設定例集#52: 内部NATを使用した、同一ネットワークアドレスを持つ拠点間のIPsec VPN通信

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PPPoEでインターネットに接続され、同一のネットワークアドレス（プライベートアドレス）で運用している拠点間をIPsec VPNで接続します。
両拠点のネットワークアドレスの衝突を回避するために、パケットがIPsecトンネルに入るときと出るときに内部NATを適用します。

内部NATにはサブネットNATを利用します。サブネットNATではIPアドレスのネットワーク部のみの変換が行えるため、結果的にNAT前のアドレスとNAT後のアドレスのホスト部が1対1で対応します（NAT前とNAT後のアドレスのサブネットマスクは同一となります）。

内部NATにより、一方の拠点の端末は、もう一方の拠点の端末が内部NATで変換された後のアドレスで存在しているように見えます。

そのため、例えば拠点BのPC（192.168.1.124）が拠点Aのサーバー（192.168.1.123）にアクセスする場合は、172.16.1.123宛てにアクセスします。

拠点BのPCから送信されたパケットの送信元アドレス「192.168.1.124」は、ルーターBの内部NATによって「172.16.2.124」に変換された後、ルーターAに届きます。ルーターAでは内部NATにより、届いたパケットの宛先アドレス「172.16.1.123」を「192.168.1.123」に変換し、LAN側のサーバーに送信します。

また本例では、拠点間の接続だけでなく、各拠点からのインターネット向け通信も可能とします。

構成

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ルーターA
ルーターB
ISPから提供された情報
ISP接続用ユーザー名 user@ispA user@ispB
ISP接続用パスワード isppasswdA isppasswdB
PPPoEサービス名 指定なし 指定なし
WAN側IPアドレス 10.0.0.1/32 動的割り当て（IPCP）
DNSサーバー 自動取得（IPCP） 自動取得（IPCP）
接続形態 端末型 端末型
ルーターの基本設定
WAN側物理インターフェース eth1 eth1
WAN側（ppp0）IPアドレス 10.0.0.1/32 接続時にISPから取得
LAN側（vlan1）IPアドレス 192.168.1.1/24 192.168.1.1/24
内部NAT（サブネットベースNAT）の設定
LAN側（vlan1）内部NAT前IPアドレス 192.168.1.x/24 192.168.1.x/24
LAN側（vlan1）内部NAT後IPアドレス 172.16.1.x/24 172.16.2.x/24

[事前共有鍵]

設定開始前に

自動設定の確認と削除

本設定例に掲載されているコマンドは、設定がまったく行われていない本製品の初期状態（スタートアップコンフィグなしで起動した状態）から入力することを前提としています。

そのため、通常は erase startup-config を実行し、スタートアップコンフィグが存在しない状態で起動してから、設定を始めてください。

ただし、本製品はスタートアップコンフィグなしで起動した場合でも、特定の条件を満たすと自動的な設定を行うことがあるため、その場合は設定例にしたがってコマンドを入力しても、コマンドがエラーになったり、全体として意図した動作にならない可能性があります。

これを避けるため、設定開始にあたっては次のいずれかの方法をとることをおすすめします。
自動設定が行われる条件などの詳細については、AMF応用編のAMFネットワーク未検出時の拡張動作をご参照ください。

システム時刻の設定

ログなどの記録日時を正確に保ち、各種機能を適切に動作させるため、システム時刻は正確にあわせて運用することをおすすめします。
ご使用の環境にあわせ、次のいずれかの方法でシステム時刻を設定してください。

ルーターAの設定

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  1. LANポートにおいて初期状態で有効化されているスパニングツリープロトコル（RSTP）を無効化します。これにはspanning-tree enableコマンドをno形式で実行します。
    スパニングツリープロトコルの詳細は「L2スイッチング」/「スパニングツリープロトコル」をご覧ください。
    no spanning-tree rstp enable
  2. WANポートeth1上にPPPoEインターフェースppp0を作成します。これには、encapsulation pppコマンドを使います。
    PPPの詳細は「PPP」/「一般設定」をご覧ください。
    interface eth1
 encapsulation ppp 0
  3. PPPインターフェースppp0に対し、PPPoE接続のための設定を行います。

    ・IPCPによるDNSサーバーアドレスの取得要求（ppp ipcp dns）
    ・LCP EchoによるPPP接続状態の確認（keepalive）
    ・ユーザー名（ppp username）
    ・パスワード（ppp password）
    ・IPアドレスの固定設定（ip address）
    ・MSS書き換え（ip tcp adjust-mss）

