10.2.0.0/16 -m state --state ESTABLISHED,RELATED -j ACCEPT
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ip6tables -A FORWARD -d 2001:638:614:1750::/64 -m state --state ESTABLISHED,RELATED -j ACCEPT
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\end{lstlisting}
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\paragraph{Persistente Firewallregeln}
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Um die mit \texttt{iptables} und \texttt{ip6tables} umgesetzten Regeln auch über Neustarts hinweg zu behalten, wird das Paket \texttt{iptables-persistent} installiert.
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\begin{lstlisting}
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apt-get install iptables-persistent
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\end{lstlisting}
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Anschließend können die aktuell aktiven Regeln in Dateien abgelegt werden, aus denen sie nach einem Neustart durch die von \texttt{iptables-persistent} installierten Skripte wieder geladen werden.
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\begin{lstlisting}
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iptables-save > /etc/iptables/rules.v4
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ip6tables-save > /etc/iptables/rules.v6
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\end{lstlisting}
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\section{OpenVPN}
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Nun wird OpenVPN installiert und konfiguriert.
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\begin{lstlisting}
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# apt-get install openvpn
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\end{lstlisting}
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Anhand des separaten Dokuments \enquote{Dokumentation der Zertifizierungsstelle für den IPv6-VPN-Dienst} wird ein neues Serverzertifikat für den VPN-Server beantragt und anschließend durch die Zertifizierungsstelle ausgestellt.
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Zusätzlich werden auf dem lokalen Server die Diffie-Hellman-Parameter generiert.
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Außerdem wird das Wurzelzertifikat der Zertifizierungsstelle, sowie eine aktuelle \textit{Certificate Revocation List} (CRL) benötigt.
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In diesem Szenario wird davon ausgegangen, dass beide Dateien in aktueller Version über einen HTTP-Server von der CA angeboten werden:
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\begin{lstlisting}
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wget http://vmvpnca.inform.hs-hannover.de/ca.crt
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wget http://vmvpnca.inform.hs-hannover.de/crl.pem
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\end{lstlisting}
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Die beschafften Dateien werden nun wie folgt auf dem VPN-Server abgelegt:
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\begin{itemize}
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\item Wurzelzertifikat: \texttt{/etc/openvpn/inform/ca.crt}
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|
\item Serverzertifikat: \texttt{/etc/openvpn/inform/aither.inform.hs-hannover.de.crt}
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\item Privatern Schlüssel: \texttt{/etc/openvpn/inform/aither.inform.hs-hannover.de.key}
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\item Diffie-Hellman-Parameter: \texttt{/etc/openvpn/inform/dh.pem}
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\item Certificate Revocation List: \texttt{/etc/openvpn/inform/crl.pem}
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\end{itemize}
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Dann wird die folgende Serverkonfiguration wird als Datei unter \texttt{/etc/openvpn/inform.conf} abgelegt.
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\lstinputlisting[]{./openvpn-config/server.conf}
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Da die CRL durch die Zertifizierungsstelle jederzeit aktualisiert werden kann, ist es sinnvoll diese täglich mit einem Cronjob zu erneuern.
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Dafür wird dieser Eintrag als \texttt{root} mittels \texttt{crontab -e} angelegt:
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\begin{lstlisting}
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15 2 * * * bash -c 'curl http://vmvpnca.inform.hs-hannover.de/crl.pem > /etc/openvpn/inform/crl.pem; systemctl restart openvpn@inform.service'
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\end{lstlisting}
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\textbf{Anmerkung}: Ein \texttt{systemctl reload} ist aufgrund der Abgabe von Berechtigungen nach dem Start nicht möglich.
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Deshalb muss auf \texttt{systemctl restart} zurückgegriffen werden.
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Nun wird der OpenVPN-Dienst aktiviert und gestartet:
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\begin{lstlisting}
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# systemctl enable openvpn@inform.service
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# systemctl start openvpn@inform.service
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\end{lstlisting}
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\chapter{Administrative Aufgaben}
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Die IP-Adressen des Diensts aktivieren oder deaktivieren
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Den Dienst starten/stoppen/neustarten
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