iOS开发使用NetworkExtension框架编写VPN应用

2017-05-02 本文已影响9868人槛外人_

最近闲来无聊，想自己做个ios平台代理上网的应用，最直接的方式就是通过VPN了，刚好iOS对VPN有很好的支持。于是花点时间查了下iOS的官方开发文档，顺便学习一下这种相关框架（NetworkExtension）的使用，也算是对知识点的查漏补缺了。

苹果是从iOS 8开始，才开放了新的框架 NetworkExtension ，该框架提供了配置和控制VPN支持和wifi热点相关的接口。通过该框架，我们可以很方便的实现VPN以及wifi热点相应的功能。接下来，我将介绍如何使用该框架实现一个简单的VPN功能。
在平常的iOS开发当中，VPN功能作为Capabilities中的一项，需要我们手动去工程的Capabilities中配置且打开。如下图所示：

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注：<small>相关的AppID以及开发证书（或者发布证书）需要在苹果开发者中心里面开启该项功能，即在相应的App Id里面 edit id ---> 确保Personal VPN前面的复选框被选中!</small>

屏幕快照 2017-05-02 下午2.52.12.png

下面开始代码实现，关于VPN的种类以及不同种类之间的差异和优缺点，大家请自行谷歌百度之，这里不再作过多的赘述。需要注意的是早在iOS10，苹果就去掉了PPTP的vpn连接方式（而MacOs是在EiCapitain出来之后去掉的）。以下，我仅介绍其中一种VPN连接方式---IKEV2^[1]。

首先引入相关框架：

@import NetworkExtension

打开应用需要检测之前安装了VPN描述文件(profile)：

NEVPNManager *manager = [NEVPNManager sharedManager];
    [manager loadFromPreferencesWithCompletionHandler:^(NSError * _Nullable error) {
        if(error) {
            NSLog(@"Load error: %@", error);
        } else {
            // No errors! The rest of your codes goes here..
            NEVPNProtocolIKEv2* ikev = [[NEVPNProtocolIKEv2 alloc] init];
            ikev.certificateType = NEVPNIKEv2CertificateTypeRSA;
            ikev.authenticationMethod = NEVPNIKEAuthenticationMethodCertificate;
            ikev.useExtendedAuthentication = YES;
            
            ikev.username = _wzUsername;
            ikev.passwordReference = 使用iOS钥匙串(keyChain)存入的密码;
            ikev.serverAddress = @"**. **. **. **";  
            ikev.remoteIdentifier = @"***";
            ikev.identityReference =  使用iOS钥匙串(keyChain)存入的identity;
            
            [manager setEnabled:YES];
            [manager setProtocol:ikev];
            [manager setOnDemandEnabled:NO];
            [manager setLocalizedDescription:@"MyVPN"];
            
            [manager saveToPreferencesWithCompletionHandler:^(NSError * _Nullable error) {
                if(error) {
                    NSLog(@"Save error: %@", error);
                }
                else {
                    NSLog(@"Saved!");
                }
            }];
        }
    }];

NEVPNManager是个VPN的管理单例，在整个VPN的操作中会被频繁使用。首先调用loadFromPrefreferencesWithCompletionHandler函数加载相关配置，如果没有发生错误就使用类NEVPNProtocolIKEV2配置VPN的类型（该例子使用的是IKEV2类型，类似的还可以通过NEVPNProtocolIPSec设置IPSec类型的VPN，配置方式大同小异），关键点在于NEVPNProtocolIKEv2类的各个配置参数:

如果authenticationMethod字段采用的是NEVPNIKEAuthenticationMethodCertificate，那么在使用该VPN之前，我们必须引导用户在ios设备安装从我们的服务器导出的证书。
passwordReference 字段必须使用从KeyChain里面取出的密码，在此之前，我们可以先将VPN的密码提前使用ios的keyChain进行持久化。
identityReference 则是使用keyChain存储的VPN证书。
username VPN的账号
serverAddress VPN的服务器地址，可以是域名或者IP地址
remoteIdentifier 远程服务器的ID，该参数可以在自己服务器的VPN配置文件查询得到
如果用户尚未安装描述文件，则调用saveToPreferencesWithCompletionHandler会弹出系统提示，提醒用户安装相应的描述文件。

以上任何一个字段填写错误都会导致VPN连接不成功。一切就绪后，使用如下方式发起VPN的连接请求：

NSError *startError;
[[NEVPNManager sharedManager].connection startVPNTunnelAndReturnError:&startError];

一般情况在开始连接之前最好先加载VPN配置，如果没有错误再进行连接，（如果连接成功后，设备顶部状态栏会出现一个VPN图标。）操作如下：

[[NEVPNManager sharedManager] loadFromPreferencesWithCompletionHandler:^(NSError * _Nullable error) {
        if(error)
        {
            NSLog(@"VPN load error->%@", error);
        }
        else
        {
            NSError *startError;
            [[NEVPNManager sharedManager].connection startVPNTunnelAndReturnError:&startError];
            
            if(startError) {
                NSLog(@"Start error: %@", startError.localizedDescription);
            } else {
                NSLog(@"Connection established!");
            }
        }
    }];

综上，通过苹果的框架去实现一个简单的VPN功能还是相当容易的，如果各位在使用上遇到了什么问题，请留言！。
最后，厚着脸皮安利一下自己最近写的一个APP（水平有限，有需要改进的地方还望高手指出），希望大家多多支持，多多交流，共同进步😂😂
https://itunes.apple.com/us/app/bigvpn/id1225850922?mt=8

IKEv2连接在用户自身网络状况经常变化的情况下仍旧能够维持加密连接，而不会出现频繁闪断、断开又重连之类的情况，能大大提高网络连接的稳定性。IKEv2能够拥有比PPTP/L2TP更加高效的网络通讯效率。IKEv2是IKE（v1）的改良版，使用了公钥证书和密码等多重认证，弥补了v1时代的安全性上的不足。比PPTP/L2TP更是可靠许多。同时IKEv2还支持硬件加速，保证了高效的传输效率。(引用自网络) ↩

iOS开发使用NetworkExtension框架编写VPN应用

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