    PPPの詳細は「PPP」/「一般設定」をご覧ください。
    interface ppp0
 ppp ipcp dns request
 keepalive
 ppp username user@ispA
 ppp password isppasswdA
 ip address 10.0.0.1/32
 ip tcp adjust-mss pmtu
  4. LAN側インターフェースvlan1にIPアドレスを設定します。これにはip addressコマンドを使います。
    IPインターフェースの詳細は「IP」/「IPインターフェース」をご覧ください。
    interface vlan1
 ip address 192.168.1.1/24
  5. ファイアウォールやNATのルール作成時に使うエンティティー（通信主体）を定義します。
    エンティティー定義の詳細は「UTM」/「エンティティー定義」をご覧ください。

    内部ネットワークを表すゾーン「private」を作成します。
    これには、zone、network、ip subnetの各コマンドを使います。
    zone private
 network nat
  ip subnet 172.16.1.0/24
 network peer
  ip subnet 172.16.2.0/24 interface tunnel0
 network tun
  ip subnet 192.168.2.0/30 interface tunnel0
 network v1
  ip subnet 192.168.1.0/24
  6. 外部ネットワークを表すゾーン「public」を作成します。
    これには、前記コマンドに加え、host、ip addressの各コマンドを使います。
    zone public
 network wan
  ip subnet 0.0.0.0/0 interface ppp0
  host ppp0
   ip address 10.0.0.1
  7. ファイアウォールやNATのルール作成時に通信内容を指定するために使う「アプリケーション」を定義します。
    これには、application、protocol、dportの各コマンドを使います。
    アプリケーション定義の詳細は「UTM」/「アプリケーション定義」をご覧ください。

    IPsecのESPパケットを表すカスタムアプリケーション「esp」を定義します。 
    application esp
 protocol 50
  8. ISAKMPパケットを表すカスタムアプリケーション「isakmp」を定義します。 
    application isakmp
 protocol udp
 dport 500
  9. 外部からの通信を遮断しつつ、内部からの通信は自由に行えるようにするファイアウォール機能の設定を行います。
    これには、firewall、rule、protectの各コマンドを使います。

    ・rule 10 - 内部ネットワーク間の通信を許可します
    ・rule 20 - 内部ネットワークから外部への通信を許可します
    ・rule 30, 40 - ISAKMPパケットを許可します
    ・rule 50, 60 - IPsec（ESP）パケットを許可します
    ・rule 70 - 本製品のWAN側インターフェースから外部へのDNS通信を許可します

    ファイアウォールの詳細は「UTM」/「ファイアウォール」をご覧ください。
    firewall
 rule 10 permit any from private to private
 rule 20 permit any from private to public
 rule 30 permit isakmp from public.wan to public.wan.ppp0
 rule 40 permit isakmp from public.wan.ppp0 to public.wan
 rule 50 permit esp from public.wan to public.wan.ppp0
 rule 60 permit esp from public.wan.ppp0 to public.wan
 rule 70 permit dns from public.wan.ppp0 to public.wan
 rule 80 permit http from public.wan.ppp0 to public.wan
 protect
  10. NAT機能の設定を行います。
    これには、nat、rule、enableの各コマンドを使います。

    ・rule 10 - ゾーン「private」のコンピューターがダイナミックENAT機能を使用できるようにします
    ・rule 20 - LAN側の本来のアドレスからリモート側の内部NAT後のアドレスに宛てたパケットの送信元をサブネットNATで書き換えます。
    ・rule 30 - リモート側の内部NAT後のアドレスからLAN側の内部NAT後のアドレスに宛てたパケットの宛先をLAN側の本来のアドレスに書き換えます。

    NATの詳細は「UTM」/「NAT」をご覧ください。
    nat
 rule 10 masq any from private to public
 rule 20 netmap any from private.v1 to private.peer with src private.nat
 rule 30 netmap any from private.peer to private.nat with dst private.v1
 enable
  11. 対向ルーターとの間で使用するISAKMPの事前共有鍵を設定します。これにはcrypto isakmp keyコマンドを使います。
    ここでは対向ルーターのIPアドレスが不定のため、対向ルーターをID文字列で指定しています。
    crypto isakmp key secret hostname RouterB
  12. IPsecトンネルインターフェースtunnel0を作成します。
    トンネルインターフェースの詳細は「VPN」/「トンネルインターフェース」を、IPsecの詳細は「VPN」/「IPsec」をご覧ください。

