計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中的VPN技術(shù)及其運(yùn)用實(shí)踐探微

柴功昊+閻晨宇

摘要：VPN技術(shù)屬于一種遠(yuǎn)程訪問技術(shù)，主要是利用公用網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行專用網(wǎng)絡(luò)的架設(shè)，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的共享與交換，滿足現(xiàn)代化信息網(wǎng)絡(luò)的使用需求。因此，本文主要是以VPN技術(shù)為核心，探究計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中VPN技術(shù)的實(shí)際應(yīng)用，對(duì)其應(yīng)用技術(shù)進(jìn)行不斷的優(yōu)化和完善，促進(jìn)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的長(zhǎng)久發(fā)展。

關(guān)鍵詞：計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)；VPN技術(shù)；運(yùn)用；實(shí)踐

中圖分類號(hào)：TP393 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1009-3044（2016）27-0012-02

隨著計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的快速發(fā)展，使得計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)逐漸進(jìn)入人們的實(shí)際工作中，并有效提高工作效率與工作質(zhì)量，強(qiáng)化了計(jì)算機(jī)技術(shù)水平和技術(shù)含量。就現(xiàn)有計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)來看，各項(xiàng)計(jì)算機(jī)技術(shù)的運(yùn)用都存在極強(qiáng)的針對(duì)性，在各自的領(lǐng)域中發(fā)揮著巨大的作用，促進(jìn)了行業(yè)發(fā)展的現(xiàn)代化和技術(shù)化。 VPN技術(shù)是計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)發(fā)展后的成果，主要依托于ISP技術(shù)與NSP技術(shù)，通過虛擬專用網(wǎng)絡(luò)建立通信專門線路，實(shí)現(xiàn)信息數(shù)據(jù)的及時(shí)交換和共享。因此，VPN技術(shù)可以有效提高數(shù)據(jù)信息的準(zhǔn)確性和安全性，保證計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的高效運(yùn)行。

1 VPN技術(shù)綜合概述分析

1.1 VPN技術(shù)運(yùn)行原理

就目前而言，VPN技術(shù)在實(shí)際運(yùn)行中，主要利用雙網(wǎng)卡結(jié)構(gòu)，外網(wǎng)卡通過公網(wǎng)IP連接Internet。若公網(wǎng)終端A訪問公司內(nèi)網(wǎng)終端B，其訪問數(shù)據(jù)地址為公司內(nèi)網(wǎng)終端B的IP地址。公網(wǎng)VPN網(wǎng)關(guān)接收終端A訪問數(shù)據(jù)包后，會(huì)對(duì)終端A的目標(biāo)地址進(jìn)行程序檢查，若目標(biāo)地址為公司內(nèi)網(wǎng)地址，公網(wǎng)VPN網(wǎng)關(guān)會(huì)對(duì)該數(shù)據(jù)包采取封裝處理，封裝的方式由VPN技術(shù)而決定。同時(shí)，VPN網(wǎng)關(guān)也會(huì)建立新VPN網(wǎng)關(guān)數(shù)據(jù)包，封裝后的數(shù)據(jù)包直接轉(zhuǎn)化成新VPN數(shù)據(jù)包的載荷，VPN數(shù)據(jù)包的目標(biāo)地址就是公司內(nèi)網(wǎng)VPN網(wǎng)關(guān)外部地址。因此，在VPN網(wǎng)關(guān)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理的過程中，原始數(shù)據(jù)包目標(biāo)地址與遠(yuǎn)程VPN網(wǎng)關(guān)地址起著至關(guān)重要的作用，在VPN地址的基礎(chǔ)上，VPN網(wǎng)關(guān)可以明確需要進(jìn)行VPN處理的信息數(shù)據(jù)，識(shí)別不需要VPN處理的數(shù)據(jù)包，并將其直接上傳到上級(jí)路由中。遠(yuǎn)程VPN網(wǎng)關(guān)地址主要是對(duì)特定VPN數(shù)據(jù)包地址進(jìn)行統(tǒng)一處理，也就是VPN隧道的另一端VPN網(wǎng)關(guān)地址。由于網(wǎng)絡(luò)通訊是雙向的，在進(jìn)行VPN通訊時(shí)，隧道兩端的VPN網(wǎng)關(guān)都必須知道VPN目標(biāo)地址和與此對(duì)應(yīng)的遠(yuǎn)端VPN網(wǎng)關(guān)地址。

