网络管理员入门VPN基础知识详解一

来源：作者：出处：巧巧读书 2006-07-19 进入讨论组

关键词：adsl ddn ipsec ipv6 ip地址

　　虚拟专用网络(VPN)是一门新型的网络技术，它为我们提供了一种通过公用网络(如最大的公用因特网)安全地对企业内部专用网络进行远程访问的连接方式。我们知道一个网络连接通常由三个部分组成:客户机、传输介质和服务器。

VPN网络同样也需要这三部分，不同的是VPN连接不是采用物理的传输介质，而是使用一种称之为“隧道”的东西来作为传输介质的，这个隧道是建立在公共网络或专用网络基础之上的，如因特网或专用Intranet等。同时要实现VPN连接，企业内部网络中必须配置有一台基于Windows NT或Windows2000 Server(目前Windows系统是最为普及，也是对VPN技术支持最为全面的一种操作系统)的VPN服务器，VPN服务器一方面连接企业内部专用网络(LAN)，另一方面要连接到因特网或其它专用网络，这就要VPN服务器必须拥有一个公用的IP地址，也就是说企业必须先拥有一个合法的Internet或专用网域名。当客户机通过VPN连接与专用网络中的计算机进行通信时，先由NSP(网络服务提供商)将所有的数据传送到VPN服务器，然后再由VPN服务器将所有的数据传送到目标计算机。因为在VPN隧道中通信能确保通信通道的专用性，并且传输的数据是经过压缩、加密的，所以VPN通信同样具有专用网络的通信安全性。整个VPN通信过程可以简化为以下4个通用步骤:
　　
　　(1) 客户机向VPN服务器发出请求;
　　
　　(2) VPN服务器响应请求并向客户机发出身份质询，客户机将加密的用户身份验证响应信息发送到VPN服务器;
　　
　　(3) VPN服务器根据用户数据库检查该响应，如果账户有效，VPN服务器将检查该用户是否具有远程访问权限;如果该用户拥有远程访问的权限，VPN服务器接受此连接;
　　
　　(4) 最后VPN服务器将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，然后通过VPN隧道技术进行封装、加密、传输到目的内部网络。
　　
　　1. VPN的优势
　　
　　VPN网络给用户所带来的好处主要表现在以下几个方面:
　　
　　(1) 节约成本
　　
　　这是VPN网络技术的最为重要的一个优势，也是它取胜传统的专线网络的关键所在。据行业调查公司的研究报告显示拥有VPN的企业相比起采用传统租用专线的远程接入服务器或Modem池和拨号线路的企业能够节省30%到70%的开销。开销的降低发生在4个领域之中:
　　
　　移动通讯费用的节省:这主要是针对于有许多职工需要移动办公的企业来说的，因为这样对于出差在外地的移动用户来说只需要接入本地的ISP就可以与公司内部的网络进行互连，大大减少了长途通信费。企业可以从他们的移动办公用户的电话费用上看到立竿见影的好处。
　　
　　专线费用的节省:采用VPN的费用比起租用专线来要低40～60%，而无论是在性能、可管理性和可控性方面两者都没有太大的差别。通过向虚拟专线中加入语音或多媒体流量，企业还可以进一步获得成本的节约。这一点对于过去有过租用象DDN之类的专线的企业用户就会有更深刻的感受了，租用DDN一个小小的64k就得每月花费几千上万元费用，采用VPN后不仅这方面的费用会大大减少(但通常不能全免，因为在企业与NSP之间这一段还得租用NSP的专用线路，但这已是相当短的了)，而且还可能会在带宽上有更大的优势，因为现在的VPN技术可以支持宽带技术了。
　　
　　设备投资的节省:VPN允许将一个单一的广域网接口用作多种用途，从分支机构的互联到合作伙伴通过外联网(Extranet)的接入。因此，原先需要流经不同设备的流量可以统一地流经同一设备。由此带来的好处便是企业不再像原先那样需要大量的广域网接口了，也不必再像以前那样频繁地进行周期性的硬件升级了，这样就可大大减少了企业固定设备的投资，这对于是、小型企业来说是非常之重要的。此外，VPN还使企业得以继续对其关键业务型的旧有系统进行有效利用，从而达到保护软硬件投资的目的。
　　
　　支持费用的节省:通过减少Modem池的数量，企业自身支持费用可以被降至最低。原先用来对远程用户进行支持的、经常超负荷工作的企业支持热线(通常还需由专人负责)被NSP帮助桌面系统所取代。而且，由于NSP帮助桌面系统可以完全实现从总部中心端进行管理，因此VPN可以极大地降低对远程网络的安装和配置成本。在降低费用方面主要表现为:远程用户可以只通过向当地的ISP申请账户登录到因特网，以因特网作为隧道与远程企业内部专用网络相连。这样采用拨号方式的远程用户则不需要采用长途拨号，企业总部也可只支付ISP本地网络使用费，在长途通信费用方面就会大幅度降低，据专业分析机构调查显示，采用VPN与传统的拨号方式相比可以节约通讯成本可达50%-80%。与租用专线方式相比更具有明显的费用优势，一般VPN每条连接的费用成本只相当于租用专线的 40%到 60%;VPN还允许一个单一的WAN接口服务多种用途，因此用户端只需要极少的 WAN接口和设备。而且由于VPN是可以完全管理，并且能够从中央网站进行基于策略的控制，因此可以大幅度地减少在安装配置远端网络接口所需的设备上的开销。另外，由于VPN独立于初始的协议，这就使得远端的接入用户可以继续使用传统的设备，保护了用户在现有硬件和软件系统上的投资。