    これには、interfaceコマンドでトンネルインターフェースを作成し、以下の情報を設定します。

    ・トンネルインターフェースのMTU（mtu）
    ・トンネルインターフェースから送信するデリバリーパケットの始点（自装置）アドレス（tunnel source）
    ・トンネルインターフェースから送信するデリバリーパケットの終点（対向装置）アドレス（tunnel destination）
    ・トンネルインターフェースにおける対向装置ID（リモートID）（tunnel remote name）
    ・トンネルインターフェースに対するIPsec保護の適用（tunnel protection ipsec）
    ・トンネリング方式（tunnel mode ipsec）
    ・トンネルインターフェースのIPアドレス（ip address）
    ・トンネルインターフェースにおけるMSS書き換え設定（ip tcp adjust-mss）
    interface tunnel0
 mtu 1300
 tunnel source ppp0
 tunnel destination dynamic
 tunnel remote name RouterB
 tunnel protection ipsec
 tunnel mode ipsec ipv4
 ip address 192.168.2.1/30
 ip tcp adjust-mss 1260
  13. デフォルト経路（0.0.0.0/0）とルーターBのLAN側（内部NAT後のアドレス：172.16.2.0/24）への経路を設定します。これにはip routeコマンドを使います。
    ただし、ルーター間のVPN接続が有効になるまでは、対向側LANへの経路は使用できないように設定します。
    IP経路設定の詳細は「IP」/「経路制御」をご覧ください。
    ip route 0.0.0.0/0 ppp0
ip route 172.16.2.0/24 tunnel0
ip route 172.16.2.0/24 Null 254
  14. DNSリレー機能を有効にします。これには、ip dns forwardingコマンドを使います。
    DNSリレー機能の詳細は「IP付加機能」/「DNSリレー」をご覧ください。
    ip dns forwarding
  15. 以上で設定は完了です。
    end

ルーターBの設定

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  1. LANポートにおいて初期状態で有効化されているスパニングツリープロトコル（RSTP）を無効化します。これにはspanning-tree enableコマンドをno形式で実行します。
    スパニングツリープロトコルの詳細は「L2スイッチング」/「スパニングツリープロトコル」をご覧ください。
    no spanning-tree rstp enable
  2. WANポートeth1上にPPPoEインターフェースppp0を作成します。これには、encapsulation pppコマンドを使います。
    PPPの詳細は「PPP」/「一般設定」をご覧ください。
    interface eth1
 encapsulation ppp 0
  3. PPPインターフェースppp0に対し、PPPoE接続のための設定を行います。

    ・IPCPによるDNSサーバーアドレスの取得要求（ppp ipcp dns）
    ・LCP EchoによるPPP接続状態の確認（keepalive）
    ・IPCPによるIPアドレスの取得要求（ip address negotiated）
    ・ユーザー名（ppp username）
    ・パスワード（ppp password）
    ・MSS書き換え（ip tcp adjust-mss）

    PPPの詳細は「PPP」/「一般設定」をご覧ください。
    interface ppp0
 ppp ipcp dns request
 keepalive
 ip address negotiated
 ppp username user@ispB
 ppp password isppasswdB
 ip tcp adjust-mss pmtu
  4. LAN側インターフェースvlan1にIPアドレスを設定します。これにはip addressコマンドを使います。
    IPインターフェースの詳細は「IP」/「IPインターフェース」をご覧ください。
    interface vlan1
 ip address 192.168.1.1/24
  5. ファイアウォールやNATのルール作成時に使うエンティティー（通信主体）を定義します。
    エンティティー定義の詳細は「UTM」/「エンティティー定義」をご覧ください。

    内部ネットワークを表すゾーン「private」を作成します。
    これには、zone、network、ip subnetの各コマンドを使います。
    zone private
 network nat
  ip subnet 172.16.2.0/24
 network peer
  ip subnet 172.16.1.0/24 interface tunnel0
 network tun
  ip subnet 192.168.2.0/30 interface tunnel0
 network v1
  ip subnet 192.168.1.0/24
  6. 外部ネットワークを表すゾーン「public」を作成します。
    これには、前記コマンドに加え、host、ip addressの各コマンドを使います。
    zone public
 network wan
  ip subnet 0.0.0.0/0 interface ppp0
  host ppp0
   ip address dynamic interface ppp0
  7. ファイアウォールやNATのルール作成時に通信内容を指定するために使う「アプリケーション」を定義します。
    これには、application、protocol、dportの各コマンドを使います。
    アプリケーション定義の詳細は「UTM」/「アプリケーション定義」をご覧ください。

    IPsecのESPパケットを表すカスタムアプリケーション「esp」を定義します。 
    application esp
 protocol 50
  8. ISAKMPパケットを表すカスタムアプリケーション「isakmp」を定義します。 
    application isakmp
 protocol udp
 dport 500
  9. 外部からの通信を遮断しつつ、内部からの通信は自由に行えるようにするファイアウォール機能の設定を行います。
    これには、firewall、rule、protectの各コマンドを使います。