1.2 VPN技術(shù)通信過程分析

在VPN技術(shù)的實(shí)際使用中，首先，網(wǎng)絡(luò)用戶要利用個(gè)人終端向區(qū)域內(nèi)的 VPN 技術(shù)服務(wù)器進(jìn)行訪問請(qǐng)求的發(fā)送，建立傳輸通道。VPN 服務(wù)器會(huì)及時(shí)接受個(gè)人終端發(fā)來的訪問請(qǐng)求，并對(duì)個(gè)人終端的身份進(jìn)行有效驗(yàn)證。其次，若個(gè)人終端身份通過訪問認(rèn)證，訪問權(quán)限被允許，可以進(jìn)行網(wǎng)頁的訪問；若個(gè)人終端身份沒有通過訪問認(rèn)證，則訪問受限制，要進(jìn)行重新訪問。在訪問允許后，計(jì)算機(jī)網(wǎng)會(huì)形成VPN虛擬化技術(shù)，使得網(wǎng)絡(luò)線路更具安全性和針對(duì)性。最后，用戶終端和網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器建立有效的訪問聯(lián)系后，所有的傳輸數(shù)據(jù)在實(shí)際使用和運(yùn)行過程中會(huì)進(jìn)行加密與封裝處理，通過 VPN 網(wǎng)關(guān)技術(shù)隧道，將數(shù)據(jù)從發(fā)送端傳輸?shù)絍PN接收端。

1.3 VPN技術(shù)的優(yōu)勢(shì)

VPN技術(shù)在實(shí)際應(yīng)用中具有很大的優(yōu)勢(shì)，主要表現(xiàn)在以下幾方面，第一，VPN技術(shù)易操作，使用流程相對(duì)簡(jiǎn)單，并具有很高的經(jīng)濟(jì)性，運(yùn)行成本相比于傳統(tǒng)租用DDN方式來說較低，后期維護(hù)費(fèi)用也相對(duì)較低，這也是VPN技術(shù)被廣泛使用的重要原因之一。第二，VPN技術(shù)具有極強(qiáng)的高效性與便利性，在實(shí)際使用的過程中，通過專用網(wǎng)絡(luò)的連接，根據(jù)復(fù)雜性的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)與傳輸訪問地址，構(gòu)建多樣性與豐富性的通信線路，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)信息數(shù)據(jù)的快速傳輸。第三，VPN技術(shù)可以有效保證傳輸數(shù)據(jù)信息的真實(shí)性與可靠性，并在實(shí)際傳輸中通過高強(qiáng)度的認(rèn)證系統(tǒng)和加密系統(tǒng)，保證了數(shù)據(jù)信息的安全性，防止出現(xiàn)信息數(shù)據(jù)泄漏等安全問題，為網(wǎng)絡(luò)用戶的隱私提供了重要的安全保障。

2 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中VPN技術(shù)分析

2.1 MPLS VPN技術(shù)

MPLS VPN主要是建立在MPLS技術(shù)基礎(chǔ)之上的IP VPN，主要是在網(wǎng)絡(luò)路由或者是交換器設(shè)備上通過MPLS多協(xié)議標(biāo)記交換技術(shù)來優(yōu)化核心路由器的選擇方式，充分結(jié)合傳統(tǒng)路由交換技術(shù)實(shí)現(xiàn)IP專用網(wǎng)絡(luò)的虛擬化。MPLS VPN技術(shù)的最大特點(diǎn)在于在實(shí)際應(yīng)用過程中，可以將網(wǎng)關(guān)二層交換與三層路由技術(shù)充分的結(jié)合在一起，進(jìn)而共同作用實(shí)現(xiàn)VPN和服務(wù)分類以及流量工程等方面的管理。從另一方面上看，MPLS VPN 技術(shù)可以在數(shù)據(jù)訪問與傳輸中，迅速建立 IP 虛擬專用網(wǎng)絡(luò)，加快網(wǎng)頁訪問以及數(shù)據(jù)傳輸?shù)乃俣扰c效率，簡(jiǎn)化路由器的選擇方式，避免虛擬專用網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行中的沖突，用戶提供更好的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)。

