FortiGate SSL VPN 遷移到 IPsec VPN 教學

1. 為什麼要從 SSL VPN 遷移到 IPsec VPN？#

如果您的組織目前使用 SSL VPN，可能會遇到以下幾個問題：

常見問題#

連線速度慢、延遲高
- SSL VPN 無法使用硬體加速（如 FortiGate 的 NPU），所有加密解密都靠 CPU 處理
- 當多人同時連線時，CPU 使用率會飆高，影響整體效能
TCP 應用容易卡頓
- SSL VPN 使用 TCP（HTTPS/443）封裝，如果內部應用也是 TCP（如 RDP、SSH），會產生「TCP-over-TCP」問題
- 當網路不穩定時，兩層 TCP 會互相影響，造成連線變慢甚至中斷
無法管理流量優先順序
- SSL VPN 加密後，網路設備看不到內層封包的類型
- 無法為重要應用（如視訊會議）設定較高優先權

遷移到 IPsec VPN 的好處#

✅ 效能大幅提升：支援硬體加速，CPU 負擔降低 ✅ 連線更穩定：使用 UDP 封裝，避免 TCP-over-TCP 問題 ✅ 支援 QoS：可為不同流量設定優先順序 ✅ 更適合長期連線：適合需要穩定、高效能的工作環境

2. SSL VPN vs IPsec VPN 快速比較#

以下表格幫助您快速了解兩者的差異：

項目	SSL VPN	IPsec VPN
封裝方式	TLS over TCP (443)	ESP（通常使用 UDP 4500）
加密效能	較低（無硬體加速）	較高（支援 NPU 硬體加速）
穿越 NAT 能力	高（走 TCP 443）	中（需 NAT-T，使用 UDP 4500）
穿越防火牆能力	高（幾乎不受限制）	中（需開放 UDP 500/4500）
QoS 支援	差（無法標記流量）	佳（可標記 DSCP，支援流量分類）
TCP 應用表現	差（TCP-over-TCP）	佳（UDP 封裝，無重複擁塞控制）
用戶端需求	瀏覽器或 FortiClient	FortiClient（或其他 IPsec 客戶端）
適用場景	臨時連線、外部存取	長期連線、高效能需求、企業遠端辦公

選擇建議#

繼續使用 SSL VPN：臨時需求、少量使用者、網路環境複雜（需穿越多層防火牆）
遷移到 IPsec VPN：長期使用、多人同時連線、需要高效能、重視連線穩定性

3. 環境說明#

本教學使用的環境：

硬體：FortiGate 60F
系統版本：FortiOS 7.2.11

4. 遷移前的準備工作#

在開始建立 IPsec VPN 之前，建議先確認以下項目：

4.1. 身份驗證方式#

SSL VPN 和 IPsec VPN 都支援多種驗證方式，確認您目前使用的方式是否相容：

驗證方式	SSL VPN	IPsec (IKEv1)	IPsec (IKEv2)	備註
本機帳號	✅	✅	✅
LDAP	✅	✅（XAuth）	✅（EAP）	IKEv2 整合度較佳，建議優先使用
RADIUS	✅	✅	✅
SAML	✅	❌	✅	僅 IKEv2 支援，需 FortiClient 6.4+
憑證	✅	✅	✅

建議：

如果使用單一驗證方式（本機帳號、LDAP、RADIUS），可選擇 IKEv1 或 IKEv2
如果需要 SAML 驗證，必須使用 IKEv2
建議優先使用 IKEv2，因為更安全、效能更好

