配置ISE 2.2 IPSEC以保护需要(IOS)通信

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已更新: 2017 年 3 月 29 日
文档 ID:210519

非歧视性语言

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关于此翻译

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简介

本文档介绍如何配置TACACS IPSEC并对其进行故障排除，以保护思科身份服务引擎(ISE) 2.2 -网络接入设备(NAD)通信。TACACS流量可通过路由器和ISE之间的站点到站点（LAN到LAN） IPSec互联网密钥交换版本2 (IKEv2)隧道进行加密。本文档不涉及TACACS配置部分。

先决条件

要求

Cisco 建议您了解以下主题：

  • ISE
  • Cisco 路由器
  • 一般IPSec概念
  • 一般TACACS概念

使用的组件

本文档中的信息基于以下软件和硬件版本：

  • 运行软件版本15.4(3)S2的Cisco ISR4451-X路由器
  • 思科身份服务引擎版本2.2
  • Windows 7 Service Pack 1

本文档中的信息都是基于特定实验室环境中的设备编写的。本文档中使用的所有设备最初均采用原始（默认）配置。如果您使用的是真实网络，请确保您已经了解所有命令的潜在影响。

背景信息

目标是保护使用不安全的MD5散列、Radius和带IPSec的TACACS的协议。需要考虑的事实很少：

  • 思科ISE在隧道和传输模式下支持IPSec。
  • 当您在思科ISE接口上启用IPSec时，会在思科ISE和需要之间创建IPSec隧道以保护通信。
  • 您可以定义预共享密钥或使用X.509证书进行IPSec身份验证。
  • 可以在Eth1到Eth5接口上启用IPSec。每个PSN只能在一个思科ISE接口上配置IPSec。

ISE IPSec架构

210519-Configure-ISE-2-2-IPSEC-to-Secure-NAD-I-00.png

GE-1 ISE接口收到加密数据包后，嵌入式服务路由器(ESR)会在Eth0/0接口上拦截这些数据包。

interface Ethernet0/0
 description e0/0->connection to external NAD
 ip address 10.48.17.87 255.255.255.0
 ip nat outside
 ip virtual-reassembly in
 no ip route-cache
 crypto map radius

ESR解密这些数据包，并根据预配置的NAT规则执行地址转换。传出（指向NAD） RADIUS/TACACS数据包将转换为Ethernet0/0接口地址并随后加密。

ip nat inside source list 1 interface Ethernet0/0 overload
ip nat inside source static udp 10.1.1.2 1645 interface Ethernet0/0 1645
ip nat inside source static udp 10.1.1.2 1646 interface Ethernet0/0 1646
ip nat inside source static udp 10.1.1.2 1812 interface Ethernet0/0 1812
ip nat inside source static udp 10.1.1.2 1813 interface Ethernet0/0 1813
ip nat inside source static tcp 10.1.1.2 49 interface Ethernet0/0 49
access-list 1 permit 10.1.1.0 0.0.0.3

发往RADIUS/TACACS端口上的Eth0/0接口的数据包应该通过Eth0/1接口转发到10.1.1.2 ip地址，这是ISE的内部地址。以太网接口0/1的ESR配置

interface Ethernet0/1
 description e0/1->tap0 internal connection to ISE
 ip address 10.1.1.1 255.255.255.252
 ip nat inside
 ip virtual-reassembly in
 no ip route-cache

内部Tap-0接口的ISE配置：

ISE22-1ek/admin# show interface | b tap0
tap0: flags=4163<UP,BROADCAST,RUNNING,MULTICAST>  mtu 1500
        inet 10.1.1.2  netmask 255.255.255.252  broadcast 10.1.1.3
        inet6 fe80::6c2e:37ff:fe5f:b609  prefixlen 64  scopeid 0x20<link>
        ether 6e:2e:37:5f:b6:09  txqueuelen 500  (Ethernet)
        RX packets 81462  bytes 8927953 (8.5 MiB)
        RX errors 0  dropped 68798  overruns 0  frame 0
        TX packets 105  bytes 8405 (8.2 KiB)
        TX errors 0  dropped 0 overruns 0  carrier 0  collisions 0

网络图

本文档中的信息使用以下网络设置：

210519-Configure-ISE-2-2-IPSEC-to-Secure-NAD-I-01.png

使用预共享密钥配置ikev1 ipsec vpn（开箱即用）

本节介绍如何完成IOS CLI和ISE配置。

IOS路由器CLI配置

配置接口

如果尚未配置IOS路由器接口，则至少应配置WAN接口。例如：

interface GigabitEthernet0/0/0
 ip address 10.48.23.68 255.255.255.0
 negotiation auto
 no shutdown
!