2.2 IPSEC VPN 技術(shù)

IPSEC VPN 技術(shù)主要是建立在IPSEC協(xié)議基礎(chǔ)上的VPN技術(shù)，IPSEC協(xié)議是一種由IETF設(shè)計(jì)、確?；贗P通訊數(shù)據(jù)安全性的機(jī)制，可以為VPN通信傳輸提供隧道安全保證。在IPSEC VPN 技術(shù)的實(shí)際應(yīng)用中，通過VPN網(wǎng)關(guān)的遠(yuǎn)程連接，將多個(gè)局域網(wǎng)進(jìn)行有效的組建與分析，進(jìn)而構(gòu)建一個(gè)新的虛擬局域網(wǎng)絡(luò)。同時(shí)，通過IPSEC VPN 技術(shù)構(gòu)建的虛擬局域網(wǎng)具有極強(qiáng)的穩(wěn)定性和有效性。IPSEC VPN技術(shù)的實(shí)現(xiàn)原理與計(jì)算機(jī)過濾防火墻相似，在實(shí)際操作中，網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器接收數(shù)據(jù)包后，會(huì)按照安全策略在數(shù)據(jù)庫中進(jìn)行數(shù)據(jù)包的查詢處理，將查詢處理結(jié)果列為操作依據(jù)。在局域網(wǎng)特定范圍內(nèi)，IPSEC VPN 技術(shù)的數(shù)據(jù)傳輸和處理能力，具有加密機(jī)制，進(jìn)而強(qiáng)化認(rèn)證手段。針對(duì)外部站點(diǎn)，在進(jìn)行虛擬局域網(wǎng)訪問中，會(huì)進(jìn)行信息過濾，全方位確認(rèn)數(shù)據(jù)的質(zhì)量。因此，PSEC VPN技術(shù)的廣泛使用，無論是在經(jīng)濟(jì)效益還是在社會(huì)效益方面，都具有很大優(yōu)勢(shì)，獲得廣大用戶的高度重視。

2.3 SSL VPN技術(shù)

SSL VPN技術(shù)主要依托于HTTPS，應(yīng)用在傳輸層與應(yīng)用層間的數(shù)據(jù)傳輸、交換以及共享。SSL VPN通過SSL協(xié)議設(shè)置生局域網(wǎng)訪問權(quán)限，建立身份認(rèn)證和數(shù)據(jù)加密以及消息完整性驗(yàn)證等安全訪問機(jī)制，在應(yīng)用層于傳輸層間建立一條安全的通信渠道。在實(shí)際應(yīng)用過程中，SSL VPN技術(shù)存在Web 瀏覽器、SSL VPN 客戶端和 LAN 到 LAN 等工作模式，在Web 瀏覽器工作模式中，用戶可以通過SSL 協(xié)議構(gòu)建虛擬專用網(wǎng)絡(luò)，對(duì)公司內(nèi)部網(wǎng)關(guān)進(jìn)行遠(yuǎn)程訪問，可以完全忽略網(wǎng)絡(luò)配置對(duì)遠(yuǎn)程訪問的影響，進(jìn)而有效減少VPN 系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)間和工作量，提高VPN管理效率。在SSL VPN 客戶端工作模式中，可以利用 SSL 協(xié)議客戶端實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程應(yīng)用服務(wù)器的訪問，在此過程中客戶端和服務(wù)器中的加密數(shù)據(jù)主要靠隧道數(shù)據(jù)進(jìn)行傳輸，進(jìn)而提高數(shù)據(jù)傳輸?shù)姆€(wěn)定性與安全性。LAN 到 LAN 工作模式主要適用于不同局域網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)傳輸，實(shí)現(xiàn)各個(gè)局域網(wǎng)之間的通信傳輸，并設(shè)置加密處理，提高數(shù)據(jù)包的可靠性。目前，SSL VPN廣泛應(yīng)用在基于Web遠(yuǎn)程接入領(lǐng)域中，為用戶遠(yuǎn)程訪問公司內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)提供了安全保證。

3 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中VPN技術(shù)的實(shí)際應(yīng)用