4.2. IP 位址分配方式#

確認要如何分配虛擬 IP 給連線的使用者：

方式一：IP 地址池（推薦）

設定一個 IP 範圍（如 10.10.10.10-10.10.10.50）
使用者連線時自動分配 IP
類似 SSL VPN 的做法

方式二：DHCP Server

使用內部 DHCP Server 分配 IP
適合需要整合現有 DHCP 環境的場景

建議設定：

子網路遮罩：設定為 255.255.255.255，讓每個 VPN 使用者彼此隔離
DNS Server：設定內部 DNS，方便使用者存取內部資源

4.3. Split Tunnel（分流設定）#

Split Tunnel 可以讓使用者只有存取公司內部網段時才走 VPN，其他流量（如上網）直接從本地網路出去。

優點：

減少 VPN 流量，降低 FortiGate 負擔
使用者上網速度不受影響

建議：

啟用 Split Tunnel
設定要走 VPN 的網段（如公司內部網段 192.168.1.0/24）

4.4. 多群組管理#

如果您有不同的使用者群組（如 IT 部門、業務部門），需要規劃存取權限：

方式一：單一 VPN 隧道 + 防火牆政策區分

所有使用者連到同一個 VPN
透過防火牆政策依群組給予不同權限
設定較簡單，適合小型環境

方式二：多條 VPN 隧道 + Peer ID 區分

為每個群組建立獨立的 VPN 隧道
使用 Peer ID 識別不同群組
可為不同群組設定不同加密參數和 IP 範圍
適合需要高度區隔的場景

注意：

如果使用 IKEv1，必須選擇 Aggressive Mode 才能使用 Peer ID 區分
IKEv2 原生支援 Peer ID，不需額外設定

5. 建立 IPsec VPN Tunnel#

FortiGate 提供兩種建立方式：

使用內建範本（適合初學者，自動建立相關設定）
自訂設定（彈性高，可精確控制所有參數）

本節將介紹這兩種方式。

5.1. 方式一：使用內建範本（IKEv1）#

這是最簡單的方式，FortiGate 會自動建立所需的所有設定。

5.1.1. 開啟 VPN Wizard#

登入 FortiGate 管理介面
前往 VPN > IPsec Wizard
Template Type 選擇：Remote Access
Remote device type 選擇：FortiClient
輸入 VPN 名稱（例如：Remote-VPN）

開啟 VPN 設定精靈，選擇 Remote Access 範本和 FortiClient 作為遠端裝置類型

5.1.2. 設定身份驗證#

設定連線介面、驗證方式和使用者群組

設定說明：

欄位	說明	建議值
Incoming Interface	VPN 連線使用的 WAN 介面	選擇對外的介面（如 `wan1`）
Authentication Method	驗證方式	`Pre-shared Key`（共享金鑰）
Pre-shared Key	共享金鑰（需與用戶端一致）	設定複雜的密碼
User Group	允許連線的使用者群組	選擇已建立的群組

5.1.3. 配置網路設定#

設定內部介面、可存取網段、IP 地址池和 DNS

設定說明：

項目	說明	建議值
Local Interface	內部網段的介面	選擇內部介面（如 `internal`）
Local Address	使用者可存取的內部網段	輸入內部網段（如 `192.168.1.0/24`）
Client Address Range	分配給 VPN 使用者的 IP 範圍	例如 `10.10.10.10-10.10.10.50`
Subnet Mask	VPN 使用者的子網路遮罩	`255.255.255.255`（使用者彼此隔離）
DNS Server	提供給使用者的 DNS	輸入內部 DNS 或 FortiGate IP
Enable Split Tunnel	是否只讓特定網段走 VPN	建議啟用（減少流量）

5.1.4. 客戶端選項#

設定客戶端選項，如密碼儲存、自動連線等

設定說明：

選項	說明	建議
Save Password	允許使用者儲存密碼	依公司政策決定
Auto Connect	開機自動連線	適合需長期連線的使用者
Always Up	斷線時自動重連	建議啟用（提升連線穩定性）

