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# 如何配置 IKEv2 VPN: Windows 和 Android
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*其他语言版本: [English](ikev2-howto.md), [简体中文](ikev2-howto-zh.md).*
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**重要提示：** 本指南仅适用于**高级用户**。其他用户请使用 <a href="clients-zh.md" target="_blank">IPsec/L2TP</a> 或者 <a href="clients-xauth-zh.md" target="_blank">IPsec/XAuth</a>。
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Windows 7 和更新版本支持 IKEv2 协议标准，通过 Microsoft 的 Agile VPN 功能来实现。因特网密钥交换 （英语：Internet Key Exchange，简称 IKE 或 IKEv2）是一种网络协议，归属于 IPsec 协议族之下，用以创建安全关联 (Security Association, SA)。与 IKE 版本 1 相比较，IKEv2 的<a href="https://en.wikipedia.org/wiki/Internet_Key_Exchange#Improvements_with_IKEv2" target="_blank">功能改进</a>包括比如通过 MOBIKE 实现 Standard Mobility 支持，以及更高的可靠性。另外，IKEv2 支持同时连接在同一个 NAT（比如家用路由器）后面的多个设备到 VPN 服务器。
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Libreswan 支持通过使用 RSA 签名算法的 X.509 Machine Certificates 来对 IKEv2 客户端进行身份验证。该方法无需 IPsec PSK, 用户名或密码。它可以用于以下系统：
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- Windows 7, 8.x 和 10
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- Windows Phone 8.1 及以上
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- strongSwan Android VPN 客户端
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- <a href="https://github.com/gaomd/docker-ikev2-vpn-server" target="_blank">iOS (iPhone/iPad) 和 macOS</a> <-- 另见
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下面举例说明如何在 Libreswan 上配置 IKEv2。以下命令必须用 `root` 账户运行。
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在继续之前，请确保你已经成功 <a href="https://github.com/hwdsl2/setup-ipsec-vpn/blob/master/README-zh.md" target="_blank">搭建自己的 VPN 服务器</a>。
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1. 获取 VPN 服务器的公共 IP 地址，将它保存到变量并检查。
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```bash
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$ PUBLIC_IP=$(wget -t 3 -T 15 -qO- http://ipv4.icanhazip.com)
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$ echo "$PUBLIC_IP"
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（检查显示的公共 IP）
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```
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**注：** 另外，在这里你也可以指定 VPN 服务器的域名。例如： `PUBLIC_IP=myvpn.example.com`。
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1. 在 `/etc/ipsec.conf` 文件中添加一个新的 IKEv2 连接:
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```bash
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$ cat >> /etc/ipsec.conf <<EOF
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conn ikev2-cp
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left=%defaultroute
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leftcert=$PUBLIC_IP
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leftid=@$PUBLIC_IP
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leftsendcert=always
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leftsubnet=0.0.0.0/0
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leftrsasigkey=%cert
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right=%any
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rightaddresspool=192.168.43.10-192.168.43.250
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rightca=%same
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rightrsasigkey=%cert
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narrowing=yes
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dpddelay=30
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dpdtimeout=120
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dpdaction=clear
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auto=add
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ikev2=insist
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rekey=no
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fragmentation=yes
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ike=3des-sha1,3des-sha2,aes-sha1,aes-sha1;modp1024,aes-sha2,aes-sha2;modp1024,aes256-sha2_512
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phase2alg=3des-sha1,3des-sha2,aes-sha1,aes-sha2,aes256-sha2_512
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EOF
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```
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还需要在该文件中添加一些行。首先查看你的 Libreswan 版本：
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```bash
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$ ipsec --version
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```
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对于 Libreswan 3.23 或更新版本，请运行：
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```bash
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$ cat >> /etc/ipsec.conf <<EOF
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modecfgdns="8.8.8.8, 8.8.4.4"
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encapsulation=yes
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EOF
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```
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对于 Libreswan 3.19-3.22，请运行：
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```bash
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$ cat >> /etc/ipsec.conf <<EOF
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modecfgdns1=8.8.8.8
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modecfgdns2=8.8.4.4
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||