3.1 在公司內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)中的應(yīng)用

VPN技術(shù)在公司內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)中的應(yīng)用主要體現(xiàn)在地址管理中，為用戶提供安全性高的網(wǎng)絡(luò)地址。例如，某集團(tuán)有大約30個(gè)分公司，分布在全國(guó)各地，為了便于各個(gè)分公司與總公司交流溝通，保證工作效率和工作質(zhì)量，集團(tuán)企業(yè)可以通過VPN技術(shù)進(jìn)行計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)溝通。首先，集團(tuán)企業(yè)要和旗下分公司建立VPN網(wǎng)絡(luò)聯(lián)系，利用加密處理的VPN共網(wǎng)實(shí)現(xiàn)集團(tuán)企業(yè)服務(wù)器與子公司服務(wù)器的訪問。在服務(wù)器系統(tǒng)中設(shè)置視頻會(huì)議、郵件以及辦公自動(dòng)化系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)聯(lián)系的多元化，滿足實(shí)際的工作需求。

在VPN技術(shù)實(shí)際運(yùn)行的過程中，集團(tuán)企業(yè)可以根據(jù)子公司網(wǎng)絡(luò)用戶的屬性以及運(yùn)營(yíng)規(guī)模將其分為以下幾個(gè)方面。第一，移動(dòng)用戶。規(guī)模較小分公司或者是利用網(wǎng)絡(luò)連接集團(tuán)企業(yè)單機(jī)，在進(jìn)行VPN技術(shù)使用中要設(shè)置Client軟件，將用戶所在局域網(wǎng)絡(luò)與VPN虛擬技術(shù)聯(lián)系在一起，依托SplitTunneling安全機(jī)制有效保障核心網(wǎng)關(guān)的使用安全。另一方面看，這種傳輸方式可以讓遠(yuǎn)程辦公室網(wǎng)關(guān)將VPN作為傳輸載體進(jìn)行集團(tuán)企業(yè)內(nèi)網(wǎng)的訪問。第二，子公司用戶所在局域網(wǎng)不具備地址轉(zhuǎn)換器以及防火墻功能，并占用集團(tuán)企業(yè)共網(wǎng)地址。對(duì)于這樣的子公司，集團(tuán)企業(yè)要在子公司的以太網(wǎng)中設(shè)置網(wǎng)關(guān)交換器與路由器進(jìn)行與子公司網(wǎng)絡(luò)的連接。第三，對(duì)于需要安裝防火墻的子公司，一方面，集團(tuán)企業(yè)可以利用VPN技術(shù)進(jìn)一步完善企業(yè)網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)，減少不必要的安裝程序，建立VPN網(wǎng)絡(luò)通信系統(tǒng)，使子公司的公司活動(dòng)與銷售情況始終處于集團(tuán)企業(yè)網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控中，降低通信成本。另一方面，為了保證網(wǎng)絡(luò)通信的安全性，集團(tuán)企業(yè)可以通過VPN技術(shù)提高網(wǎng)絡(luò)通信的安全性，在企業(yè)內(nèi)部網(wǎng)關(guān)中設(shè)置VPN機(jī)密機(jī)制，保證內(nèi)外網(wǎng)的安全性。同時(shí)，還要進(jìn)行VPN軟件的擴(kuò)展，為子公司的增加做好充分的準(zhǔn)備。

綜上所述，集團(tuán)企業(yè)通過VPN技術(shù)與子公司進(jìn)行溝通的過程中，形成VPN通信網(wǎng)絡(luò)通道，不僅節(jié)省了大量的通信費(fèi)用，其建設(shè)投資與后期維護(hù)費(fèi)用也相對(duì)較低。在遠(yuǎn)程訪問中要做好安全防護(hù)措施，安裝安全認(rèn)證機(jī)制，強(qiáng)化生產(chǎn)管理監(jiān)督、視頻會(huì)議以及異地協(xié)同辦公等具體功能，促進(jìn)集團(tuán)企業(yè)管理的現(xiàn)代化和信息化以及系統(tǒng)化，滿足集團(tuán)企業(yè)的發(fā)展需求。

