21张图详解什么是VPN（虚拟专用网络）以及VPN的分类

21张图详解什么是VPN（虚拟专用网络）以及VPN的分类

VPN（虚拟专用网络）是一种在公共网络中构建专用虚拟网络的技术，广泛应用于企业内部通信、远程访问等场景。本文将通过21张图详细解析VPN的基本概念、分类及其关键技术。

什么是VPN

VPN技术出现背景

在没有VPN之前，企业的总部和分部之间的互通都是采用运营商的internet进行通信，那么Internet中往往是不安全的，通信的内容可能被窃取、修改等，从而造成安全事件。

为了解决这个问题，VPN技术应运而生。VPN通过在现有的Internet网中构建专用的虚拟网络，实现企业总部和分部的通信，解决了互通、安全、成本的问题。

VPN技术定义

VPN即虚拟专用网，指通过VPN技术在公有网络中构建专用的虚拟网络。

• 专用：VPN虚拟网络是专门给VPN用户使用的网络，对于用户而言，使用VPN和Internet，用户是不感知的，是由VPN虚拟网络提供安全保证。
• 虚拟：相对于公有网络而言，VPN网络是虚拟的，是逻辑意义上的一个专网。

VPN技术优势

VPN和传统的公网Internet相比具有如下优势：

• 安全：在远端用户、驻外机构、合作伙伴、供应商与公司总部之间建立可靠的连接，保证数据传输的安全性。这对于实现电子商务或金融网络与通讯网络的融合特别重要。
• 成本低：利用公共网络进行信息通讯，企业可以用更低的成本连接远程办事机构、出差人员和业务伙伴。
• 支持移动业务：支持出差VPN用户在任何时间、任何地点的移动接入，能够满足不断增长的移动业务需求。
• 可扩展性：由于VPN为逻辑上的网络，物理网络中增加或修改节点，不影响VPN的部署。

VPN分类

根据VPN建设单位不同进行划分

1. 租用运营商VPN专线搭建企业网络

运营商的专线网络大多数都是使用的MPLS VPN；企业通过购买运营商提供的VPN专线服务实现总部和分部间的通信需求。VPN网关为运营商所有。

2. 企业自建VPN网络

企业自己基于Internet自建vpn网络，常见的如IPsec VPN、GRE VPN、L2TP VPN。

企业自己购买VPN网络设备，搭建自己的VPN网络，实现总部和分部的通信，或者是出差员工和总部的通信。

根据组网方式进行划分

1. 远程访问VPN

这种方式适用于出差员工拨号接入VPN的方式，员工可以在只要有Internet的地方都可以通过VPN接入访问内网资源。最常见的就是SSL VPN、L2TP VPN。

2. 站点到站点的VPN

这种方式适用于企业两个局域网互通的情况。例如企业的分部访问总部。最常见的就是MPLS VPN、IPSEC VPN。

根据工作网络层次进行划分

VPN可以按照工作层次进行划分：

• 应用层：SSL VPN
• 网络层：IPSEC VPN 、GRE VPN
• 数据链路层：L2TP VPN、PPTP VPN

VPN关键技术

隧道技术

VPN技术的基本原理其实就是用的隧道技术，就类似于火车的轨道、地铁的轨道一样，从A站点到B站点都是直通的，不会堵车。对于乘客而言，就是专车。

隧道技术其实就是对传输的报文进行封装，利用公网的建立专用的数据传输通道，从而完成数据的安全可靠性传输。

可以看到原始报文在隧道的一端进行封装，封装后的数据在公网上传输，在隧道另一端进行解封装，从而实现了数据的安全传输。隧道通过隧道协议实现。如GRE（Generic Routing Encapsulation）、L2TP（Layer 2 Tunneling Protocol）等。

隧道协议通过在隧道的一端给数据加上隧道协议头，即进行封装，使这些被封装的数据能都在某网络中传输，并且在隧道的另一端去掉该数据携带的隧道协议头，即进行解封装。报文在隧道中传输前后都要通过封装和解封装两个过程。

身份认证、数据加密、数据验证

身份认证、数据加密、数据验证可以有效保证VPN网络和数据的安全性。

• 身份认证：VPN网关对接入VPN的用户进行身份认证，保证接入的用户都是合法用户。

• 数据加密：将明文通过加密技术成密文，哪怕信息被获取了，也无法识别。
• 数据验证：通过数据验证技术验证报文的完整性和真伪进行检查，防止数据被篡改。

VPN隧道身份认证、数据加密、验证如下：