网络安全防护-虚拟专用网技术概述

从原理上来说，VPN就是利用公用网络把远程站点或用户连接到一起的专用网络。与实际的专用连接（例如租用线路）不同，VPN是通过互联网路由的“虚拟”连接，把公司专用网络同远程站点或员工连接到一起。一个典型的企业VPN包括公司总部主LAN、远程分公司或分支机构LAN和从外部网络连接进来的个人用户，如图5-27所示。

VPN是一种能够将物理上分布在不同地点的网络通过公用骨干网（Internet）连接而成的逻辑虚拟子网，提供了通过公用网络安全对企业内部网络（Intranet）进行远程访问的连接。

一个连接通常由客户机、传输介质和服务器三部分组成，VPN同样也由这三部分组成；不同的是，VPN连接使用隧道（Tunnel）作为传输通道（就像装信件的信封），这个隧道是建立在公共网络或专用网络基础上的，如Internet或Intranet，如图5-28所示。

为了保障信息的安全，VPN技术采用鉴别、访问控制、保密性、完整性等措施，以防止信息被泄漏、篡改和复制。

1.VPN的主要类型

（1）远程访问虚拟网（Access VPN）

远程访问虚拟网也称为虚拟专用拨号网络（VPDN），是一种用户到LAN的连接，通常用于员工从远程位置连接的专用网络。

企业服务提供商（ESP）为公司提供大型远程访问VPN；ESP建立一个网络访问服务器（NAS），向远程用户提供桌面客户端软件；远程用户拨打免费号码连接NAS，使用VPN客户端软件访问公司网络。

Access VPN通过第三方服务商在公司专用网络和远程用户之间实现安全加密连接，如图5-29所示。

（2）企业内部虚拟网（Intranet VPN）

基于Intranet------如果公司有一个或多个远程位置需要加入一个专用网络，可以建立一个Intranet VPN，将LAN连接到另一个LAN，称为企业内部虚拟网（Intranet VPN），如图5-30所示。

（3）企业扩展虚拟网（Extranet VPN）

基于Extranet------如果公司同其它公司（例如，供应商、客户）关系紧密，他们可以建立一个Extranet VPN，将LAN连接到另一个LAN，所有公司同时在一个共享环境中工作，称为企业扩展虚拟网（Extranet VPN），如图5-31所示。

VPN是对Intranet的扩展，一家企业可以同时提供3种VPN服务，如图5-32所示。

2.VPN的基本原理

VPN的一般验证流程：

①客户机（Client）向VPN服务器（Authenticating Device）发出请求（Challenge），VPN服务器响应（Response）请求并向客户机发出身份（User name，Password）质询；

②客户机将加密的响应信息发送到VPN服务器，VPN服务器根据用户数据库（Data Base）检查是否该响应；

③如果账户（ID）有效，VPN服务器将检查该用户是否具有远程访问权限；

④如果该用户拥有远程访问的权限，VPN服务器接受此连接；

⑤在身份验证过程中产生的客户机和服务器公有密钥将用来对数据进行加密。

VPN中常用的身份认证技术主要有安全口令、PPP认证协议和密钥管理技术三种。

（1）隧道技术

隧道技术（Tunneling Protocal）是VPN的基本技术，类似于点对点连接技术（Point to Point Protocol，PPP），它在公网建立一条数据通道（隧道）（如图5-33所示），让数据包通过这条隧道传输。

隧道是由隧道协议形成的，主要有第2层隧道协议PPTP（Point-to-Point Tunneling Protocol）和L2TP（Level 2 Tunneling Protocol）、第三层隧道协议IPSec(IP Security)和安全套接层SSL（Secure Sockets Layer）协议等。

隧道技术是一种通过使用互联网基础设施在网络之间传递数据的方式。

使用隧道传递的数据可以是不同协议的数据帧或包，隧道协议将这些数据帧或包重新封装在新的包头中发送，新的包头提供了路由信息，从而使封装的数据能够通过互联网传递。

被封装的数据包在隧道的两个端点之间通过公共互联网络进行路由，所经过的逻辑路径称为隧道，一旦到达网络终点数据将被解包并转发到最终目的地。

隧道技术包括数据封装，传输和解包在内的全过程。

（2）加密技术

在VPN实现中，双方大量通信流量的加密使用对称加密算法，在管理、分发对称加密的密钥上采用非对称加密技术。

加密基本思想，在协议栈的任意层对数据或报文头进行加密，从而有效保护传输的信息。

VPN是通过软件实现的技术，因而VPN加密载体是多方面的，包括路由器、防火墙、专用VPN硬件。

VPN加密技术发展趋势是实现端到端的安全，真正确保完全的加密。

3. VPN的功能特性

（1）安全保障

VPN保证通过公用网络平台传输数据的专用性和安全性。在面向非连接的公用IP网络上建立一个逻辑的、点对点的连接称为建立一个隧道，可以对经过隧道传输的数据进行加密，保证数据仅被指定的发送者和接收者了解。

由于VPN直接构建在公用网上，企业必须确保VPN上传送的数据不被攻击者窥视和篡改，要防止非法用户对网络资源或私有信息的访问。

（2）服务质量保证

针对不同用户和业务对QoS要求差异较大，VPN提供不同等级的QoS。

对于移动用户，VPN服务提供广泛的连接和覆盖性；对于拥有众多分支机构的专线VPN网络，VPN服务为交互式内部企业网应用提供良好的网络稳定性；对于视频等应用，VPN服务提供网络时延及纠错服务。

VPN服务充分利用广域网资源，为重要数据提供可靠带宽。广域网流量不确定性致使带宽利用率低，流量高峰时网络阻塞、流量低谷时带宽空闲。

QoS通过流量预测与流量控制策略，按照优先级分配带宽资源，实现带宽管理，使各类数据被合理地先后发送，预防阻塞发生。

（3）可扩充性和灵活性

VPN支持通过Intranet和Extranet的任何类型数据流，方便增加新的节点，支持多种类型的传输媒介，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

从用户角度和运营高角度看，VPN将其网络管理功能从局域网延伸到公用网，甚至是客户和合作伙伴；同时将一些次要的网络管理任务交给服务提供商完成。

VPN管理目标：减小网络风险、使其具有高扩展性、经济性、高可靠性等；VPN管理内容：安全管理、设备管理、配置管理、ACL管理、QoS管理等。

（5）降低成本

VPN利用现有的Internet或其它公共网络的基础设施为用户创建安全隧道，不需要专门的租用线路，节省了专线的租金。

如果采用远程拨号进入内部网络，访问内部资源，需要长途话费；采用VPN技术，只需拨入当地ISP就可以安全地接入内部网络，节省了线路话费。

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