不同協(xié)議層的各種vpn技術(shù)比較與分析

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1、不同協(xié)議層的各種VPN技術(shù)比較與分析閆兆乾苗銀軍張閏華陳志博孔祥震（清華大學(xué)計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)系，北京100084）摘要:為了利用公共通信網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)安全的保密數(shù)據(jù)通道而提出的虛擬專用網(wǎng)VPN技術(shù)，可以方便、靈活、低成本的為企業(yè)構(gòu)建安全的數(shù)據(jù)傳輸通道。目前實(shí)現(xiàn)VPN的技術(shù)多種多樣，本文根據(jù)VPN實(shí)現(xiàn)技術(shù)和協(xié)議所處的OSI參考模型中的層次，將VPN技術(shù)分為數(shù)據(jù)鏈路層VPN、網(wǎng)絡(luò)層VPN、傳輸層以上層VPN技術(shù)。本文分別對(duì)每一種VPN技術(shù)進(jìn)行介紹和分析；對(duì)它們的優(yōu)缺點(diǎn)進(jìn)行評(píng)析，并給出典型的應(yīng)用場(chǎng)景。另外我們還介紹了一些經(jīng)典的商業(yè)的或者免費(fèi)的實(shí)現(xiàn)實(shí)例。最后我們對(duì)不同VPN的實(shí)現(xiàn)技術(shù)進(jìn)行了比

2、較分析，以發(fā)掘不同實(shí)現(xiàn)技術(shù)的特點(diǎn)，為將來(lái)VPN技術(shù)的改進(jìn)和創(chuàng)新提供有益的依據(jù)。關(guān)鍵字:虛擬專用網(wǎng)VPN;數(shù)據(jù)鏈路層VPN;網(wǎng)絡(luò)層VPN;SSL-VPN1引言隨著計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的普及，人們可能需要隨時(shí)隨地聯(lián)入自己的企業(yè)或單位的網(wǎng)絡(luò)。另一方面，隨著企業(yè)的發(fā)展和規(guī)模的不斷擴(kuò)大，企業(yè)各個(gè)分支機(jī)構(gòu)也在迅速增加，企業(yè)各分部之間也需要隨時(shí)通信，這涉及到遠(yuǎn)程聯(lián)網(wǎng)的復(fù)雜性。為了保證數(shù)據(jù)傳輸?shù)陌踩煽?，一種方法是租用專線，但是專線的代價(jià)昂貴，而且大量專線資源重復(fù)、無(wú)法共享，同時(shí)也增加了管理的負(fù)擔(dān)。虛擬專用網(wǎng)（VPN，virtualprivatenetwork）技術(shù)就是為了解決上述問(wèn)題而被提出。VPN技

3、術(shù)的提出是為了利用公共通信網(wǎng)絡(luò)（如Internet）實(shí)現(xiàn)安全的保密數(shù)據(jù)通信。其原理是：需要進(jìn)行機(jī)密數(shù)據(jù)傳輸?shù)膬蓚€(gè)端點(diǎn)均連接在公共通信網(wǎng)上，當(dāng)需要進(jìn)行機(jī)密數(shù)據(jù)傳輸時(shí)，通過(guò)端點(diǎn)上的VPN設(shè)備在公共網(wǎng)上建立一條虛擬的專用通信通道，并且所有數(shù)據(jù)均經(jīng)過(guò)加密后再在網(wǎng)上傳輸，這樣就保證了機(jī)密數(shù)據(jù)的安全傳輸。通過(guò)VPN，授權(quán)的業(yè)務(wù)伙伴就可以在授權(quán)范圍內(nèi)使用單位內(nèi)部的數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的安全交換。利用VPN構(gòu)建安全、可靠的Internet訪問(wèn)通道主要有以下優(yōu)點(diǎn)：（1）增強(qiáng)了網(wǎng)絡(luò)安全性。VPN支持認(rèn)證、加密等安全協(xié)議，可以提供較強(qiáng)的安全性。（2）簡(jiǎn)化網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)。用VPN代替租用線路，可將對(duì)遠(yuǎn)程鏈路進(jìn)行安