确保存在与远程对等设备的连接，应使用它来建立站点到站点VPN隧道。可以使用ping命令验证基本连通性。

配置ISAKMP (IKEv1)策略

要为IKEv1连接配置ISAKMP策略，请在全局配置模式下输入crypto isakmp policy <priority>命令。 例如：

crypto isakmp policy 10
 encr aes
 hash sha256
 authentication pre-share
 group 16

注意：您可以在参与IPSec的每个对等体上配置多个IKE策略。当IKE协商开始时，它会尝试查找在两个对等体上配置的公共策略，并且从远程对等体上指定的优先级最高的策略开始。

配置加密ISAKMP密钥

要配置预共享身份验证密钥，请在全局配置模式下输入crypto isakmp key命令：

crypto isakmp key Krakow123 address 10.48.17.87

为相关的VPN流量配置ACL

使用扩展或命名访问列表指定应受加密保护的流量。例如：

access-list 101 permit ip 10.48.23.68 0.0.0.0 10.48.17.87 0.0.0.0

注意：VPN流量的ACL在NAT后使用源和目标IP地址。

配置转换集

要定义IPSec转换集（安全协议和算法的可接受组合），请在全局配置模式下输入crypto ipsec transform-set命令。例如：

crypto ipsec transform-set SET esp-aes esp-sha256-hmac 
 mode transport

配置加密映射并将其应用到接口

要创建或修改加密映射条目并进入加密映射配置模式，请输入crypto map全局配置命令。要完成加密映射条目，至少必须定义以下几个方面：

  • 必须定义可向其转发受保护流量的IPsec对等体。这些是可以建立SA的对等设备。要在加密映射条目中指定IPSec对等体，请输入set peer命令。
  • 必须定义可与受保护流量一起使用的转换集。要指定可与加密映射条目一起使用的转换集，请输入set transform-set命令。
  • 必须定义应保护的流量。要为加密映射条目指定扩展访问列表，请输入match address命令。

例如：

crypto map MAP 10 ipsec-isakmp
 set peer 10.48.17.87
 set transform-set SET
 match address 101

最后一步是将之前定义的加密映射集应用到接口。要应用此配置，请输入crypto map接口配置命令：

interface GigabitEthernet0/0
 crypto map MAP

IOS最终配置

下面是最终的IOS路由器CLI配置：

aaa group server tacacs+ ISE_TACACS
 server name ISE22
!
aaa authentication login default group ISE_TACACS
aaa authorization exec default group ISE_TACACS
!
crypto isakmp policy 10
 encr aes
 hash sha256
 authentication pre-share
 group 16
!
crypto isakmp key Krakow123 address 10.48.17.87
!
crypto ipsec transform-set SET esp-aes esp-sha256-hmac 
 mode transport
!
crypto map MAP 10 ipsec-isakmp
 set peer 10.48.17.87
 set transform-set SET
 match address 101
!
access-list 101 permit ip 10.48.23.68 0.0.0.0 10.48.17.87 0.0.0.0 
!
interface GigabitEthernet0/0/0
 ip address 10.48.23.68 255.255.255.0
 negotiation auto
 no shutdown
!
crypto map MAP 10 ipsec-isakmp
 set peer 10.48.17.87
 set transform-set SET
 match address 101
!
tacacs server ISE22
 address ipv4 10.48.17.87
 key cisco

ISE 配置

在ISE上配置IP地址

应该从CLI在接口GE1-GE5上配置地址，不支持GE0。

interface GigabitEthernet 1
  ip address 10.48.17.87 255.255.255.0
  ipv6 address autoconfig
  ipv6 enable

