VPN (Virtual Private Network)即虚拟专用网，是一项迅速发展起来的新技术，主要用于在公用网络中建立专用的数据通信网络。由于它只是使用因特网而不是专线来连接分散在各地的本地网络，仅在效果上和真正的专用网一样，故称之为虚拟专用网。在虚拟专用网中，任意两个节点之间的连接并没有传统专用网所需的端到端的物理链路，而是利用某种公众网的资源动态组成的。一个网络连接通常由客户机、传输介质和服务器三个部分组成。VPN同样也由这三部分组成，不同的是VPN连接使用了隧道技术。所谓隧道技术就是在内部数据报的发送接受过程中使用了加密解密技术，使得传送数据报的路由器均不知道数据报的内容，就好像建立了一条可信赖的隧道。该技术也是基于TCP／IP协议的。
VPN的主要特点
(1)网际互联安全性高。VPN技术继承了现有网络的安全技术，并结合了下一代IPv6的安全特性，通过隧道、认证、接入控制、数据加密技术，利用公网建立互联的虚拟专用通道，实现网络互联的安全。
(2)经济实用、管理简化。由于、VPN独立于初始协议，用户可以继续使用传统设备，保护了用户在现有硬件和软件系统上的投资。由于VPN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设备上的开销和安全配置。
(3)可扩展性好。如果想扩大VPN的容量和覆盖范围，管理者只需与新加入的分馆签约，建立账户；或者与原有的下级组织重签合约，扩大服务范围。在远程地点增加VPN能力也很简单，几条命令就可以使Extranet路由器拥有因特网和VPN能力，路由器还能对工作站自动进行配置。
(4)支持多种应用。由于VPN给我们提供了安全的通道，可以把目前在局域网上的应用直接运用在广域网上。VPN则可以支持各种高级的应用，如IP语音，IP传真等。
(5)有效实现网络资源共建共享。在网络安全的保证下和认证技术的支持下，可以实现整个VPN体系中互联单位的资源共建共享，避免资源重复开发带来的巨大浪费，甚至可以实现普通读者在家用ADSL来访问公共图书馆局域网络中的全文数据库。
VPN技术分析
VPN技术主要由三个部分组成：隧道技术，数据加密和用户认证。隧道技术定义数据的封装形式，并利用IP协议以安全方式在Internet上传送；数据加密保证敏感数据不会被盗取；用户认证则保证未获认证的用户无法访问网络资源。VPN的实现必须保证重要数据完整、安全地在隧道中进行传输，因此安全问题是VPN技术的核心问题，目前，VPN的安全保证主要是通过防火墙和路由器，配以隧道技术、加密协议和安全密钥来实现的，以此确保远程客户端能够安全地访问VPN服务器。
(1)隧道技术
1．隧道技术的实现
假设某公司在相距很远的两地的部门A和B建立了虚拟专用网，其内部网络地址分别为专用地址20．1．0．0和20．2．0．0。显然，这两个部门若利用因特网进行通信，则需要分别拥有具有合法的全球IP的路由器。这里假设部门A、B的路由器分别为R1、R2，且其全球IP地址分别为125．1．2．3和192．168．5．27，?现在设部门A的主机x向部门B的主机Y发送数据报，源地址是20．1．0．1而目的地址是20．2．0．3。该数据报从主机x发送给路由器R1。路由器R1收到这个内部数据报后进行加密，然后重新封装成在因特网上发送的外部数据报，这个外部数据报的源地址是R1在因特网上的IP地址125．1．2．3，而目的地址是路由器R2在因特网上的IP地址192．168．5．27。路由器R2收到R1发送的数据报后，对其进行解密，恢复出原来的内部数据报，并转发给主机Y。这样便实现了虚拟专用网的数据传输。
VPN实现的关键技术是隧道，而隧道又是靠隧道协议来实现数据封装的。在第二层实现数据封装的协议称为第二层隧道协议，同样在第三层实现数据封装的协议叫第三层隧道协议。VPN将企业网的数据封装在隧道中，通过公网Intemet进行传输。因此，VPN技术的复杂性首先建立在隧道协议复杂性的基础之上。隧道协议中最为典型的有IPSEC、L2TP、PPTP等。其中IPSEC属于第三层隧道协议，L2TP、PPTP属于第二层隧道协议。第二层隧道和第三层隧道的本质区别在于用户的IP数据包是被封装在哪种数据包中在隧道中传输。VPN系统使分散布局的专用网络架构在公共网络上安全通信。它采用复杂的算法来加密传输的信息，使敏感的数据不会被窃听