5.1.5. 完成並驗證#

點擊 OK 完成設定。系統會自動建立：

✅ Phase 1 和 Phase 2 設定
✅ IPsec Tunnel 介面
✅ 防火牆政策（允許 VPN 流量進入內部網段）

檢查設定：

前往 VPN > IPsec Tunnels 確認 VPN 狀態

IPsec Tunnels 列表，顯示剛建立的 VPN 設定

5.2. 方式二：自訂設定（IKEv2）#

如果您需要更細緻的控制（例如使用 IKEv2、自訂加密參數），可以使用 Custom 方式建立。

5.2.1. 開啟 Custom Wizard#

前往 VPN > IPsec Wizard
Template Type 選擇：Custom
輸入 VPN 名稱（例如：IKEv2-VPN）

選擇 Custom 範本以自訂所有 VPN 參數

5.2.2. 網路設定#

設定 IP 版本、遠端類型和連線介面

設定 Mode Config、IP 地址池、DNS 和 Split Tunnel

設定說明：

項目	說明	建議值
IP Version	IP 協定版本	`IPv4`
Remote Gateway	遠端連線類型	`Dialup User`（允許不固定 IP 的使用者撥入）
Interface	VPN 綁定的介面	選擇 WAN 介面（如 `wan1`）
Mode Config	是否啟用 Mode Config（賦予使用者網路資訊）	啟用（必須啟用才會分配 IP 和 DNS）
Use system DNS in mode config	使用 FortiGate 系統 DNS	可勾選（或自訂 DNS Server）
Assign IP From	IP 分配方式	`Range`（使用 IP 範圍）
Client Address Range	VPN 使用者的 IP 範圍	例如 `10.10.10.10-10.10.10.20`
Subnet Mask	子網路遮罩	`255.255.255.255`
DNS Server	提供給使用者的 DNS	輸入內部 DNS 或留空（使用系統 DNS）
Enable IPv4 Split Tunnel	啟用分流	啟用
Accessible Networks	走 VPN 的目的地網段	選擇內部網段（如 `192.168.1.0/24`）
NAT Traversal	支援 NAT 穿越	Enable（支援 NAT 後方的客戶端）
Dead Peer Detection	偵測對端是否離線	`On Demand`（建議啟用）

5.2.3. 認證與 IKE 版本設定#

設定認證方式、Pre-shared Key 和 IKE 版本

設定說明：

項目	說明	建議值
Method	認證方式	`Pre-shared Key`
Pre-shared Key	共享金鑰（需與客戶端一致）	設定複雜的密碼
IKE Version	IKE 協定版本	`2`（IKEv2，較安全且效能更好）
Accept Types	Peer ID 接受類型	- `Any peer ID`：單一 VPN 通道 - `Specific Peer ID`：多通道（需指定 Peer ID）

Peer ID 選擇說明：

如果所有使用者共用一個 VPN 設定，選擇 Any peer ID
如果要為不同群組建立不同 VPN 通道，選擇 Specific Peer ID 並指定 Peer ID

5.2.4. Phase 1 設定#

Phase 1 是建立 IKE 安全通道的階段，需要協商加密參數。

設定 Phase 1 的加密演算法、驗證演算法和 DH 群組

設定說明：

項目	說明	建議值
Encryption	加密演算法	選擇 `AES128`、`AES256`（避免 DES、3DES）
Authentication	驗證演算法	選擇 `SHA256`、`SHA512`（避免 MD5、SHA1）
Diffie-Hellman Group	金鑰交換群組	選擇 `14` 以上（避免 1、2、5）
Key Lifetime	Phase 1 金鑰有效時間	`86400` 秒（1 天，預設值即可）

安全建議：

❌ 不要選擇：DES、3DES（加密過時）、MD5、SHA1（易受攻擊）、DH Group 1/2/5（金鑰太短）
✅ 建議使用：AES-GCM（整合加密和驗證）、SHA256/SHA512、DH Group 14 以上

多組 Proposal：

可以設定多組參數組合
客戶端只要符合其中一組就能連線
方便支援不同版本的 FortiClient 或第三方客戶端

5.2.5. Phase 2 設定#

Phase 2 是建立實際資料加密通道（IPsec SA）的階段。

設定 Phase 2 的 Selectors（流量選擇器）

設定 Phase 2 的加密參數和 PFS

Selectors 設定：

項目	說明	建議值
Local Address	本地流量來源（與 Remote 組成 Selector）	`0.0.0.0/0`（所有）
Remote Address	遠端流量目的（與 Local 組成 Selector）	`0.0.0.0/0`（所有）

為什麼設定 0.0.0.0/0？

Selector 是用來決定「哪些流量需要加密」，而非「哪些流量可以走 VPN」
「哪些流量可以走 VPN」是由 Split Tunnel 設定控制
設定 0.0.0.0/0 表示「所有通過此 VPN 的流量都要加密」

加密參數設定：

項目	說明	建議值
Encryption	加密演算法	選擇 `AES128`、`AES256`（避免 DES、3DES）
Authentication	驗證演算法	選擇 `SHA256`、`SHA512`（避免 MD5、SHA1）
Enable Replay Detection	防止封包重播攻擊	勾選（建議啟用）
Enable Perfect Forward Secrecy	啟用完美前向保密（PFS）	勾選（提升安全性）
Diffie-Hellman Group	PFS 使用的 DH 群組	選擇 `14` 以上
Key Lifetime	Phase 2 金鑰有效時間	`43200` 秒（12 小時，預設值即可）
Local Port	來源 Port	`All`
Remote Port	目的 Port	`All`
Protocol	傳輸層協定	`All`
Autokey Keep Alive	保持連線活躍	勾選（防止 NAT Session 超時）