4、裝、配置和管理的任務(wù)減少到最小。（3）降低成本。降低了移動(dòng)用戶的通信成本和主要設(shè)備成本。（4）容易擴(kuò)展?？梢院苋菀椎?cái)U(kuò)大VPN的容量和覆蓋范圍。（5）可隨意與合作伙伴聯(lián)網(wǎng)。（6）完全控制主動(dòng)權(quán)。借助VPN企業(yè)可以利用ISP的設(shè)施和服務(wù)，同時(shí)又完全掌握著自己網(wǎng)絡(luò)的控制權(quán)。（7）支持新興應(yīng)用。正式因?yàn)閂PN的以上諸多優(yōu)點(diǎn)，使得VPN收到青睞，并得到迅猛的發(fā)展。VPN的發(fā)展日趨多樣化，實(shí)現(xiàn)技術(shù)和利用的協(xié)議也各不相同。按照VPN實(shí)現(xiàn)技術(shù)和基于的協(xié)議在OSI七層模型中所處的層次，可以將VPN分為數(shù)據(jù)鏈路層VPN、網(wǎng)絡(luò)層VPN、傳輸層及應(yīng)用層VPN等等。本文余下部分將分別對(duì)這幾種VPN進(jìn)行

5、介紹：在第2部分，首先我們介紹了幾種典型的數(shù)據(jù)鏈路層VPN技術(shù)，包括PPTP、L2F以及L2TP；然后我們介紹了MPLS等其它近些年發(fā)展起來(lái)的較新的2層VPN技術(shù)；第3部分首先對(duì)經(jīng)典的利用IPSec實(shí)現(xiàn)的VPN技術(shù)進(jìn)行了介紹；然后介紹了GRE隧道等其他3層VPN技術(shù)；第4部分介紹了傳輸層以上的VPN技術(shù)，主要介紹了SSL-VPN。以上的介紹著重于對(duì)VPN的功能和實(shí)現(xiàn)技術(shù)上的介紹，同時(shí)對(duì)它們的優(yōu)缺點(diǎn)進(jìn)行評(píng)析。并給出典型的應(yīng)用場(chǎng)景，介紹了一些經(jīng)典的商業(yè)的或者免費(fèi)的實(shí)現(xiàn)實(shí)例。第5部分對(duì)不同VPN實(shí)現(xiàn)技術(shù)進(jìn)行了比較；最后在第6部分對(duì)全文進(jìn)行了總結(jié)。2數(shù)據(jù)鏈路層VPN技術(shù)2.1基于PPT

6、P，L2F和L2TP協(xié)議的VPN技術(shù)2.1.1PPTPVPN由3Com和微軟公司合作開發(fā)的PPTP（Point-to-PointTunnelingProtocol）協(xié)議是第一個(gè)廣泛使用建立VPN的協(xié)議，Windows98、WindowsMillenniumEdition、Windows2000和WindowsXP中都包含有該協(xié)議，其他的Linux以及Solaris操作系統(tǒng)也支持這一協(xié)議。通過(guò)該協(xié)議，，PPTP是用于在中間網(wǎng)絡(luò)上傳輸點(diǎn)對(duì)點(diǎn)協(xié)議（PPP）幀的一種隧道機(jī)制。通過(guò)利用PPP的身份驗(yàn)證、加密和協(xié)議配置機(jī)制，PPTP連接同時(shí)為遠(yuǎn)程訪問(wèn)和路由器到路由器的虛擬專用網(wǎng)（VPN）連

7、接提供了一條在公共網(wǎng)絡(luò)（比如：Internet）上創(chuàng)建安全連接的途徑。PPTP將PPP幀封裝成IP數(shù)據(jù)包，以便在急于IP的互聯(lián)網(wǎng)上傳輸，為了確保數(shù)據(jù)的安全性，通常需要事先對(duì)封裝的數(shù)據(jù)進(jìn)行加密。PPTP的文檔是RFC2637。PPTP協(xié)議是PPP的擴(kuò)展，但PPP協(xié)議本身并不支持VPN網(wǎng)絡(luò)鏈接。PPP是只為在同等單元之間傳輸數(shù)據(jù)包這樣的簡(jiǎn)單鏈路設(shè)計(jì)的鏈路層協(xié)議。它提供全雙工操作，并按照順序傳遞數(shù)據(jù)包。設(shè)計(jì)目的主要是用來(lái)通過(guò)撥號(hào)或?qū)＞€方式建立點(diǎn)對(duì)點(diǎn)連接發(fā)送數(shù)據(jù)，使其成為各種主機(jī)、網(wǎng)橋和路由器之間簡(jiǎn)