双5G边缘计算网关/工业CPE-AR7091G/GK
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VPDN基本原理和VPDN隧道协议
发布时间：2020-09-01浏览：2566
VPDN是拨号业务的VPN，指利用公共网络的拨号及接入网实现的虚拟专用网，可为企业、小型ISP、移动办公人员提供接入服务。VPDN能够充分利用现有的网络资源，提供经济、灵活的联网方式，为客户节省设备、人员和管理所需要的投资，降低用户的费用，所以必将得到广泛的应用。下面就VPDN作一介绍。
一、VPDN基本原理
VPDN主要由网络接入服务器（NAS）、用户端设备（CPE）和管理工具组成。VPDN的构成如图1所示。其中NAS由大型ISP或电信部门提供，其作用是作为VPDN的接入服务，提供广域网接口，负责与PSTN、ISDN的连接，并支持各种LAN的协议、安全管理和认证、隧道及相关技术；CPE是VPDN的用户端设备，位于用户总部，根据网络功能的不同，可以是由NAS、路由器或防火墙等提供相关的设备来担任；VPDN管理工具对VPDN设备和用户进行管理。属于电信部门或大型ISP来管理，属于用户的设备及用户管理功能由用户方进行管理。
二、VPDN隧道协议
VPDN隧道协议有点到点隧道协议（PPTP）、第二层转发协议（L2F）、第二层隧道协议（L2TP）等几种。
1、点到点隧道协议（PPTP）
PPTP是PPP（点到点协议）的一种扩展，提供了在IP网上建立多协议的安全VPN的通信方式，远端用户能够通过任何支持PPTP的ISP访问企业的专用网络。PPTP提供PPTP客户机及其服务器之间的保密通信。通过PPTP，客户可以采用拨号方式接入公共的IP网方法是：拨号客户首先按常规方式拨号到ISP的NAS，建立PPP连接；在此基础上，客户进行第二次拨号，建立到PPTP服务器的连接。
2、第二层转发协议（L2F）
L2F是可以在多种介质上建立多协方安全VPN的通信方式。它将链路层的协议封装起来传送，因此网络的链路层完全独立于用户的链路层协议。L2F远端用户能够通过任何拨号方式接入公共IP网络，方法是：先按常规方式拨号到ISP和NAS，建立PPP连接；然后，NAS根据用户名等信息发起第二次连接，呼叫用户网络的服务器。
3、第二层隧道协议（L2TP）
LETF建立将PPTP和L2F的最优秀部分组成一个标准，就称为L2TP。自1999年5月以来，L2TP一直在开发中，某些部分正由Cisco和Microsoft开发实现。在L2TP协议中，规定了3个网络元素，即LAC（L2TP Access Concentrator），LNS（L2TP Network Server）和主局域网的管理域（Management Domain）。
LAC与LNS是对等的两个端点，隧道建立在它们之间。LAC对用户端收到的PPP帧进行封装，通过隧道传送到LNS，由LNS将用户的PPP帧解封并传送到目的主机。主局域网中的管理域负责地址分配、认证、授权、记费。L2TP使用两种类型的信息包：一种是控制信息包，用于建立、维护、清除隧道和呼叫，它使用可靠的控制信道来保证住信息的传送；另一种是数据信息包，由于封装PPP信息��，在传输过程中发生信息帧的丢失，不会有数据信息包的重传。从L2TP协议结构中可以看出，PPP帧是在一个不可靠的数据通道中传送的，它首先被L2TP协议头封装，然后再被封装成相应传送网络的协议包进行传送；L2TP控制信息包与数据信息包是封装在同一个数据包中进行传送的，在所有控制信息中都要求有序列号，以保证控制信息在控制信道中的可靠传送。
4、安全协议（IPSec）
IPSec是一组开放的网络安全检查协议的总称，提供访问控制、无连接的完整性、数据来源验证、加密及数据流分类加密等服务。IPSec在IP层提供上述安全服务。IPSec包括3个基本协议：认证头（AH）、报文安全封装协议（ESP）和安全密钥管理协议（ISAKMP）。AH提供的主要功能有数据来源验证、数据完整性验证和报文重放功能。ESP主要是在AH协议的功能之外再提供对IP报文的加密功能。ISAKMP提供双方交流时的共享安全信息。IPSec可用两种方式对数据流进行加密：隧道方式和传输方式，如图2所示。隧道方式对整个IP包进行加密，使用一个新的IPSec包打包。传输方式仅对数据净荷进行加密，源IP包的地址部分不处理。IPSec支持的组网方式包括：主机与主机、主机与网关、网关与网关。IPSec可提供对远程访问用户的支持，还可以和L2TP、GRE等隧道协议一起使用，给用户提供更大的灵活性和可靠性。
三、VPDN实施方式
VPDN的实施方式有两种：一种是通过NAS与VPDN网关建立隧道；另一种是客户机与VPDN网关建立隧道。前者是NAS通过隧道协议与VPDN网关建立通道，将客户的PPP连接直接连到企业网关上，目前可以使用的协议有L2F和L2TP。后者是由客户机首先建立与因特网的连接，再通过专用的客户软件与网关建立通道连接，一般使用PPTP和IPSec协议。
四、VPDN业务分类
VPDN业务可分为全国范围的VPDN业务和省内的VPDN业务。全国范围的VPDN业务指申请了该业务的用户能在全国范围内使用该业务。省内的VPDN业务指申请了该业务的用户能在本省内使用该业务，出省后无法使用。全国业务和省内业务采用不同的用户域名体系结构来标志。
五、VPDN业务认证功能
拨号用户使用VPDN业务时有两种认证情况：一种是一次认证；另一种是二次认证。一般情况下，为了保证VPN的安全性，通常需要采用二次认证。所谓二次认证是指在接入服务器和企业安全服务器上分别进行用户认证。接入服务器进行初步认证，确定该用户是否为合法的VPDN用户以及是否建立IP隧道。隧道建立后，企业安全服务器对用户进行第二次认证，再次确认用户是否为企业的合法用户。一般来说，二次认证方式要比一次认证方式的安全性高。但在企业的人力、物力资源匮乏，又有较大的业务量时，通常也可采用一次认证，即仅在接入服务器上作认证。
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