注意：在接口上配置了IP地址后，应用程序将重新启动：
%更改IP地址可能导致ISE服务重新启动
是否继续更改IP地址？  是/否[N]：是

在ISE上向IPSec组添加NAD


导航到管理>网络资源>网络设备。单击 Add。确保您配置了名称、IP地址和共享密钥。要终止来自需要的IPSec隧道，请针对IPSEC网络设备组选择YES。

210519-Configure-ISE-2-2-IPSEC-to-Secure-NAD-I-02.png

添加NAD后，应在ISE上创建额外的路由，以确保RADIUS流量通过ESR并加密：

ip route 10.48.23.68 255.255.255.255 gateway 10.1.1.1

在ISE上启用IPSEC


导航到管理>系统>设置。点击Radius，然后进一步点击IPSEC。选择PSN (Single/Multiple/All)选择Enable选项，选择Interface并选择Authentication Method。Click Save.此时服务将在所选节点上重新启动。

210519-Configure-ISE-2-2-IPSEC-to-Secure-NAD-I-03.png

请注意，服务重新启动后，ISE CLI配置显示配置接口没有IP地址且处于关闭状态，这是预期结果，因为ESR（嵌入式服务路由器）将控制ISE接口。

interface GigabitEthernet 1
  shutdown
  ipv6 address autoconfig
  ipv6 enable

服务重新启动后，ESR功能即会启用。要登录到ESR，请在命令行中键入esr：

ISE22-1ek/admin# esr
% Entering ESR 5921 shell
% Cisco IOS Software, C5921 Software (C5921_I86-UNIVERSALK9-M), Version 15.5(2)T2, RELEASE SOFTWARE (fc3)
% Technical Support: http://www.cisco.com/techsupport
% Copyright (c) 1986-2015 Cisco Systems, Inc.

Press RETURN to get started, <CTRL-C> to exit

ise-esr5921>en
ise-esr5921#

ESR随附以下加密配置，足以使ipsec隧道以预共享密钥终止：

crypto keyring MVPN-spokes
  pre-shared-key address 0.0.0.0 0.0.0.0 key Krakow123
!
crypto isakmp policy 10
 encr aes
 hash sha256
 authentication pre-share
 group 16
!
crypto isakmp policy 20
 encr aes
 hash sha256
 authentication pre-share
 group 14
!
crypto isakmp key Krakow123 address 0.0.0.0
!
crypto isakmp profile MVPN-profile
   description LAN-to-LAN for spoke router(s) connection
   keyring MVPN-spokes
   match identity address 0.0.0.0
!
crypto ipsec transform-set radius esp-aes esp-sha256-hmac
 mode tunnel
crypto ipsec transform-set radius-2 esp-aes esp-sha256-hmac
 mode transport
!
crypto dynamic-map MVPN-dynmap 10
 set transform-set radius radius-2 
!
crypto map radius 10 ipsec-isakmp dynamic MVPN-dynmap

 确保ESR具有发送加密数据包的路由：

ip route 0.0.0.0 0.0.0.0 10.48.26.1

在ISE上设置Tacacs策略

210519-Configure-ISE-2-2-IPSEC-to-Secure-NAD-I-04.png

验证

IOS 路由器

在启动到路由器的SSH会话之前，没有活动的VPN连接：

ISR4451#sh cry isa sa
IPv4 Crypto ISAKMP SA
dst             src             state          conn-id status

IPv6 Crypto ISAKMP SA

 由于使用ISE 2.2作为身份验证源，客户端连接到路由器。

EKORNEYC-M-K04E:~ ekorneyc$ ssh alice@10.48.23.68
Password:
ISR4451#

IOS发送TACACS数据包，该数据包触发VPN会话建立，一旦隧道启动，路由器上就会看到此输出。它确认隧道的第1阶段已启动：

ISR4451#sh cry isa sa
IPv4 Crypto ISAKMP SA
dst             src             state          conn-id status
10.48.17.87     10.48.23.68     QM_IDLE           1962 ACTIVE