    ・rule 10 - 内部ネットワーク間の通信を許可します
    ・rule 20 - 内部ネットワークから外部への通信を許可します
    ・rule 30, 40 - ISAKMPパケットを許可します
    ・rule 50, 60 - IPsec（ESP）パケットを許可します
    ・rule 70 - 本製品のWAN側インターフェースから外部へのDNS通信を許可します

    ファイアウォールの詳細は「UTM」/「ファイアウォール」をご覧ください。
    firewall
 rule 10 permit any from private to private
 rule 20 permit any from private to public
 rule 30 permit isakmp from public.wan to public.wan.ppp0
 rule 40 permit isakmp from public.wan.ppp0 to public.wan
 rule 50 permit esp from public.wan to public.wan.ppp0
 rule 60 permit esp from public.wan.ppp0 to public.wan
 rule 70 permit dns from public.wan.ppp0 to public.wan
 rule 80 permit http from public.wan.ppp0 to public.wan
 protect
  10. NAT機能の設定を行います。
    これには、nat、rule、enableの各コマンドを使います。

    ・rule 10 - ゾーン「private」のコンピューターがダイナミックENAT機能を使用できるようにします
    ・rule 20 - LAN側の本来のアドレスからリモート側の内部NAT後のアドレスに宛てたパケットの送信元をサブネットNATで書き換えます。
    ・rule 30 - リモート側の内部NAT後のアドレスからLAN側の内部NAT後のアドレスに宛てたパケットの宛先をLAN側の本来のアドレスに書き換えます。

    NATの詳細は「UTM」/「NAT」をご覧ください。
    nat
 rule 10 masq any from private to public
 rule 20 netmap any from private.v1 to private.peer with src private.nat
 rule 30 netmap any from private.peer to private.nat with dst private.v1
 enable
  11. 対向ルーターとの間で使用するISAKMPの事前共有鍵を設定します。これにはcrypto isakmp keyコマンドを使います。
    crypto isakmp key secret address 10.0.0.1
  12. IPsecトンネルインターフェースtunnel0を作成します。
    トンネルインターフェースの詳細は「VPN」/「トンネルインターフェース」を、IPsecの詳細は「VPN」/「IPsec」をご覧ください。

    これには、interfaceコマンドでトンネルインターフェースを作成し、以下の情報を設定します。

    ・トンネルインターフェースのMTU（mtu）
    ・トンネルインターフェースから送信するデリバリーパケットの始点（自装置）アドレス（tunnel source）
    ・トンネルインターフェースから送信するデリバリーパケットの終点（対向装置）アドレス（tunnel destination）
    ・トンネルインターフェースにおける自装置ID（ローカルID）（tunnel local name）
    ・トンネルインターフェースに対するIPsec保護の適用（tunnel protection ipsec）
    ・トンネリング方式（tunnel mode ipsec）
    ・トンネルインターフェースのIPアドレス（ip address）
    ・トンネルインターフェースにおけるMSS書き換え設定（ip tcp adjust-mss）
    interface tunnel0
 mtu 1300
 tunnel source ppp0
 tunnel destination 10.0.0.1
 tunnel local name RouterB
 tunnel protection ipsec
 tunnel mode ipsec ipv4
 ip address 192.168.2.2/30
 ip tcp adjust-mss 1260
  13. デフォルト経路（0.0.0.0/0）とルーターAのLAN側（内部NAT後のアドレス：172.16.1.0/24）への経路を設定します。これにはip routeコマンドを使います。
    ただし、ルーター間のVPN接続が有効になるまでは、対向側LANへの経路は使用できないように設定します。
    IP経路設定の詳細は「IP」/「経路制御」をご覧ください。
    ip route 0.0.0.0/0 ppp0
ip route 172.16.1.0/24 tunnel0
ip route 172.16.1.0/24 Null 254
  14. DNSリレー機能を有効にします。これには、ip dns forwardingコマンドを使います。
    DNSリレー機能の詳細は「IP付加機能」/「DNSリレー」をご覧ください。
    ip dns forwarding
  15. 以上で設定は完了です。
    end

設定の保存

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設定が完了したら、現在の設定内容を起動時コンフィグとして保存してください。これには、copyコマンドを「copy running-config startup-config」の書式で実行します。
awplus# copy running-config startup-config
Building configuration...
[OK]

また、write fileコマンド、write memoryコマンドでも同じことができます。
awplus# write memory
Building configuration...
[OK]