什麼是 PFS（Perfect Forward Secrecy）？

每次建立 Phase 2 連線時，都重新進行 DH 金鑰交換
即使 Phase 1 的金鑰洩漏，也無法解密過去的 Phase 2 流量
建議啟用以提升安全性

5.2.6. 設定 EAP 驗證（IKEv2）#

IKEv2 使用 EAP（Extensible Authentication Protocol）進行使用者驗證，目前此設定僅能透過 CLI 完成。

CLI 指令：

1
config vpn ipsec phase1-interface
2
    edit IKEv2-VPN
3
    # 編輯 VPN 設定（名稱需與您建立的 VPN 一致）
4

5
    set eap enable
6
    # 啟用 EAP 驗證
7

8
    set eap-identity send-request
9
    # 設定發送 EAP 驗證請求
10

11
    set authusrgrp SSL_VPN_Group
12
    # 設定允許連線的使用者群組
13
    # 需替換為您實際的群組名稱
14
end

如果使用 IKEv1：

不需要設定 EAP
改用 XAuth 進行使用者驗證（可在 GUI 設定）

5.2.7. 建立防火牆政策#

Custom 方式不會自動建立防火牆政策，需要手動建立允許 VPN 流量進入內部網段的規則。

建立防火牆政策，允許 VPN 使用者存取內部網段

政策設定：

前往 Policy & Objects > Firewall Policy
點擊 Create New
設定以下參數：
- Incoming Interface：選擇 VPN 介面（如 IKEv2-VPN）
- Outgoing Interface：選擇內部介面（如 internal）
- Source：選擇 VPN IP 範圍或 all
- Destination：選擇內部網段或特定伺服器
- Service：選擇 ALL 或特定服務
- Action：ACCEPT

6. FortiClient 用戶端設定#

使用者需要在 FortiClient 上設定 VPN 連線資訊才能撥入。

6.1. 下載並安裝 FortiClient#

前往 Fortinet 官網下載頁面
下載 FortiClient VPN Only 版本（如果不需要其他安全功能）
安裝完成後開啟 FortiClient

FortiClient VPN Only 主畫面

6.2. 建立 VPN 連線#

點擊 建立新連接（或 Configure VPN）。

點擊建立新連接按鈕

6.3. 設定 VPN 參數#

設定 VPN 基本資訊

設定說明：

項目	說明	範例
VPN	VPN 類型	選擇 `IPsec VPN`
連接名	自訂連線名稱	例如 `公司 VPN`
遠程網關	FortiGate 的 WAN IP 或網域名稱	例如 `vpn.company.com` 或 `1.2.3.4`
驗証方式	驗證方式（需與 FortiGate 設定一致）	選擇 `預設共享金鑰`
預設共享金鑰	輸入共享金鑰（需與 FortiGate 一致）	輸入密碼

6.4. 進階設定（IKE 參數）#

點擊 進階設定（Advanced Settings）設定 IKE 參數。

設定 IKE 版本和加密參數（需與 FortiGate 一致）

重要提醒：

這些參數必須與 FortiGate 上的設定匹配
Phase 1 和 Phase 2 的 Proposal 至少要有一組相同
如果不確定，可以設定多組 Proposal，只要其中一組匹配即可連線