IPv6 Crypto ISAKMP SA

ISR4451#

第2阶段启动，数据包已加密和解密：

ISR4451#sh cry ipsec sa

interface: GigabitEthernet0/0/0
    Crypto map tag: MAP, local addr 10.48.23.68

   protected vrf: (none)
   local  ident (addr/mask/prot/port): (10.48.23.68/255.255.255.255/0/0)
   remote ident (addr/mask/prot/port): (10.48.17.87/255.255.255.255/0/0)
   current_peer 10.48.17.87 port 500
     PERMIT, flags={origin_is_acl,}
    #pkts encaps: 48, #pkts encrypt: 48, #pkts digest: 48
    #pkts decaps: 48, #pkts decrypt: 48, #pkts verify: 48
    #pkts compressed: 0, #pkts decompressed: 0
    #pkts not compressed: 0, #pkts compr. failed: 0
    #pkts not decompressed: 0, #pkts decompress failed: 0
    #send errors 0, #recv errors 0

     local crypto endpt.: 10.48.23.68, remote crypto endpt.: 10.48.17.87
     plaintext mtu 1458, path mtu 1500, ip mtu 1500, ip mtu idb GigabitEthernet0/0/0
     current outbound spi: 0x64BD51B8(1690128824)
     PFS (Y/N): N, DH group: none

     inbound esp sas:
      spi: 0xFAE51DF8(4209319416)
        transform: esp-aes esp-sha256-hmac ,
        in use settings ={Transport, }
        conn id: 2681, flow_id: ESG:681, sibling_flags FFFFFFFF80004008, crypto map: MAP
        sa timing: remaining key lifetime (k/sec): (4607998/3127)
        IV size: 16 bytes
        replay detection support: Y
        Status: ACTIVE(ACTIVE)

     inbound ah sas:

     inbound pcp sas:

     outbound esp sas:
      spi: 0x64BD51B8(1690128824)
        transform: esp-aes esp-sha256-hmac ,
        in use settings ={Transport, }
        conn id: 2682, flow_id: ESG:682, sibling_flags FFFFFFFF80004008, crypto map: MAP
        sa timing: remaining key lifetime (k/sec): (4607997/3127)
        IV size: 16 bytes
        replay detection support: Y
        Status: ACTIVE(ACTIVE)

     outbound ah sas:

     outbound pcp sas:
ISR4451#

ESR

在ESR上可以检查相同的输出，第一阶段的状态为up：

ise-esr5921#sh cry isa sa
IPv4 Crypto ISAKMP SA
dst             src             state          conn-id status
10.48.17.87     10.48.23.68     QM_IDLE           1002 ACTIVE

IPv6 Crypto ISAKMP SA

ise-esr5921#

第2阶段启动，数据包已成功加密和解密：

ise-esr5921#sh cry ipsec sa

interface: Ethernet0/0
    Crypto map tag: radius, local addr 10.48.17.87

   protected vrf: (none)
   local  ident (addr/mask/prot/port): (10.48.17.87/255.255.255.255/0/0)
   remote ident (addr/mask/prot/port): (10.48.23.68/255.255.255.255/0/0)
   current_peer 10.48.23.68 port 500
     PERMIT, flags={}
    #pkts encaps: 48, #pkts encrypt: 48, #pkts digest: 48
    #pkts decaps: 48, #pkts decrypt: 48, #pkts verify: 48
    #pkts compressed: 0, #pkts decompressed: 0
    #pkts not compressed: 0, #pkts compr. failed: 0
    #pkts not decompressed: 0, #pkts decompress failed: 0
    #send errors 0, #recv errors 0

     local crypto endpt.: 10.48.17.87, remote crypto endpt.: 10.48.23.68
     plaintext mtu 1458, path mtu 1500, ip mtu 1500, ip mtu idb Ethernet0/0
     current outbound spi: 0xFAE51DF8(4209319416)
     PFS (Y/N): N, DH group: none

     inbound esp sas:
      spi: 0x64BD51B8(1690128824)
        transform: esp-aes esp-sha256-hmac ,
        in use settings ={Transport, }
        conn id: 3, flow_id: SW:3, sibling_flags 80000000, crypto map: radius
        sa timing: remaining key lifetime (k/sec): (4242722/3056)
        IV size: 16 bytes
        replay detection support: Y
        Status: ACTIVE(ACTIVE)