その他、設定保存の詳細については「運用・管理」/「コンフィグレーション」をご覧ください。

ファイアウォールログについて

ファイアウォールのログをとるには、次のコマンド（log(filter)）を実行します。
awplus(config)# log buffered level informational facility local5

記録されたログを見るには、次のコマンド（show log）を実行します。ここでは、ファイアウォールが出力したログメッセージだけを表示させています。
awplus# show log | include Firewall

ルーターAのコンフィグ

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!
no spanning-tree rstp enable
!
interface eth1
 encapsulation ppp 0
!
interface ppp0
 ppp ipcp dns request
 keepalive
 ppp username user@ispA
 ppp password isppasswdA
 ip address 10.0.0.1/32
 ip tcp adjust-mss pmtu
!
interface vlan1
 ip address 192.168.1.1/24
!
zone private
 network nat
  ip subnet 172.16.1.0/24
 network peer
  ip subnet 172.16.2.0/24 interface tunnel0
 network tun
  ip subnet 192.168.2.0/30 interface tunnel0
 network v1
  ip subnet 192.168.1.0/24
!
zone public
 network wan
  ip subnet 0.0.0.0/0 interface ppp0
  host ppp0
   ip address 10.0.0.1
!
application esp
 protocol 50
!
application isakmp
 protocol udp
 dport 500
!
firewall
 rule 10 permit any from private to private
 rule 20 permit any from private to public
 rule 30 permit isakmp from public.wan to public.wan.ppp0
 rule 40 permit isakmp from public.wan.ppp0 to public.wan
 rule 50 permit esp from public.wan to public.wan.ppp0
 rule 60 permit esp from public.wan.ppp0 to public.wan
 rule 70 permit dns from public.wan.ppp0 to public.wan
 rule 80 permit http from public.wan.ppp0 to public.wan
 protect
!
nat
 rule 10 masq any from private to public
 rule 20 netmap any from private.v1 to private.peer with src private.nat
 rule 30 netmap any from private.peer to private.nat with dst private.v1
 enable
!
crypto isakmp key secret hostname RouterB
!
interface tunnel0
 mtu 1300
 tunnel source ppp0
 tunnel destination dynamic
 tunnel remote name RouterB
 tunnel protection ipsec
 tunnel mode ipsec ipv4
 ip address 192.168.2.1/30
 ip tcp adjust-mss 1260
!
ip route 0.0.0.0/0 ppp0
ip route 172.16.2.0/24 tunnel0
ip route 172.16.2.0/24 Null 254
!
ip dns forwarding
!
end

ルーターBのコンフィグ

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!
no spanning-tree rstp enable
!
interface eth1
 encapsulation ppp 0
!
interface ppp0
 ppp ipcp dns request
 keepalive
 ip address negotiated
 ppp username user@ispB
 ppp password isppasswdB
 ip tcp adjust-mss pmtu
!
interface vlan1
 ip address 192.168.1.1/24
!
zone private
 network nat
  ip subnet 172.16.2.0/24
 network peer
  ip subnet 172.16.1.0/24 interface tunnel0
 network tun
  ip subnet 192.168.2.0/30 interface tunnel0
 network v1
  ip subnet 192.168.1.0/24
!
zone public
 network wan
  ip subnet 0.0.0.0/0 interface ppp0
  host ppp0
   ip address dynamic interface ppp0
!
application esp
 protocol 50
!
application isakmp
 protocol udp
 dport 500
!
firewall
 rule 10 permit any from private to private
 rule 20 permit any from private to public
 rule 30 permit isakmp from public.wan to public.wan.ppp0
 rule 40 permit isakmp from public.wan.ppp0 to public.wan
 rule 50 permit esp from public.wan to public.wan.ppp0
 rule 60 permit esp from public.wan.ppp0 to public.wan
 rule 70 permit dns from public.wan.ppp0 to public.wan
 rule 80 permit http from public.wan.ppp0 to public.wan
 protect
!
nat
 rule 10 masq any from private to public
 rule 20 netmap any from private.v1 to private.peer with src private.nat
 rule 30 netmap any from private.peer to private.nat with dst private.v1
 enable
!
crypto isakmp key secret address 10.0.0.1
!
interface tunnel0
 mtu 1300
 tunnel source ppp0
 tunnel destination 10.0.0.1
 tunnel local name RouterB
 tunnel protection ipsec
 tunnel mode ipsec ipv4
 ip address 192.168.2.2/30
 ip tcp adjust-mss 1260
!
ip route 0.0.0.0/0 ppp0
ip route 172.16.1.0/24 tunnel0
ip route 172.16.1.0/24 Null 254
!
ip dns forwarding
!
end


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