6.5. 測試連線#

儲存設定後，輸入帳號密碼並點擊連接。

輸入帳號密碼並連線

6.6. 驗證連線成功#

連線成功後，FortiClient 會顯示已連線狀態，並顯示分配到的虛擬 IP。

連線成功，顯示分配到的 IP 和網路資訊

驗證步驟：

確認取得虛擬 IP（如 10.10.10.10）
嘗試 Ping 內部網段的主機
存取內部資源（如檔案伺服器、內部網站）

7. 常見問題與解決方案#

7.1. 如何限制只有特定國家/地區的 IP 可以連線？#

如果您希望只允許來自台灣的 IP 連線到 VPN，可以透過 Local-in Policy 實現。

步驟 1：建立地理位置 Address Object#

建立新的 Address Object

設定 Geography 類型的 Address，選擇 Taiwan

設定說明：

項目	設定值
Name	自訂名稱（如 `Taiwan`）
Type	選擇 `Geography`
Country/Region	選擇 `Taiwan`

步驟 2：建立 IPsec 使用的 Service Objects#

IPsec VPN 使用 UDP 500（IKE）和 UDP 4500（NAT-T），需要建立這兩個 Service。

建立新的 Service

建立 UDP 500 Service

UDP 500 設定：

項目	設定值
Name	`UDP500`
Protocol	`UDP`
Destination Port	Low: `500`, High: `500`

建立 UDP 4500 Service

UDP 4500 設定：

項目	設定值
Name	`UDP4500`
Protocol	`UDP`
Destination Port	Low: `4500`, High: `4500`

步驟 3：建立 Local-in Policy（使用 CLI）#

Local-in Policy 用於管制連線到 FortiGate 本身服務的流量，目前只能透過 CLI 設定。

1
config firewall local-in-policy
2
    edit 1
3
    # 規則編號（如果已有規則，請改用其他編號）
4

5
    set intf wan1
6
    # IPsec VPN 使用的介面（需根據實際情況修改）
7

8
    set srcaddr Taiwan
9
    # 允許的來源地區（使用剛才建立的 Address Object）
10

11
    set srcaddr-negate enable
12
    # 啟用反向選擇，意思是「除了 Taiwan 以外的 IP 都拒絕」
13

14
    set dstaddr all
15
    # 目的地 IP（可設定 all 或特定 IP）
16

17
    set service UDP500 UDP4500
18
    # 限制的服務（IPsec 使用的 Port）
19

20
    set schedule always
21
    # 永遠啟用此規則
22

23
    set action accept
24
    # 接受符合條件的連線
25
end

重要提醒：

Local-in Policy 的比對順序是由上而下
如果有多條規則，請注意順序，避免錯誤阻擋合法流量
建議將此規則放在最前面

測試：

使用台灣 IP 連線：應該成功
使用其他國家 IP 連線：應該被拒絕

7.2. 為什麼 Forward Traffic 的 User 欄位沒有顯示使用者資訊？#

當您查看 FortiGate 的流量記錄時，可能會發現 User 欄位是空白的，無法識別是哪位使用者產生的流量。

Forward Traffic 記錄中 User 欄位為空

問題原因#

身份驗證發生在 VPN 層（Phase 1）：

當您在 IPsec Phase 1 設定使用者群組（如 authusrgrp）時
身份驗證在 VPN 隧道建立時就完成了
防火牆政策無法識別使用者身份，因此 User 欄位為空

解決方案#

需要將身份驗證從 Phase 1 移到防火牆政策。

7.2.1. IKEv1 解決方式#

步驟 1：取消 Phase 1 的群組驗證

在 Phase 1 設定中，將 User Group 改為 Inherit from policy。

將 User Group 設定改為 Inherit from policy

步驟 2：在防火牆政策中加入群組

編輯所有與此 VPN 相關的防火牆政策，加入使用者群組。

編輯防火牆政策

在 Source 加入使用者群組

設定完成，政策會顯示群組資訊

現在 Forward Traffic 的 User 欄位會顯示使用者資訊

7.2.2. IKEv2 解決方式#

步驟 1：取消 Phase 1 的群組驗證（使用 CLI）

1
config vpn ipsec phase1-interface
2
    edit "IKEv2-VPN"
3
    # 編輯 VPN 設定（替換為您的 VPN 名稱）
4

5
    unset authusrgrp
6
    # 取消群組驗證
7
end

步驟 2：在防火牆政策中加入群組

與 IKEv1 相同，編輯防火牆政策並加入使用者群組。

編輯防火牆政策

在 Source 加入使用者群組

設定完成

現在 Forward Traffic 會顯示使用者資訊

注意事項：

不可同時設定 Phase 1 和防火牆政策的群組驗證
如果兩邊都設定，使用者會無法連線（驗證失敗）
建議統一使用防火牆政策管理使用者權限

8. 附錄：技術原理深入解析#

本節提供 SSL VPN 和 IPsec VPN 的技術原理詳解，適合需要深入了解的讀者。

8.1. SSL VPN 技術原理#

8.1.1. 什麼是 SSL VPN？#

SSL VPN（Secure Sockets Layer Virtual Private Network）是一種基於應用層的 VPN 技術，使用 TLS（Transport Layer Security，SSL 的後繼者）協定進行加密。