     inbound ah sas:

     inbound pcp sas:

     outbound esp sas:
      spi: 0xFAE51DF8(4209319416)
        transform: esp-aes esp-sha256-hmac ,
        in use settings ={Transport, }
        conn id: 4, flow_id: SW:4, sibling_flags 80000000, crypto map: radius
        sa timing: remaining key lifetime (k/sec): (4242722/3056)
        IV size: 16 bytes
        replay detection support: Y
        Status: ACTIVE(ACTIVE)

     outbound ah sas:
          
     outbound pcp sas:
ise-esr5921#

ISE

实时身份验证表示常规PAP_ASCII身份验证：

210519-Configure-ISE-2-2-IPSEC-to-Secure-NAD-I-05.png

在ISE的GE1接口上捕获并使用ESP或Tacacs进行过滤，确认没有明文形式的Tacacs，并且所有流量都加密：

210519-Configure-ISE-2-2-IPSEC-to-Secure-NAD-I-06.png

故障排除

常用VPN故障排除技术可用于排除与IPSEC相关的问题。您可以在下面找到有用的文档：

使用PSK的站点到站点VPN的IOS IKEv2调试故障排除技术说明

PSK站点到站点VPN的ASA IKEv2调试

IPsec故障排除：了解和使用debug命令

配置NAD和ISE 2.2之间的FlexVPN站点间（DVTI到SVTI）

也可以使用FlexVPN保护RADIUS流量。以下示例中使用了以下拓扑：

210519-Configure-ISE-2-2-IPSEC-to-Secure-NAD-I-07.png

FlexVPN配置非常简单。更多详细信息请访问此处：

http://www.cisco.com/c/en/us/support/docs/security/flexvpn/115782-flexvpn-site-to-site-00.html

Flex VPN设计的优势

  • 您可以将Flex与先前所有的IPsec VPN一起运行。大多数方案都允许以前的配置和灵活并存。
  • Flex VPN基于IKEv2而不是IKEv1，这几乎可以全面改善协商和协议稳定性。
  • 使用一个框架即可实现多项功能。
  • 通过使用正确的默认值易于配置-您不需要定义策略、转换集等，IKEv2内置了有意义的默认值，并且这些默认值会进行更新。

路由器配置

aaa new-model
!
!
aaa group server tacacs+ ISE_TACACS
 server name ISE22_VRF
ip vrf forwarding TACACS
!
aaa authentication login default group ISE_TACACS
aaa authorization exec default group ISE_TACACS 
aaa authorization network default local 
!
crypto ikev2 authorization policy default
 route set interface Loopback0
 no route set interface
!
!
crypto ikev2 keyring mykeys
 peer ISE22
  address 10.48.17.87
  pre-shared-key Krakow123
 !
!
!
crypto ikev2 profile default
 match identity remote address 10.48.17.87 255.255.255.255 
 authentication remote pre-share (with the command authentication remote pre-share key 
       
        in place keyring is not required)
 authentication local pre-share
 keyring local mykeys
 aaa authorization group psk list default default
!
!
ip tftp source-interface GigabitEthernet0
!
!
!
crypto ipsec profile default
 set ikev2-profile default (it is default configuration)
!
!
!
interface Loopback0
ip vrf forwarding TACACS
 ip address 100.100.100.100 255.255.255.0
!
interface Tunnel0
ip vrf forwarding TACACS
 ip address 10.1.12.1 255.255.255.0
 tunnel source GigabitEthernet0/0/0
 tunnel mode ipsec ipv4
 tunnel destination 10.48.17.87
 tunnel protection ipsec profile default
!
interface GigabitEthernet0/0/0
 ip address 10.48.23.68 255.255.255.0
 negotiation auto
!
!
ip route 0.0.0.0 0.0.0.0 10.48.23.1
ip tacacs source-interface Loopback0
!
!
tacacs server ISE22_VRF
 address ipv4 10.1.1.2
 key cisco
!
ISR4451#

ISE上的ESR配置

ise-esr5921#sh run
Building configuration...

