VPN

VPN_6分词条

VPNVPN
VPN的英文全称是“Virtual Private Network”,翻译过来就是“虚拟专用网络”。虚拟专用网络我们可以把它理解成是虚拟出来的企业内部专线。它可以通过特殊的加密的通讯协议在连接在Internet上的位于不同地方的两个或多个企业内部网之间建立一条专有的通讯线路,就好比是架设了一条专线一样,但是它并不需要真正的去铺设光缆之类的物理线路。这就好比去电信局申请专线,但是不用给铺设线路的费用,也不用购买路由器等硬件设备。VPN技术原是路由器具有的重要技术之一,在交换机,防火墙设备或WINDOWS2000等软件里也都支持VPN功能,VPN的核心就是在利用公共网络建立虚拟私有网

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VPN 基本简介

 

VPNVPN
虚拟专用网(VPN)被定义为通过一个公用网络(通常是因特网)建立一个临时的、安全的连接,是一条穿过混乱的公用网络的安全、稳定的隧道。虚拟专用网是对企业内部网的扩展。虚拟专用网可以帮助远程用户、公司分支机构、商业伙伴及供应商同公司的内部网建立可信的安全连接,并保证数据的安全传输。

虚拟专用网可用于不断增长的移动用户的全球因特网接入,以实现安全连接;可用于实现企业网站之间安全通信的虚拟专用线路,用于经济有效地连接到商业伙伴和用户的安全外联网虚拟专用网。下面我们结合本站有关思科及微软关于VPN方面的文章为大家介绍这方面的资讯,更多更丰富的相关方面内容我们将在以后日子里进行补充。

针对不同的用户要求,VPN有三种解决方案:远程访问虚拟网(AccessVPN)、企业内部虚拟网(IntranetVPN)和企业扩展虚拟网(ExtranetVPN),这三种类型的VPN分别与传统的远程访问网络、企业内部的Intranet以及企业网和相关合作伙伴的企业网所构成的Extranet(外部扩展)相对应。

虚拟专用网(VPN)被定义为通过一个公用网络(通常是因特网)建立一个临时的、安全的连接,是一条穿过混乱的公用网络的安全、稳定的隧道。虚拟专用网是对企业内部网的扩展。

VPN 基本要求

 

一个成功的VPN方案应当能够满足以下所有方面的要求:

  1.用户验证

  VPN方案必须能够验证用户身份并严格控制只有授权用户才能访问VPN。另外,方案还必须能够提供审计和记费功能,显示何人在何时访问了何种信息。

  2.地址管理

  VPN方案必须能够为用户分配专用网络上的地址并确保地址的安全性。

  3.数据加密

  对通过公共互联网络传递的数据必须经过加密,确保网络其他未授权的用户无法读取该信息。

  4.密钥管理

  VPN方案必须能够生成并更新客户端和服务器的加密密钥。

  5.多协议支持

  VPN方案必须支持公共互联网络上普遍使用的基本协议,包括IP,IPX等。以点对点隧道协议(PPTP)或第2层隧道协议(L2TP)为基础的VPN方案既能够满足以上所有的基本要求,又能够充分利用遍及世界各地的Internet互联网络的优势。其它方案,包括安全IP协议(IPSec),虽然不能满足上述全部要求,但是仍然适用于在特定的环境。本文以下部分将主要集中讨论有关VPN的概念,协议,和部件(component)。

VPN 关键技术

 

目前VPN主要采用四项技术来保证安全,这四项技术分别是隧道技术(Tunneling)、加解密技术(Encryption & Decryption)、密钥管理技术(Key Management)、使用者与设备身份认证技术(Authentication)。

  1.隧道技术:

  隧道技术是VPN的基本技术类似于点对点连接技术,它在公用网建立一条数据通道(隧道),让数据包通过这条隧道传输。隧道是由隧道协议形成的,分为第二、三层隧道协议。第二层隧道协议是先把各种网络协议封装到PPP中,再把整个数据包装入隧道协议中。这种双层封装方法形成的数据包靠第二层协议进行传输。第二层隧道协议有L2F、PPTP、L2TP等。L2TP协议是目前IETF的标准,由IETF融合PPTP与L2F而形成。

  第三层隧道协议是把各种网络协议直接装入隧道协议中,形成的数据包依靠第三层协议进行传输。第三层隧道协议有VTP、IPSec等。IPSec(IP Security)是由一组RFC文档组成,定义了一个系统来提供安全协议选择、安全算法,确定服务所使用密钥等服务,从而在IP层提供安全保障。

  2.加解密技术:

