防火墙+IPsec VPN穿越问题
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问题描述：
咨询问一个问题，在IPsec ESP协议加密的传输模式下，原始数据的TCP/UDP首部中计算校验和的时候包含了伪首部（也就是IP头信息），那么在发起端计算的UDP／TCP校验和的IP是原始IP，对端收到解密之后，计算TCP／UDP的校验和的IP是转换后的IP，所以校验和会失败，此时IPsec的ESP传输模式是不是就不能用了？
- 2024-03-02提问
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最佳答案
esp可以用，ah的用不了
- 2024-03-02回答
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从理论来说，这个实现不了呀，虽然esp的校验会通过，但是内层的TCP/UCP的校验如何通过呢？
那么如何解释这个原理呢？
从理论来说，这个实现不了呀，虽然esp的校验会通过，但是内层的TCP/UCP的校验如何通过呢？
IPsec（Internet Protocol Security）ESP（Encapsulation Security Payload）传输模式确实涉及到对原始IP数据包的加密，包括TCP或UDP的负载和首部。不过，关于您提到的校验和问题，实际上在IPsec协议中已经考虑到了这一点。
当TCP或UDP数据包被IPsec处理时，以下是发生的事情：
1. 校验和计算：发送端主机在对数据包内容（TCP或UDP段）进行ESP封装之前会计算TCP或UDP的校验和。这个校验和计算考虑了原始的IP头信息。
2. ESP封装：在ESP封装过程中，整个TCP或UDP段（包括其头部和负载）会被加密。这意味着校验和也被加密，并作为加密数据的一部分传输。
3. 传输过程：经过网络传输到达目的地。
4. ESP解封装：接收端VPN设备（如VPN网关或防火墙）会解密ESP载荷，恢复成原始的TCP或UDP段，包括未更改的校验和。
5. 校验和验证：接收端主机在处理解密后的TCP或UDP段时，使用相同的伪首部（包括解封装后的IP地址）来验证校验和。因为校验和是在发送端计算并随同数据一起被加密传输的，所以不会因为IP地址的变换而导致校验和不匹配。
因此，在IPsec ESP传输模式中，由于整个过程都是封闭的，即使IP地址在传输过程中发生了变化（例如NAT转换），TCP或UDP的校验和也不会因此而失效。ESP的设计确保了数据包在解密后，和发送前在发送端的形态是一致的，包括有效的校验和。
如果出现校验和错误，通常是由于网络错误或者设备配置错误造成的，而不是IPsec协议的本身问题。在部署IPsec VPN时，确保所有设备的配置正确，并且是基于正确的网络架构和安全策略设计的。如果遇到问题，可以使用相关的诊断工具来检查和排除故障。
- 2024-03-02回答
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所以我的疑问还是：接收端是如何知道原来的IP头信息是多少的？报文哪个字段？或者是NAT协商的哪些过程？
关于您提出的第5点，“接收端主机在处理解密后的TCP或UDP段时，使用相同的伪首部（包括解封装后的IP地址）来验证校验和。”，我的疑问是，对端设备怎么知道原来的伪首部信息的。esp头部插入到了原始的TCP/UDP和IP头之间，那么原始的IP信息经过NAT转换就会丢了，那么接收端是如何知道原来的IP头信息是多少的？
您的疑问是合理的。在IPsec ESP传输模式下，加密的是TCP/UDP数据和它们的头部，而不是原始IP头部。NAT（网络地址转换）设备在处理经过ESP封装的数据包时，通常不会修改加密的内容，因为它无法读取或理解加密的载荷。不过，NAT和IPsec的互操作性是一个已知的问题，特别是当NAT设备需要修改数据包的IP头部时。 为了解决这个问题，通常有两种方案： 1. NAT穿越（NAT-T）： NAT穿越技术允许在NAT设备背后使用IPsec。在NAT-T环境中，ESP包被封装在UDP包中。这样，NAT设备修改的是外部的UDP和IP头，而不是加密的ESP载荷。这意味着加密的数据包内部的IP头（也就是TCP/UDP的伪首部）不会被NAT更改，因此接收端在解密后可以使用原始的IP头信息来验证TCP/UDP校验和。 2. 使用IPsec的传输模式和L2TP： 另一个常用的解决方案是结合使用IPsec传输模式和L2TP（Layer 2 Tunneling Protocol）。这种情况下，IPsec用于加密L2TP数据包，而NAT设备修改的是L2TP数据包的IP头部，不会影响到IPsec加密的载荷。 在使用IPsec ESP传输模式并且数据包必须穿越NAT设备时，通常推荐使用NAT-T。这样可以确保数据包在穿越NAT时仍然保持其完整性和可验证性。在配置IPsec VPN时，应确保VPN设备（比如防火墙或VPN网关）支持NAT-T，并且正确地配置了相关选项。
但是被加密部分：TCP/UCP+data，这一部分中，没有关于携带原始IP头信息字段呀，对端收到之后，解密完依靠哪个报文的字段/信息知道原来的IP信息的呢？
伪首部也只是一个逻辑的说法，并没有表现在UDP/TCP的字段里面，只是计算校验和的时候计算了它
所以我的疑问还是：接收端是如何知道原来的IP头信息是多少的？报文哪个字段？或者是NAT协商的哪些过程？
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