2．第二层隧道协议
L2TP是从Cisco主导的第二层向前传送和Microsoft主导的点到点隧道协议的基础上演变而来的，它定义了利用公网设施(如IP网络，ATM和帧中继网络)封装传输链路层点到点协议帧的方法。目前，Internet中的拨号网络只支持IP协议，而且必须注册IP地址：而L2TP可以让拨号用户支持多种协议，并且可以保留网络地址，包括保留IP地址。利用I2TP提供的拨号虚拟专用网服务对用户和服务提供商都很有意义，它能够让更多的用户共享拨号接入和骨干IP网络设施，为拨号用户节省长途通信费用。同时，由于L2TP支持多种网络协议，用户在非IP网络和应用上的投资不至于浪费。
3．第三层隧道协议
IPSec是将几种安全技术结合在一起形成的一个较完整的体系，它可以保证IP数据包的私有性、完整性和真实性。IPSee使用了Difie—Hellman密钥交换技术，用于数字签名的非对称加密算法、加密用户数据的大数据量加密算法、用于保证数据包的真实性和完整性的带密钥的安全哈希算法、以及身份认证和密钥发放的认证技术等安全手段。IP．Sec协议定义了如何在IP数据包中增加字段来保证其完整性、私有性和真实性，这些协议还规定了如何加密数据包：Internet密钥交换协议用于在两个通信实体之间建立安全联盟和交换密钥。IPSec定义了两个新的数据包头增加到IP包上，这些数据包头用于保证IP数据包的安全性。这两个数据包头是认证包头和安全荷载封装。其中IP数据包的完整性和认证由IPSec认证包头协议来完成，数据的加密性则由安全荷载封装协议来实现。
(2)用户认证技术
如果数据包不经过加密就通过不安全的Internet，即使已经建立了用户认证，VPN也不完全是安全的。为保护数据在网络传输上的安全性，需利用密码技术对数据进行加密。数据加密的基本思想是通过变换信息的表示形式来伪装需要保护的敏感信息，使非受权者不能了解被保护信息的内容。加密算法中强度比较高，可用于保护敏感的财务信息的是IPSee的DES和3DES。?
除加密和解密外，VPN需要核实信息来源的真实性，确认信息发送方的身份，防止非授权用户的非法窃听和恶意篡改信息。核实发送方身份的过程称为“认证”。认证可通过用户名和口令实现，或者通过“电子证书”或“数字证书” 来完成，即证书和密钥。它包含加密参数，可唯一地用作验证用户或系统身份的工具，提供高级别的网络信息安全传输。
(3)加密技术
数据加密的基本思想是通过变换信息的表示形式来伪装需要保护的敏感信息，使非受权者不能了解被保护信息的内容。加密算法有用于Windows95的RC4、用于IPSee的DES和三次DESo?RC4虽然强度比较弱，但是保护免于非专业人士的攻击已经足够了；DES和三次DES强度比较高，可用于敏感的商业信息。
加密技术可以在协议栈的任意层进行；
可以对数据或报文头进行加密。在网络层中的加密标准是IPSec。网络层加密实现的最安全方法是在主机的端到端进行。另一个选择是“隧道模式”：加密只在路由器中进行，而终端与第一条路由之间不加密。这种方法不太安全，因为数据从终端系统到第一一条路由时可能被截取而危及数据安全。终端到终端的加密方案中，VPN安全粒度达到个人终端系统的标准；而“隧道模式”方案，VPN安全粒度只达到子网标准。在链路层中， 目前还没有统一的加密标准，因此所有链路层加密方案基本上是生产厂家自己设计的，需要特别的加密硬件。
以上是对VPN技术的一些简单的探讨，VPN技术利用在公共网络上建立安全的专用网络为用户提供了一个低成本、高效率、高安全性的资源共享和互联服务，VPN技术在资源管理与配置、信息的共享与交互、供应链集中管理、电子商务等方面都具有很高的应用价值，在未来的信息化建设中具有广阔的前景。
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本文标题：浅谈VPN技术
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