  加解密技术是数据通信中一项较成熟的技术,VPN可直接利用现有技术。

  3.密钥管理技术:

  密钥管理技术的主要任务是如何在公用数据网上安全地传递密钥而不被窃取。现行密钥管理技术又分为SKIP与ISAKMP/OAKLEY两种。SKIP主要是利用Diffie-Hellman的演算法则,在网络上传输密钥;在ISAKMP中,双方都有两把密钥,分别用于公用、私用。

  4.使用者与设备身份认证技术:

  使用者与设备身份认证技术最常用的是使用者名称与密码或卡片式认证等方式。

VPN 具备特点

 

组建VPN网络应具有如下特点:

  1.安全保障

  虽然实现VPN的技术和方式很多,但所有的VPN均应保证通过公用网络平台传输数据的专用性和安全性。在非面向连接的公用IP网络上建立一个逻辑的、点对点的连接,称之为建立一个隧道,可以利用加密技术对经过隧道传输的数据进行加密,以保证数据仅被指定的发送者和接收者了解,从而保证了数据的私有性和安全性。在安全性方面,由于VPN直接构建在公用网上,实现简单、方便、灵活,但同时其安全问题也更为突出。企业必须确保其VPN上传送的数据不被攻击者窥视和篡改,并且要防止非法用户对网络资源或私有信息的访问。ExtranetVPN将企业网扩展到合作伙伴和客户,对安全性提出了更高的要求。

  2.服务质量保证(QoS)

  VPN网应当为企业数据提供不同等级的服务质量保证。不同的用户和业务对服务质量保证的要求差别较大。如移动办公用户,提供广泛的连接和覆盖性是保证VPN服务的一个主要因素;而对于拥有众多分支机构的专线VPN网络,交互式的内部企业网应用则要求网络能提供良好的稳定性;对于其它应用(如视频等)则对网络提出了更明确的要求,如网络时延及误码率等。所有以上网络应用均要求网络根据需要提供不同等级的服务质量。在网络优化方面,构建VPN的另一重要需求是充分有效地利用有限的广域网资源,为重要数据提供可靠的带宽。广域网流量的不确定性使其带宽的利用率很低,在流量高峰时引起网络阻塞,产生网络瓶颈,使实时性要求高的数据得不到及时发送;而在流量低谷时又造成大量的网络带宽空闲。QoS通过流量预测与流量控制策略,可以按照优先级分配带宽资源,实现带宽管理,使得各类数据能够被合理地先后发送,并预防阻塞的发生。

  3.可扩充性和灵活性

  VPN必须能够支持通过Intranet和Extranet的任何类型的数据流,方便增加新的节点,支持多种类型的传输媒介,可以满足同时传输语音、图像和数据等新应用对高质量传输以及带宽增加的需求。

  4.可管理性

  从用户角度和运营商角度应可方便地进行管理、维护。在VPN管理方面,VPN要求企业将其网络管理功能从局域网无缝地延伸到公用网,甚至是客户和合作伙伴。虽然可以将一些次要的网络管理任务交给服务提供商去完成,企业自己仍需要完成许多网络管理任务。所以,一个完善的VPN管理系统是必不可少的。VPN管理的目标为:减小网络风险、具有高扩展性、经济性、高可靠性等优点。事实上,VPN管理主要包括安全管理、设备管理、配置管理、访问控制列表管理、QoS管理等内容。

VPN 主要分类

 

按接入类型划分:拨号VPN(VPDN)和专线VPN,VPDN是通过公网远程拨号方式构筑的VPN;专线VPN是通过专线为接入ISP边缘路由器的用户提供的VPN。专线VPN为用户提供安全可靠并具有QoS的虚拟专网,它包括基于虚电路的VPN(VCVPN)和基于IP隧道的专线VPN。

  按协议类型划分:基于第二层服务的VPN和基于第三层隧道的VPN,第二层服务的VPN是通过公共的帧中继或ATM网组成的VPN,它根据用户数据包的二层地址(例如MAC地址、帧中继的DLCI、ATM的VPI/VCI等)在网络的第二层对数据包进行转发,服务提供商网络负责提供用户间的第二层链路连接。第三层服务的VPN为IPVPN,它利用IP设施在服务提供商网络边缘的路由器之间建立点对点隧道,转发用户数据包是以IP地址为依据的。安全性是IPVPN的关键的要求,IPVPN通过安全的IP隧道来保证网络信息的机密性、完整性、可鉴别性和可用性。