　　
　　(2) 增强的安全性
　　
　　目前VPN主要采用四项技术来保证数据通信安全，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)、身份认证技术(Authentication)。
　　
　　在用户身份验证安全技术方面，VPN是通过使用点到点协议(PPP)用户级身份验证的方法来进行验证，这些验证方法包括:密码身份验证协议 (PAP)、质询握手身份验证协议 (CHAP)、Shiva 密码身份验证协议 (SPAP)、Microsoft 质询握手身份验证协议 (MS-CHAP) 和可选的可扩展身份验证协议 (EAP);
　　
　　在数据加密和密钥管理方面VPN采用微软的点对点加密算法(MPPE)和网际协议安全(IPSec)机制对数据进行加密，并采用公、私密钥对的方法对密钥进行管理。MPPE使 Windows 95、98和 NT 4.0终端可以从全球任何地方进行安全的通信。MPPE加密确保了数据的安全传输，并具有最小的公共密钥开销。以上的身份验证和加密手段由远程VPN服务器强制执行。对于采用拨号方式建立VPN连接的情况下，VPN连接可以实现双重数据加密，使网络数据传输更安全。
　　
　　还有，对于敏感的数据，可以使用VPN连接通过VPN服务器将高度敏感的数据服务器物理地进行分隔，只有企业Intranet上拥有适当权限的用户才能通过远程访问建立与VPN服务器的VPN连接，并且可以访问敏感部门网络中受到保护的资源。
　　
　　(3) 网络协议支持
　　
　　VPN支持最常用的网络协议，这样基于IP、IPX和NetBEUI协议网络中的客户机都可以很容易地使用VPN。这意味着通过VPN连接可以远程运行依赖于特殊网络协议的应用程序。新的VPN技术可以全面支持如AppleTalk、DECNet、SNA等几乎所有的局域网协议，应用更加全面。
　　
　　(4) 容易扩展
　　
　　如果企业想扩大VPN的容量和覆盖范围，企业需做的事情很少，而且能及时实现，因为这些工作都可以交由专业的NSP来负责，从而可以保证工程的质量，更可以省去一大堆麻烦。企业只需与新的NSP签约，建立账户;或者与原有的NSP重签合约，扩大服务范围。VPN路由器还能对工作站自动进行配置。
　　
　　(5) 可随意与合作伙伴联网
　　
　　在过去，企业如果想与合作伙伴连网，双方的信息技术部门就必须协商如何在双方之间建立租用线路或帧中继线路。这样相当麻烦，不便于企业自身的发展，也就是租用的专线在灵活性方面是非常不够。有了VPN之后，这种协商也毫无必要，真正达到了要连就连，要断就断，可以实现灵活自如的扩展和延伸。
　　
　　(6) 完全控制主动权
　　
　　借助VPN，企业可以利用ISP的设施和服务，同时又完全掌握着自己网络的控制权。比方说，企业可以把拨号访问交给ISP去做，由自己负责用户的查验、访问权、网络地址、安全性和网络变化管理等重要工作。
　　
　　(7) 安全的IP地址
　　
　　因为VPN是加密的，VPN数据包在因特网中传输时，因特网上的用户只看到公用的IP地址，看不到数据包内包含的专有网络地址。因此远程专用网络上指定的地址是受到保护的。IP地址的不安全性也是在早期的VPN没有被充分重视的根本原因之一。
　　
　　(8) 支持新兴应用
　　
　　许多专用网对许多新兴应用准备不足，如那些要求高带宽的多媒体和协作交互式应用。VPN则可以支持各种高级的应用，如IP语音，IP传真，还有各种协议，如RSIP、IPv6、MPLS、SNMPv3等，而且随着网络接入技术的发展，新型的VPN技术可以支持诸如ADSL、Cable Modem之类的宽带技术。
　　
　　上面介绍了VPN的主要优势，那么哪些用户适合采用VPN网络连接呢?综合VPN技术的特点，可以得出主要有以下四类用户适合采用VPN进行网络连接:
　　
　　a. 网络接入位置众多，特别是单个用户和远程办公室站点多，例如多分支机构企业用户、远程教育用户;
　　
　　b. 用户/站点分布范围广，彼此之间的距离远，遍布全球各地，需通过长途电信，甚至国际长途手段联系的用户，如一些跨国公司;
　　
　　c. 带宽和时延要求相对适中，如一些提供IDG服务的ISP;
　　
　　d. 对线路保密性和可用性有一定要求的用户，如大企业用户和政府网。
　　
　　根据VPN的应用平台可分为:软件平台、专用硬件平台及辅助硬件平台三类。
　　
　　(1)软件平台VPN
　　
　　当对数据连接速率较低要求不高，对性能和安全性要求不强时，可以利用一些软件公司所提供的完全基于软件的VPN产品来实现简单的VPN的功能，如checkpoint software 和Aventail Corp等公司的产品。甚至可以不需要另外购置软件，仅依靠微软的Windows操作系统，特别是自Windows 2000版