在当今高度互联的网络环境中,虚拟专用网络（VPN）已成为企业、远程办公人员和安全通信的关键工具，IPsec（Internet Protocol Security）作为一种广泛采用的网络安全协议，常用于建立加密且认证的通信隧道，确保数据在公共互联网上传输时的机密性、完整性与抗重放能力，本文将通过一个完整的实验流程，详细介绍如何搭建并测试基于IPsec的站点到站点（Site-to-Site）VPN隧道，适用于网络工程师进行技能验证、教学演示或生产环境部署前的预演。
实验目标：
- 在两台路由器（模拟设备）之间配置IPsec站点到站点隧道；
- 验证隧道建立状态及数据流是否正常；
- 检测隧道安全性（如加密算法、身份认证方式）；
- 识别常见故障点并提供排查方法。
实验拓扑结构：
- 路由器A（位于总部）：接口G0/0连接内网（192.168.1.0/24），G0/1连接公网（10.0.0.1）；
- 路由器B（位于分支机构）：接口G0/0连接内网（192.168.2.0/24），G0/1连接公网（10.0.0.2）；
- 两台路由器通过公网IP（10.0.0.1 ↔ 10.0.0.2）建立IPsec隧道。
实验步骤详解：
第一步：基础配置 为每台路由器配置接口IP地址，并启用OSPF或静态路由使两个内网能互相可达（在路由器A上配置静态路由指向192.168.2.0/24，下一跳为10.0.0.2），此阶段可使用ping命令验证基本连通性。
第二步：配置IKE策略（第一阶段） 在两端分别配置IKE参数，包括：
- IKE版本（建议使用IKEv2，更安全高效）；
- 认证方式（预共享密钥PSK或证书）；
- 加密算法（如AES-256）、哈希算法（SHA256）；
- DH组（Group 14或更高）；
- 密钥生存时间（通常为86400秒）。
示例（Cisco IOS命令）：
crypto isakmp policy 10
encryption aes 256
hash sha256
authentication pre-share
group 14
lifetime 86400
crypto isakmp key mysecretkey address 10.0.0.2第三步：配置IPsec策略（第二阶段） 定义数据加密和封装规则，即ESP（Encapsulating Security Payload）模式下的安全参数：
- 加密算法（AES-256）；
- 认证算法（HMAC-SHA256）；
- 安全关联（SA）生命周期（如3600秒）；
- 定义感兴趣流量（ACL）——允许192.168.1.0/24与192.168.2.0/24之间的通信。
示例：
crypto ipsec transform-set MYTRANS esp-aes 256 esp-sha-hmac
crypto map MYMAP 10 ipsec-isakmp
set peer 10.0.0.2
set transform-set MYTRANS
match address 101第四步：应用crypto map到接口 将crypto map绑定到外网接口（如G0/1），启用IPsec保护该接口上的流量：
interface GigabitEthernet0/1
crypto map MYMAP第五步：测试与验证
- 使用
show crypto isakmp sa查看IKE SA是否建立成功； - 使用
show crypto ipsec sa确认IPsec SA状态； - 从192.168.1.100 ping 192.168.2.100，观察是否能通；
- 使用Wireshark抓包分析：隧道建立过程应显示IKE协商与ESP封装，原始数据应被加密。
常见问题排查：
- 若隧道无法建立,检查PSK是否一致；
- 确认两端NAT穿透设置（若存在NAT需启用NAT-T）；
- 检查防火墙是否阻断UDP 500（IKE）或UDP 4500（NAT-T）端口；
- 日志中出现“invalid identity”说明认证失败，需核对peer IP或ID配置。
通过本次实验，网络工程师可以掌握IPsec隧道的核心配置逻辑与调试技巧，理解IKE与IPsec的工作机制，提升在复杂网络环境中部署安全通信的能力，此类实验不仅适用于思科、华为、Juniper等主流厂商设备，也为后续学习MPLS、GRE over IPsec等高级技术打下坚实基础，建议在实验室环境中反复练习，形成标准化操作手册，以应对真实网络中的突发问题。