Current configuration : 5778 bytes
!
! Last configuration change at 17:32:58 CET Thu Feb 23 2017
!
version 15.5
service timestamps debug datetime msec
service timestamps log datetime msec
no service password-encryption
service call-home
!
hostname ise-esr5921
!
boot-start-marker
boot host unix:default-config
boot-end-marker
!
!
!
no aaa new-model
bsd-client server url https://cloudsso.cisco.com/as/token.oauth2
clock timezone CET 1 0
mmi polling-interval 60
no mmi auto-configure
no mmi pvc
mmi snmp-timeout 180
call-home
 ! If contact email address in call-home is configured as sch-smart-licensing@cisco.com
 ! the email address configured in Cisco Smart License Portal will be used as contact email address to send SCH notifications.
 contact-email-addr sch-smart-licensing@cisco.com
 profile "CiscoTAC-1"
  active
  destination transport-method http
  no destination transport-method email
!
!
!
!
!
!
!
!


!         
!
!
!
ip cef
no ipv6 cef
!
multilink bundle-name authenticated
!
!
!
!
!
!
!
!
!
crypto pki trustpoint SLA-TrustPoint
 enrollment pkcs12
 revocation-check crl
!
!
crypto pki certificate chain SLA-TrustPoint
 certificate ca 01
  30820321 30820209 A0030201 02020101 300D0609 2A864886 F70D0101 0B050030 
  32310E30 0C060355 040A1305 43697363 6F312030 1E060355 04031317 43697363 
  6F204C69 63656E73 696E6720 526F6F74 20434130 1E170D31 33303533 30313934 
  3834375A 170D3338 30353330 31393438 34375A30 32310E30 0C060355 040A1305 
  43697363 6F312030 1E060355 04031317 43697363 6F204C69 63656E73 696E6720 
  526F6F74 20434130 82012230 0D06092A 864886F7 0D010101 05000382 010F0030 
  82010A02 82010100 A6BCBD96 131E05F7 145EA72C 2CD686E6 17222EA1 F1EFF64D 
  CBB4C798 212AA147 C655D8D7 9471380D 8711441E 1AAF071A 9CAE6388 8A38E520 
  1C394D78 462EF239 C659F715 B98C0A59 5BBB5CBD 0CFEBEA3 700A8BF7 D8F256EE 
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redundancy
!
!
! 
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!
!
!
crypto ikev2 keyring mykeys
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 !
!
!
crypto ikev2 profile default
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 authentication local pre-share
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!
!
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 group 16
!
crypto isakmp policy 20
 encr aes
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 authentication pre-share
 group 14 
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crypto isakmp profile MVPN-profile
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   keyring MVPN-spokes
   match identity address 0.0.0.0 
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!
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!
!
!
!         
!
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!
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 description e0/0->connection to external NAD 
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 ip virtual-reassembly in
 no ip route-cache
!
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interface Virtual-Template1 type tunnel
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!
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no ip http secure-server
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ip nat inside source static udp 10.1.1.2 1645 interface Ethernet0/0 1645
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!
!
!
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control-plane
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 !
 !
 !
!
!
!
!
!
!
!
line con 0
 logging synchronous
line aux 0
line vty 0 4
 login
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!
!
end

FlexVPN设计注意事项

  • 在大多数情况下，ISE的G0/1接口（ESR的E0/0接口）应终止RADIUS连接。使用加密映射时，相关流量应使用访问列表定义，并使用SVTI -使用路由。如果两个路由器配置为通过Tunnel（加密）和通过interface(Tunnel establishment)连接ISE接口，则此命令不起作用。相同的问题同样适用于路由器配置。
  • 因此，相关流量（加密Radius）在路由器的Lo0接口和ISE的Tap0接口之间通信（在这种情况下，ESR上不需要nat）。因此，可以配置ip route，以强制Radius流量通过隧道并加密。
  • 由于ISE的Tap0接口的IP地址是固定的(10.1.1.2)，因此可以将其置于路由器上的VRF中，以确保仅针对TACACS且仅通过隧道与此IP地址进行通信。

修订历史记录

版本 发布日期 备注
1.0
01-Apr-2017
初始版本
TAC Authored

由思科工程师提供

  • 欧仁·科尔内丘克
    思科TAC工程师

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