一、引言

在当今的数字化时代，远程办公和跨地域协作变得日益普遍。为了确保数据传输的安全性和高效性，虚拟专用网络（VPN）技术成为了不可或缺的工具。OpenVPN作为一种开源的VPN解决方案，以其强大的加密能力和灵活性受到了广泛欢迎。本文将详细介绍如何在Ubuntu16.0系统上安装和配置OpenVPN服务器，并指导如何将客户端配置为网关以连接子网，从而满足远程访问和管理内部网络的需求。

二、安装OpenVPN服务器

1. 更新系统

在开始安装之前，确保Ubuntu16.0系统已经更新到最新状态。打开终端，执行以下命令：

sudo apt-get update
sudo apt-get upgrade

2. 安装OpenVPN和Easy-RSA

OpenVPN依赖于Easy-RSA来管理证书和密钥。执行以下命令来安装它们：

sudo apt-get install openvpn easy-rsa

3. 配置Easy-RSA

Easy-RSA提供了一个框架来生成和管理SSL/TLS证书。首先，复制Easy-RSA模板到/etc/openvpn目录下：

make-cadir ~/openvpn-ca
cd ~/openvpn-ca

编辑vars文件，设置证书颁发机构（CA）的相关信息，如国家、省份、城市等：

nano vars

修改如下行（示例）：

export KEY_COUNTRY="CN"
export KEY_PROVINCE="Beijing"
export KEY_CITY="Beijing"
export KEY_ORG="MyCompany"
export KEY_EMAIL="admin@mycompany.com"

保存并退出。

4. 初始化PKI和生成CA证书

执行以下命令来初始化公钥基础设施（PKI）并生成CA证书：

./vars
./clean-all
./build-ca

按照提示操作，生成CA证书。

5. 生成服务器证书和密钥

接下来，为OpenVPN服务器生成证书和密钥：

./build-key-server server

同样按照提示操作，填写相关信息。

6. 生成Diffie-Hellman参数

Diffie-Hellman参数用于密钥交换，执行以下命令生成：

./build-dh

7. 生成TLS认证密钥

TLS认证密钥用于增强安全性，执行以下命令生成：

openvpn --genkey --secret keys/ta.key

8. 配置OpenVPN服务器

将示例配置文件复制到/etc/openvpn目录下，并进行编辑：

sudo cp /usr/share/doc/openvpn/examples/sample-config-files/server.conf.gz /etc/openvpn/
sudo gzip -d /etc/openvpn/server.conf.gz
sudo nano /etc/openvpn/server.conf

修改配置文件中的相关参数，如证书路径、端口号等。确保以下行已正确配置：

ca ca.crt
cert server.crt
key server.key
dh dh.pem
tls-auth ta.key 0

9. 启动OpenVPN服务器

执行以下命令启动OpenVPN服务器：

sudo systemctl start openvpn@server
sudo systemctl enable openvpn@server

三、配置客户端作为网关连接子网

1. 生成客户端证书和配置文件

在服务器上，为客户端生成证书和配置文件：

cd ~/openvpn-ca
./build-key client1

将生成的client1.crt、client1.key、ca.crt和ta.key文件复制到客户端机器上。同时，从服务器上的/etc/openvpn/server.conf文件中提取相关配置，为客户端创建一个配置文件（如client.ovpn）。

2. 配置客户端

在客户端机器上，安装OpenVPN客户端软件（如OpenVPN GUI或NetworkManager的OpenVPN插件）。然后，将client.ovpn配置文件以及client1.crt、client1.key、ca.crt和ta.key文件放置在适当的位置。

3. 配置客户端作为网关

为了使客户端能够作为网关连接子网，需要在客户端上进行以下配置：

（1）启用IP转发

编辑/etc/sysctl.conf文件，取消注释或添加以下行：

net.ipv4.ip_forward=1

然后执行以下命令使更改生效：

sudo sysctl -p

（2）配置防火墙规则

使用iptables或ufw（如果已安装）来配置防火墙规则，允许VPN流量通过并转发到子网。以下是一个基本的iptables规则示例：

sudo iptables -t nat -A POSTROUTING -s 10.8.0.0/24 -o eth0 -j MASQUERADE
sudo iptables -A FORWARD -i tun0 -o eth0 -j ACCEPT
sudo iptables -A FORWARD -i eth0 -o tun0 -m state --state RELATED,ESTABLISHED -j ACCEPT

其中，10.8.0.0/24是VPN客户端的IP地址范围，tun0是OpenVPN创建的虚拟接口，eth0是客户端连接到子网的物理接口。

（3）保存防火墙规则

为了使防火墙规则在重启后仍然有效，需要将其保存。对于iptables，可以使用iptables-save和iptables-restore命令，或者安装iptables-persistent包：

sudo apt-get install iptables-persistent
sudo netfilter-persistent save

4. 连接VPN并测试

启动OpenVPN客户端，并连接到服务器。连接成功后，测试客户端是否能够访问子网中的资源。可以使用ping、ssh等命令进行测试。

四、总结与优化

通过以上步骤，我们成功地在Ubuntu16.0系统上安装和配置了OpenVPN服务器，并将客户端配置为网关以连接子网。这不仅提高了数据传输的安全性，还使得远程访问和管理内部网络变得更加便捷。为了进一步优化和提升性能，可以考虑以下几点：

1. 定期更新和打补丁：保持OpenVPN服务器和客户端软件的最新状态，以修复已知的安全漏洞。
2. 使用更强的加密算法：根据安全需求，可以选择使用更强的加密算法和密钥长度。
3. 监控和日志记录：配置监控和日志记录功能，以便及时发现和解决潜在的问题。
4. 多因素认证：考虑实施多因素认证机制，以提高身份验证的安全性。

通过不断优化和改进，我们可以构建一个更加安全、高效和可靠的VPN环境，满足日益增长的远程办公和跨地域协作需求。