encapsulation=yes
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EOF
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```
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对于 Libreswan 3.18 或更早版本，请运行：
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```bash
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$ cat >> /etc/ipsec.conf <<EOF
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modecfgdns1=8.8.8.8
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modecfgdns2=8.8.4.4
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forceencaps=yes
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EOF
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```
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1. 生成 Certificate Authority (CA) 和 VPN 服务器证书：
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**注：** 使用 "-v" 参数指定证书的有效期（单位：月），例如 "-v 36"。另外，如果你在上面的第一步指定了服务器的域名（而不是 IP 地址），则需要将以下命令中的 `--extSAN "ip:$PUBLIC_IP,dns:$PUBLIC_IP"` 换成 `--extSAN "dns:$PUBLIC_IP"`。
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```bash
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$ certutil -S -x -n "Example CA" -s "O=Example,CN=Example CA" -k rsa -g 4096 -v 36 -d sql:/etc/ipsec.d -t "CT,," -2
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A random seed must be generated that will be used in the
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creation of your key. One of the easiest ways to create a
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random seed is to use the timing of keystrokes on a keyboard.
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||
To begin, type keys on the keyboard until this progress meter
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is full. DO NOT USE THE AUTOREPEAT FUNCTION ON YOUR KEYBOARD!
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Continue typing until the progress meter is full:
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|************************************************************|
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Finished. Press enter to continue:
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Generating key. This may take a few moments...
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Is this a CA certificate [y/N]?
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y
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Enter the path length constraint, enter to skip [<0 for unlimited path]: >
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Is this a critical extension [y/N]?
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N
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$ certutil -S -c "Example CA" -n "$PUBLIC_IP" -s "O=Example,CN=$PUBLIC_IP" -k rsa -g 4096 -v 36 -d sql:/etc/ipsec.d -t ",," \
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--keyUsage digitalSignature,keyEncipherment --extKeyUsage serverAuth --extSAN "ip:$PUBLIC_IP,dns:$PUBLIC_IP"
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A random seed must be generated that will be used in the
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creation of your key. One of the easiest ways to create a
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random seed is to use the timing of keystrokes on a keyboard.
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To begin, type keys on the keyboard until this progress meter
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is full. DO NOT USE THE AUTOREPEAT FUNCTION ON YOUR KEYBOARD!
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Continue typing until the progress meter is full:
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|************************************************************|
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Finished. Press enter to continue:
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Generating key. This may take a few moments...
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```
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1. 生成客户端证书，并且导出 `.p12` 文件。该文件包含客户端证书，私钥以及 CA 证书：
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```bash
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$ certutil -S -c "Example CA" -n "vpnclient" -s "O=Example,CN=vpnclient" -k rsa -g 4096 -v 36 -d sql:/etc/ipsec.d -t ",," \
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--keyUsage digitalSignature,keyEncipherment --extKeyUsage serverAuth,clientAuth -8 "vpnclient"
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A random seed must be generated that will be used in the
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creation of your key. One of the easiest ways to create a
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random seed is to use the timing of keystrokes on a keyboard.
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To begin, type keys on the keyboard until this progress meter
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is full. DO NOT USE THE AUTOREPEAT FUNCTION ON YOUR KEYBOARD!
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Continue typing until the progress meter is full:
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|************************************************************|
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Finished. Press enter to continue:
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Generating key. This may take a few moments...