運作方式：

使用者透過瀏覽器或 FortiClient 連線
使用 HTTPS（TCP 443）建立加密通道
所有流量透過此通道傳輸

8.1.2. SSL VPN 的運作模式#

Web Portal 模式：

使用者透過瀏覽器存取 Web 介面
可直接使用 Web 版的應用程式（如 RDP、SSH）
不需安裝客戶端軟體

Tunnel 模式：

需要安裝 FortiClient
建立虛擬網路介面
使用者可如同在公司內部一樣存取所有資源

8.1.3. SSL VPN 的限制#

1. TCP-over-TCP 問題

當 SSL VPN（使用 TCP）封裝 TCP 應用（如 RDP、SSH）時，會產生兩層 TCP：

1
[應用資料] → [TCP Header] → [TLS 加密] → [外層 TCP Header]

問題：

當網路發生封包遺失時，內外兩層 TCP 都會嘗試重傳
兩層 TCP 的擁塞控制機制會互相干擾
導致效能大幅下降，連線變得不穩定

2. 無法使用硬體加速

SSL/TLS 加密運算發生在應用層
無法使用 FortiGate 的 NPU（Network Processing Unit）硬體加速
所有加密解密都由 CPU 處理，效能受限

3. QoS 支援不佳

TLS 加密後，網路設備看不到內層封包的類型
無法根據應用類型設定優先權（如讓視訊會議優先）
所有 VPN 流量被視為相同優先級

8.2. IPsec VPN 技術原理#

8.2.1. 什麼是 IPsec？#

IPsec（Internet Protocol Security）是一種在 IP 層實現安全通訊的協定套件。它透過加密和驗證 IP 封包，確保資料的機密性、完整性和可驗證性。

IPsec 架構圖，包含 IKE、ESP/AH 和 SAD/SPD

核心組成：

IKE（Internet Key Exchange）：負責協商加密參數和交換金鑰
ESP（Encapsulating Security Payload）：提供加密和驗證
AH（Authentication Header）：僅提供驗證（較少使用）
SAD（Security Association Database）：儲存加密參數
SPD（Security Policy Database）：決定哪些流量需要加密

8.2.2. IPsec 運作模式#

傳輸模式（Transport Mode）：

1
┌──────────────┬──────────────┬─────────────────────┐
2
│  IP Header   │  ESP Header  │  TCP/UDP + Data     │
3
└──────────────┴──────────────┴─────────────────────┘
4
|<- 原始 IP ->|               |<- 加密範圍 -------->|

特點：

保留原始 IP Header
僅加密 TCP/UDP 及資料部分
開銷較小，但無法隱匿真實 IP
適用於主機對主機通訊

隧道模式（Tunnel Mode）：

1
┌──────────────┬──────────────┬────────────────────────────────┐
2
│  New IP      │  ESP Header  │  Old IP + TCP/UDP + Data       │
3
└──────────────┴──────────────┴────────────────────────────────┘
4
|<- 外層 IP ->|               |<- 加密範圍 ------------------>|

特點：

新增外層 IP Header
整個原始封包（包含 IP Header）都被加密
完全隱藏內部 IP 位址
適用於 Site-to-Site VPN 和 Remote Access VPN

8.2.3. 封包安全協定#

AH（Authentication Header）：

1
┌────────────┬───────────────────────────┐
2
│ AH Header  │       IP Data             │
3
└────────────┴───────────────────────────┘
4
             |<- 驗證範圍 -------------->|

工作在 IP Protocol 51
僅提供完整性和來源驗證
不提供加密，資料仍是明文
現代部署很少使用，通常被 ESP 取代

ESP（Encapsulating Security Payload）：

1
┌────────────┬──────────┬──────────────┬───────────────┐
2
│ ESP Header │ IP Data  │ ESP Trailer  │ ESP Auth      │
3
└────────────┴──────────┴──────────────┴───────────────┘
4
             |<- 加密範圍 ------------>|
5
|<-------- 驗證範圍 --------------------->|