  按业务类型划分:分为拨号VPN(VPDN)、虚拟专用线(VLL)、虚拟专用路由网(VPRN)和虚拟专用局域网段(VPLS)。VPDN是通过公网远程拨号方式构筑的虚拟网。虚拟专用线(VLL)是服务提供商在IP网上,通过隧道为用户仿真一条虚拟专线,主要用于安全可靠,并具有一定QoS保障的VPN,实现协议有IPSec、GRE、L2TP和MPLS等。VPRN用IP设施仿真出一个专用多站点广域路由网,数据包的转发是在网络层实现的,实现协议有IPSec、GRE、L2TP和MPLS等。VPLS利用Internet仿真一个LAN网段,协议完全透明,用于提供透明LAN服务。

  按应用分类:分为接入虚拟网、内部网VPN和外联网VPN。

  按VPN的部署模式:分为端到端模式、供应商企业模式和内部供应商模式。

VPN 路由管理

 

VPN数据和路由的管理可以通过叠加模式和对等模式来实现。隧道技术是最常见的叠加模式,为VPN提供站点间连接。站点间点到点的连接可以通过IPSec、GRE或帧中继、ATM电路等来实现。各站点都有一个路由器通过点到点连接到其它站点的路由器上,一个站点可以有一个或多个这样的路由器,分别连接到所有的或一部分其它站点上。基于IPSec的安全VPN目前得到广泛应用。

  BGP/MPLS技术是当前主流的对等模式VPN技术。MPLSVPN利用MPLS的标记交换,在广域网络上为VPN用户提供虚连接,可以使MPES的IPVPN达到第二层VPN具有的专用性、安全性和数据传输的高速性,并很容易地与基于IP的用户网络实现无缝结合。由于MPLSVPN是基于网络的,全部的VPN网络配置和VPN策略配置都在网络端完成,可以大大降低管理维护的开销。在BGP/MPLS中,MPLS用于在网络间前转数据包,而BGP用于播发边缘路由器与核心路由器间的路由信息及VPN的成员信息。

VPN 使用方法

 

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一、便携网帐号申请开通

企业向运营商申请租用一批便携网使用帐号(即license),由企业自行管理分配帐号。企业管理员可以将需要使用便携网的各个部门,成立不同的VCN域,即不同的工作组,比如可分为财务、人事、市场、外联部等等。同一工作组内的成员可以互相通讯,既加强了成员之间的联络,又保证了数据的安全。而各个工作组之间不能互相通讯,保证了企业内部数据的安全。

二、便携网客户端安装

1、系统需求:表—列出了在装有Microsoft Windows操作系统的计算机上安装便携网络客户端软件(yPND:your Portable Network Desktop)的最小系统要求。计算机必须符合或好于最小系统要求才能成功的安装和使用便携网络客户端软件。

2、预安装:为成功安装便携网络客户端软件必须确保满足下列情况:计算机符合“系统需求”表所列的最小系统要求。安装程序时会检查系统是否符合要求,如果不满足就不能继续安装,必须使系统符合要求才能安装。必须有计算机的系统管理员权限才能安装。

VPN 功能作用

 

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虚拟专用网可以帮助远程用户、公司分支机构、商业伙伴及供应商同公司的内部网建立可信的安全连接,并保证数据的安全传输。通过将数据流转移到低成本的压网络上,一个企业的虚拟专用网解决方案将大幅度地减少用户花费在城域网和远程网络连接上的费用。同时,这将简化网络的设计和管理,加速连接新的用户和网站。另外,虚拟专用网还可以保护现有的网络投资。

随着用户的商业服务不断发展,企业的虚拟专用网解决方案可以使用户将精力集中到自己的生意上,而不是网络上。虚拟专用网可用于不断增长的移动用户的全球因特网接入,以实现安全连接;可用于实现企业网站之间安全通信的虚拟专用线路,用于经济有效地连接到商业伙伴和用户的安全外联网虚拟专用网。

很多单位都面临着这样的挑战:分公司、经销商、合作伙伴、客户和外地出差人员要求随时经过公用网访问公司的资源,这些资源包括:公司的内部资料、办公OA、ERP系统CRM系统、项目管理系统等。现在很多公司通过使用IPSecVPN来保证公司总部和分支机构以及移动工作人员之间安全连接。

对于很多IPSecVPN用户来说,IPSecVPN的解决方案的高成本和复杂的结构是很头疼的。存在如下事实:在部署和使用软硬件客户端的时候,需要大量的评价、部署、培训、升级和支持,对于用户来说,这些无论是在经济上和技术上都是个很大的负担,将远程解决方案和昂贵的内部应用相集成,对任何IT专业人员来说都是严峻的挑战。

