网络技术清华大学大三

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1、7第7章虚拟专用网络7.17.27.3VPN概述IPSec与VPN实现VPN的安全性1237.1VPN概述什么是VPNVPN关键技术VPN的分类什么是VPNVPN连接公共网络（Internet）VPN典型结构图什么是VPN企业、组织、商家等对专用网的需求。高性能、高速度和高安全性是专用网明显的优势。但传统的通过租用专线或拨号网络的方式越来越不适用。（廉价、安全）IP协议本身的局限性，不能保证信息直接传输的保密性。VPN（虚拟专用网络，VirtualPrivateNetwork）是指将物理上分布在不同地点的

2、网络通过公用网络连接成逻辑上的虚拟子网，并采用认证、访问控制、保密性、数据完整性等在公用网络上构建专用网络的技术，使得数据通过安全的“加密管道”在公用网络中传输。（公用网通常指Internet）什么是VPN虚拟：用户不再需要拥有实际的长途数据线路，而是使用公共网络资源。但它建立的只是一种临时的逻辑连接，一旦通信会话结束，这种连接就断开了。专用：用户可以定制最符合自身需求的网络。VPN使得企业通过互联网既安全又经济地传输私有的机密信息成为可能。VPN的特点安全保障：在非面向连接的公用IP网络上建立一个逻辑的

3、、点对点的连接，称为建立一个隧道。可以利用加密技术对经过隧道传输的数据进行加密，以保证数据只被指定的发送者和接受者了解，从而保证数据的私有性和安全性。费用低服务质量保证（QoS）：－VPN应当为企业数据提供不同等级的服务质量保证。（连接、覆盖性、稳定性、网络时延、误码率等）VPN的特点（续）－网络优化：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。通过流量预测与流量控制策略实现带宽管理。可扩充性和灵活性可管理性：安全管理、设备管理、配置管理、访问控制列表管理和QoS管理等。VPN系统组成VPN

4、连接VPN服务器公共网络（Internet）VPN客户机隧道VPN的构成图VPN系统组成VPN服务器：接受来自VPN客户机的连接请求；VPN客户机：可以是终端计算机，也可以是路由器；隧道：数据传输通道，在其中传输的数据必须经过封装；VPN连接：在VPN连接中，数据必须经过加密；隧道协议：封装数据、管理隧道的通信标准传输数据：经过封装、加密后在隧道上传输的数据；公共网络：如Internet，也可以是其他共享型网络。VPN关键技术隧道技术：VPN的基本技术，它在公用网建立一条数据通道（隧道），让数据包通过这条

5、隧道传输。－隧道由隧道协议形成，常用的有第2、3层隧道协议。密码技术：－加解密技术：在VPN应用中将认证信息、通信数据等由明文转换为密文的相关技术，其可靠性主要取决于加解密的算法及强度。－身份认证技术：在正式的隧道连接开始之前需要确认用户的身份，以便系统进一步实施资源访问控制或用户授权。－密钥管理技术：如何在公用数据网上安全地传递密钥而不被窃取。QoS技术：保证VPN的性能稳定，在管理上满足企业的要求。VPN的隧道技术（1/3）对通过隧道的数据进行处理的两个基本过程：加密和封装。加密：－保证VPN的“私有

6、性”；－通信双方数据的加密涉及到：加密方法的选择、密钥的交换、密钥的管理等。封装：－构建隧道的基本手段；－使得隧道能够实现信息的隐蔽和信息的抽象。－将一种协议封装在另一种协议中传输，从而实现被封装协议对封装协议的透明性，保持被封装协议的安全特性。补充：用户数据经过协议栈的封装过程VPN的隧道技术（2/3）安全协议：就是构建隧道的“隧道协议”。IP隧道协议：使用IP协议作为封装协议的隧道协议。－第二层隧道协议：首先把各种网络协议封装到数据链路层的PPP帧中，再把整个PPP帧装入隧道协议中。这种双层封装方法形

7、成的数据包依靠第二层协议进行传输。如：PPTP（点到点隧道协议，Point-to-PointTunnelingProtocol）、L2F（第二层转发协议，LayerTwoForwarding）和L2TP（第二层隧道协议，LayerTwoTunnelingProtocol）等；VPN的隧道技术（3/3）－第三层隧道协议：把各种网络协议直接装入隧道协议中，封装的是网络层协议数据包。如：GRE（通用路由封装协议，GenericRoutingEncapsulation）和IPSec（IP层安全协议，Interne

8、tProtocolSecurity）－IPSec的应用最为广泛，是事实上的网络层安全标准。不同协议层次的隧道协议各有优缺点，可考虑将其结合以构建虚拟专用网的完整解决方案。VPN的QoS机制应该在VPN建立隧道的网段实行QoS，才能建立一条性能符合用户要求的隧道。不同应用对网络通信的不同要求体现在：－带宽：网络提供给用户的传输率；－反应时间：用户所能容忍的数据包传输延时；－抖动：延时的变化；－丢包率：数据包丢失的比率。QoS机制