工作在 IP Protocol 50
同時提供加密和驗證
支援 NAT-T（NAT Traversal），可使用 UDP 4500 封裝
主流 VPN 都使用 ESP

8.2.4. 金鑰管理協定#

IKEv1（Internet Key Exchange version 1）：

使用兩階段建立安全連線：

Phase 1：建立 IKE SA（IKE 安全關聯），用於保護後續 IKE 訊息
Phase 2：建立 IPsec SA（資料加密通道），用於加密實際資料

IKEv1 的兩種模式：

項目	Main Mode	Aggressive Mode
Phase 1 封包數	6 個	3 個
ID 傳送方式	加密傳送	明文傳送
建立速度	較慢	較快
安全性	較高	較低
Peer ID 支援	❌（無法區分）	✅（可區分）
適用場景	Site-to-Site VPN	Remote Access

Main Mode 流程：

1
Initiator                                    Responder
2
  |                                               |
3
  |--- 1. Propose algorithms ------------------->|
4
  |<-- 2. Select algorithms ----------------------|
5
  |                                               |
6
  |--- 3. Exchange DH public values ------------->|
7
  |<-- 4. Exchange DH public values --------------|
8
  |                                               |
9
  |--- 5. Authenticate (encrypted) -------------->|
10
  |<-- 6. Authenticate (encrypted) ---------------|
11
  |                                               |
12
  |========== IKE SA established =================|
13
  |                                               |
14
  |--- Phase 2: Propose IPsec SA ---------------->|
15
  |<-- Phase 2: Select algorithms ----------------|

Aggressive Mode 流程：

1
Initiator                                    Responder
2
  |                                               |
3
  |--- 1. Proposal + DH + ID -------------------->|
4
  |<-- 2. Response + DH + ID + Auth --------------|
5
  |--- 3. Auth ----------------------------------->|
6
  |                                               |
7
  |========== IKE SA established =================|
8
  |                                               |
9
  |--- Phase 2: Propose IPsec SA ---------------->|
10
  |<-- Phase 2: Select algorithms ----------------|

IKEv2（Internet Key Exchange version 2）：

重新設計的 IKE 協定，簡化流程
將 Phase 1 和 Phase 2 整合成單一流程
僅需 4 個封包就能完成連線建立

IKEv2 流程：

1
Initiator                                    Responder
2
  |                                               |
3
  |========= IKE_SA_INIT (建立加密通道) ===========|
4
  |                                               |
5
  |--- 1. Proposal + DH + Nonce ----------------->|
6
  |<-- 2. Selected + DH + Nonce ------------------|
7
  |                                               |
8
  | [雙方計算 Shared Key]                          |
9
  |                                               |
10
  |========= IKE_AUTH (認證與資料通道) ============|
11
  |  [以下封包使用 Shared Key 加密]                |
12
  |                                               |
13
  |--- 3. Encrypted(ID + Auth + CHILD_SA) ------->|
14
  |<-- 4. Encrypted(ID + Auth + CHILD_SA) --------|
15
  |                                               |
16
  |========== 連線建立完成 =======================|

IKEv2 優點：

✅ 更快（4 個封包 vs 9 個封包）
✅ 更安全（ID 加密傳送、強制使用 DH）
✅ 支援 EAP 認證（靈活的使用者驗證方式）
✅ 支援 MOBIKE（移動裝置 IP 變更時自動重連）
✅ 原生支援 Peer ID（無需 Aggressive Mode）

8.2.5. 封包處理流程#

Outbound Path（封包送出）：

1
[應用層產生資料]
2
      ↓
3
[加上 IP Header]
4
      ↓
5
[SPD 查詢] → 根據來源/目的 IP、Port、協定查詢規則
6
      ↓
7
  ┌───┴───┐
8
  ↓       ↓       ↓
9
Bypass  Discard  Protect
10
  ↓       ↓       ↓
11
[直接送出] [丟棄]  [SAD 查找 SA]
12
                   ↓
13
              [有 SA？]
14
                ↓     ↓
15
               否     是
16
                ↓     ↓
17
           [IKE 協商] [ESP/AH 加密]
18
                ↓     ↓
19
                └──>──┘
20
                   ↓
21
              [送出到網路]