由于受到以上IPSecVPN的限制,大量的企业都认为IPSecVPN是一个成本高、复杂程度高,甚至是一个无法实施的方案。为了保持竞争力,消除企业内部信息孤岛,很多公司需要在与企业相关的不同的组织和个人之间传递信息,所以很多公司需要找一种实施简便,不需改变现有网络结构,运营成本低的解决方案。

VPN 技术方案

 

VPNVPN
IP-VPN是运营商(即服务提供者)支持企业用户应用的方案。一个通用的方法可以适用于由一个运营商来支持的、涉及其他运营商网络的情况(如运营商的运营商)。CE路由器是用于将一个用户站点接入服务提供者网络的用户边缘路由器。而PE路由器则是与用户CE路由器相连的、服务提供者的边缘路由器。站点是指这样一组网络或子网,它们是用户网络的一部分,并且通过一条或多条PE/CE链路接至VPN。VPN是指一组共享相同路由信息的站点,一个站点可以同时位于不同的几个VPN之中。

一个站点可以同时属于多个VPN。依据一定的策略,属于多个VPN的站点既可以在两个VPN之间提供一定的转发能力,也可以不提供这种能力。当一个站点同时属于多个VPN时,它必须具有一个在所有VPN中唯一的地址空间。MPLS为实现IP-VPN提供了一种灵活的、具有可扩展性的技术基础,服务提供者可以根据其内部网络以及用户的特定需求来决定自己的网络如何支持IP-VPN。所以,在MPLS/ATM网络中,有多种支持IP-VPN的方法,本文介绍其中两种方法。

VPN 业务推广

 

VPNVPN
VPN业务的方法。该方法使用LDP的一般操作方式,即拓扑驱动方式来实现基本的LSP建立过程,同时使用两级LSP隧道(标记堆栈)来支持VPN的内部路由。VPN业务的一种由LER和LSR构成的网络配置。

LER(标记边缘路由器)

LER是MPLS的边缘路由器,它位于MPLS/ATM服务提供者网络的边缘。对于VPN用户的IP业务量,LER将是VPN隧道的出口与入口节点。如果一个LER同时为多个用户所共享,它还应当具有执行虚拟路由的能力。这就是说,它应当为自己服务的各个VPN分别建立一个转发表,这是因为不同VPN的IP地址空间可能是有所重叠的。

LSR(标记交换路由器)

MPLS/ATM核心网络是服务提供者的下层网络,它为用户的IP-VPN业务所共享。

建立IP-VPN区域的操作

希望提供IP-VPN的网络提供者必须首先对MPLS域进行配置。这里的MPLS域指的就是IPVPN区域。作为一种普通的LDP操作,基本的LSP建立过程将使用拓扑驱动方法来进行,这一过程被定义为使用基本标记的、基本的或是单级LSP建立。而对于VPN内部路由,则将使用两级LSP隧道(标记堆栈)。

VPN 成员资格

 

VPNVPN
每一个LER都有一个任务,即发现在VPN区域中为同一IPVPN服务的其他所有LER。由于本方案最终目的是要建立第二级MPLS隧道,所以LER发现对等实体的过程也就是LDP会话初始化的过程。每一个LER沿着能够到达其他LER的每一条基本网络LSP,向下游发送一个LDPHello消息。LDPHello消息中会包含一个基本的MPLS标记,以方便这些消息能够最终到达目的LER。

LDPHello消息实际上是一种查询消息,通过这一消息,发送方可以获知在目的LER处是否存在与发送方LSR同属一个VPN的LER(对等实体)。新的Hello消息相邻实体注册完成之后,相关的两个LER之间将开始发起LDP会话。随后,其中一个LER将初始化与对方的TCP连接。当TCP连接建立完成而且必要的初始化消息交互也完成之后,对等LER之间的会话便建立起来了。此后,双方各自为对方到自己的LSP隧道提供一个标记。如果LSP隧道是嵌套隧道,则该标记将被推入标记栈中,并被置于原有的标记之上。

VPN成员资格和可到达性信息的传播,通过路由信息的交换,LER可以学习与之直接相连的、用户站点的IP地址前缀。LER需要找到对等LER,还需要找到在一个VPN中哪些LER是为同一个VPN服务的。LER将与其所属的VPN区域中其他的LER建立直接的LDP会话。换言之,只有支持相同VPN的LER之间才能成功地建立LDP会话。

VPN 相关词条

 
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VPN 参考资料

 
1、http://vpn.daili.name
2、http://comm.ccidnet.com/vpn/
3、http://www.cww.net.cn/tech/VPN

附图

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