3.2 在圖書館管理中的應(yīng)用

目前，VPN技術(shù)已經(jīng)廣泛地應(yīng)用在高校圖書館計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)中，有效提高高校圖書館管理效率和管理質(zhì)量，實(shí)現(xiàn)現(xiàn)代化管理模式。隨著學(xué)校規(guī)模的擴(kuò)大，增加了分校的數(shù)量，學(xué)?？梢砸隫PN技術(shù)實(shí)現(xiàn)各個(gè)學(xué)校之間的聯(lián)系與溝通，各個(gè)學(xué)校圖書館局域網(wǎng)可以互相訪問，節(jié)省了大量的訪問時(shí)間，實(shí)現(xiàn)各個(gè)分校圖書館資源的共享，進(jìn)而提高了高校圖書館管理效率。在實(shí)際的使用過程中，圖書館VPN服務(wù)器不僅要連接互聯(lián)網(wǎng)，還要連接到高校內(nèi)部VPN專網(wǎng)，通過公共目標(biāo)地址，在分校與總校進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)通信過程中，要將相關(guān)數(shù)據(jù)信息上傳到本地計(jì)算機(jī)中，并通過身份認(rèn)證和數(shù)據(jù)加密以及隧道協(xié)議等VPN技術(shù)安全機(jī)制提高信息傳輸?shù)挠行院桶踩?。在?jì)算機(jī)發(fā)出指令后，VPN服務(wù)器要對(duì)計(jì)算機(jī)指令進(jìn)行分析與判斷，過濾信息數(shù)據(jù)，驗(yàn)證用戶身份，若安全，訪問用戶才會(huì)有局域網(wǎng)訪問權(quán)限，服務(wù)器認(rèn)可網(wǎng)絡(luò)連接，反之則阻止用戶訪問。在實(shí)際身份驗(yàn)證中，VPN服務(wù)器會(huì)通過公鑰進(jìn)行訪問信息的加密，路由將數(shù)據(jù)信息傳送到目標(biāo)地址。

3.3 VPN 技術(shù)在計(jì)算機(jī)教學(xué)資源網(wǎng)中的應(yīng)用

VPN技術(shù)應(yīng)用在計(jì)算機(jī)教學(xué)資源網(wǎng)中，可以豐富教學(xué)資源，利用校園內(nèi)外網(wǎng)關(guān)的連接訪問，使得教育信息網(wǎng)絡(luò)連接公網(wǎng)internet ，在此過程中，校園外網(wǎng)很容易受到其他網(wǎng)絡(luò)攻擊，傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)無法進(jìn)行教育資源的加密，在用戶身份安全和教學(xué)資源安全方面都存在較大的漏洞，不利于計(jì)算機(jī)教學(xué)資源網(wǎng)的應(yīng)用與發(fā)展。針對(duì)以上安全問題，VPN技術(shù)的實(shí)際應(yīng)用很好地解決了信息傳輸以及用戶身份的安全問題，有效提高網(wǎng)絡(luò)使用的安全性和有效性。在VPN技術(shù)中，SSL是一個(gè)相對(duì)于平臺(tái)與應(yīng)用的獨(dú)立協(xié)議，主要應(yīng)用在安全層中，利用 TCP技術(shù)保障訪問用戶的個(gè)人信息。因此，在構(gòu)建校園計(jì)算機(jī)教學(xué)資源網(wǎng)中，要重視VPN網(wǎng)絡(luò)工程設(shè)計(jì)，特別是用戶身份認(rèn)證以及訪問權(quán)限，利用SSL VPN 技術(shù)構(gòu)建VPN公網(wǎng)，加強(qiáng)數(shù)字證書技術(shù)的用戶身份認(rèn)證控制，通過USB-key 實(shí)現(xiàn)教學(xué)資源的安全操作，進(jìn)而對(duì)校園計(jì)算機(jī)教學(xué)資源網(wǎng)進(jìn)行不斷的優(yōu)化和完善，滿足學(xué)校的教學(xué)需求。

4 結(jié)束語

綜上所述，VPN技術(shù)日益發(fā)展成熟，在進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸和共享中可以有效提高網(wǎng)絡(luò)環(huán)境的穩(wěn)定性和安全性，為數(shù)據(jù)信息的真實(shí)與完整提供了重要的安全保障，實(shí)現(xiàn)現(xiàn)代化與信息化管理水平。

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