簡單理解：

資料要送出時，先問 SPD：「這資料要加密嗎？」
如果要加密，再問 SAD：「我有鑰匙嗎？」
有鑰匙就直接加密送出，沒有就先用 IKE 協商取得鑰匙

Inbound Path（封包接收）：

1
[從網路接收封包]
2
      ↓
3
[有 ESP/AH Header？]
4
    ↓          ↓
5
   是         否
6
    ↓          ↓
7
[解析 SPI]  [跳到 SPD 查詢]
8
    ↓
9
[SAD 查找 SA]
10
    ↓
11
[ESP/AH 驗證與解密]
12
    ↓
13
[SPD 查詢] → 驗證是否符合規則
14
      ↓
15
  ┌───┴───┐
16
  ↓       ↓       ↓
17
Protect  Bypass  Discard
18
  ↓       ↓       ↓
19
[交付上層] [交付上層] [丟棄]

簡單理解：

收到封包時，先看有沒有「加密封條」（ESP Header）
有的話，用 SAD 裡的鑰匙解密
解密後，再問 SPD：「這資料可以接受嗎？」
符合規則就交給應用程式，不符合就丟棄

8.3. 為什麼 IPsec VPN 效能更好？#

1. 硬體加速支援

IPsec 在 IP 層運作，可以使用 FortiGate 的 NPU（Network Processing Unit）
NPU 是專門的硬體晶片，專門處理加密/解密
CPU 負擔降低，可以處理更多連線

2. UDP 封裝避免 TCP-over-TCP

IPsec 使用 UDP（或直接在 IP 層），不會產生兩層 TCP
避免擁塞控制機制互相干擾
連線更穩定，效能更好

3. QoS 支援

ESP Header 之外仍保留原始 IP Header 資訊
網路設備可以識別流量類型
可為重要應用設定優先權

1. 為什麼要從 SSL VPN 遷移到 IPsec VPN？#

常見問題#

遷移到 IPsec VPN 的好處#

2. SSL VPN vs IPsec VPN 快速比較#

選擇建議#

3. 環境說明#

4. 遷移前的準備工作#

4.1. 身份驗證方式#

4.2. IP 位址分配方式#

4.3. Split Tunnel（分流設定）#

4.4. 多群組管理#

5. 建立 IPsec VPN Tunnel#

5.1. 方式一：使用內建範本（IKEv1）#

5.1.1. 開啟 VPN Wizard#

5.1.2. 設定身份驗證#

5.1.3. 配置網路設定#

5.1.4. 客戶端選項#

5.1.5. 完成並驗證#

5.2. 方式二：自訂設定（IKEv2）#

5.2.1. 開啟 Custom Wizard#

5.2.2. 網路設定#

5.2.3. 認證與 IKE 版本設定#

5.2.4. Phase 1 設定#

5.2.5. Phase 2 設定#

5.2.6. 設定 EAP 驗證（IKEv2）#

5.2.7. 建立防火牆政策#

6. FortiClient 用戶端設定#

6.1. 下載並安裝 FortiClient#

6.2. 建立 VPN 連線#

6.3. 設定 VPN 參數#

6.4. 進階設定（IKE 參數）#

6.5. 測試連線#

6.6. 驗證連線成功#

7. 常見問題與解決方案#

7.1. 如何限制只有特定國家/地區的 IP 可以連線？#

步驟 1：建立地理位置 Address Object#

步驟 2：建立 IPsec 使用的 Service Objects#

步驟 3：建立 Local-in Policy（使用 CLI）#

7.2. 為什麼 Forward Traffic 的 User 欄位沒有顯示使用者資訊？#

問題原因#

解決方案#

7.2.1. IKEv1 解決方式#

7.2.2. IKEv2 解決方式#

8. 附錄：技術原理深入解析#

8.1. SSL VPN 技術原理#

8.1.1. 什麼是 SSL VPN？#

8.1.2. SSL VPN 的運作模式#

8.1.3. SSL VPN 的限制#

8.2. IPsec VPN 技術原理#

8.2.1. 什麼是 IPsec？#

8.2.2. IPsec 運作模式#

8.2.3. 封包安全協定#

8.2.4. 金鑰管理協定#

8.2.5. 封包處理流程#

8.3. 為什麼 IPsec VPN 效能更好？#

參考資料#