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$ pk12util -o vpnclient.p12 -n "vpnclient" -d sql:/etc/ipsec.d
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Enter password for PKCS12 file:
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Re-enter password:
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pk12util: PKCS12 EXPORT SUCCESSFUL
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```
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重复这个步骤来为更多的客户端生成证书，但必须把所有的 `vpnclient` 换成 `vpnclient2`，等等。
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**注：** 如果你需要同时连接多个客户端，则必须为每一个客户端生成唯一的证书。
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1. 证书数据库现在应该包含以下内容：
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```bash
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$ certutil -L -d sql:/etc/ipsec.d
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Certificate Nickname Trust Attributes
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SSL,S/MIME,JAR/XPI
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Example CA CTu,u,u
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($PUBLIC_IP) u,u,u
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vpnclient u,u,u
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```
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**注：** 如需显示证书，可使用 `certutil -L -d sql:/etc/ipsec.d -n "Nickname"`。要删除一个证书，将 `-L` 换成 `-D`。更多的 `certutil` 使用说明请看 <a href="http://manpages.ubuntu.com/manpages/zesty/man1/certutil.1.html" target="_blank">这里</a>。
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1. 重启 IPsec 服务：
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```bash
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$ service ipsec restart
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```
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1. 文件 `vpnclient.p12` 应该被安全地传送到 VPN 客户端设备。下一步：
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#### Windows 7, 8.x 和 10
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1. 将 `.p12` 文件导入到 "计算机账户" 证书存储。在导入证书后，你必须确保将客户端证书放在 "个人 -> 证书" 目录中，并且将 CA 证书放在 "受信任的根证书颁发机构 -> 证书" 目录中。
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详细的操作步骤：
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https://wiki.strongswan.org/projects/strongswan/wiki/Win7Certs
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1. 在 Windows 计算机上添加一个新的 IKEv2 VPN 连接：
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https://wiki.strongswan.org/projects/strongswan/wiki/Win7Config
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1. 启用新的 IKEv2 VPN 连接，并且开始使用 VPN！
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https://wiki.strongswan.org/projects/strongswan/wiki/Win7Connect
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1. （可选步骤） 如需启用更安全的加密方式，可以添加 <a href="https://wiki.strongswan.org/projects/strongswan/wiki/Windows7#AES-256-CBC-and-MODP2048" target="_blank">这个注册表键</a> 并重启。
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#### Android 4.x 和更新版本
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1. 从 **Google Play** 安装 <a href="https://play.google.com/store/apps/details?id=org.strongswan.android" target="_blank">strongSwan VPN Client</a>。
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1. 打开 VPN 客户端，然后单击 **Add VPN Profile**。
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1. 在 **Server** 字段中输入 `你的 VPN 服务器 IP`。
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1. 在 **VPN Type** 下拉菜单选择 **IKEv2 Certificate**。
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1. 单击添加一个 **User certificate**，然后单击 **Install**。
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1. 选择你从服务器复制过来的 `.p12` 文件，并按提示操作。
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1. 保存新的 VPN 连接，然后单击它以开始连接。
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#### Windows Phone 8.1 及以上
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首先导入 `.p12` 文件，然后参照 <a href="https://technet.microsoft.com/en-us/windows/dn673608.aspx" target="_blank">这些说明</a> 配置一个基于证书的 IKEv2 VPN。
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1. 连接成功后，你可以到 <a href="https://www.ipchicken.com" target="_blank">这里</a> 检测你的 IP 地址，应该显示为`你的 VPN 服务器 IP`。
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## 已知问题
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Windows 自带的 VPN 客户端不支持 IKEv2 fragmentation。在有些网络上，这可能会导致连接错误或其它连接问题。你可以尝试 <a href="clients-zh.md#故障排除" target="_blank">修改注册表</a>，或者换用 <a href="clients-zh.md" target="_blank">IPsec/L2TP</a> 或 <a href="clients-xauth-zh.md" target="_blank">IPsec/XAuth</a> 模式连接。
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## 参考链接
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* https://libreswan.org/wiki/VPN_server_for_remote_clients_using_IKEv2
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* https://libreswan.org/wiki/HOWTO:_Using_NSS_with_libreswan
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* https://libreswan.org/man/ipsec.conf.5.html
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||
* https://wiki.strongswan.org/projects/strongswan/wiki/Windows7
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||
* https://wiki.strongswan.org/projects/strongswan/wiki/AndroidVpnClient
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