VPN属于远程访问技术，简单地说就是利用公用网络架设专用网络。例如某公司员工出差到外地，他想访问企业内网的服务器资源，这种访问就属于远程访问。

　　在传统的企业网络配置中，要进行远程访问，传统的方法是租用DDN（数字数据网）专线或帧中继，这样的通讯方案必然导致高昂的网络通讯和维护费用。对于移动用户（移动办公人员）与远端个人用户而言，一般会通过拨号线路（Internet）进入企业的局域网，但这样必然带来安全上的隐患。

　　让外地员工访问到内网资源，利用VPN的解决方法就是在内网中架设一台VPN服务器。外地员工在当地连上互联网后，通过互联网连接VPN服务器，然后通过VPN服务器进入企业内网。为了保证数据安全，VPN服务器和客户机之间的通讯数据都进行了加密处理。有了数据加密，就可以认为数据是在一条专用的数据链路上进行安全传输，就如同专门架设了一个专用网络一样，但实际上VPN使用的是互联网上的公用链路，因此VPN称为虚拟专用网络，其实质上就是利用加密技术在公网上封装出一个数据通讯隧道。有了VPN技术，用户无论是在外地出差还是在家中办公，只要能上互联网就能利用VPN访问内网资源，这就是VPN在企业中应用得如此广泛的原因。

　　很多人以为VPN就是用来科学上网，但是殊不知其实VPN的出现只是用于公司中加密传输数据而用，但是到了某些人手里就成了不可描述的工具。

　　IPSec（IP Security） VPN一般部署在企业出口设备之间，通过加密与验证等方式，实现了数据来源验证、数据加密、数据完整性保证和抗重放等功能。

　　数据加密：发送方对数据进行加密，以密文的形式在Internet上传送，接收方对接收的加密数据进行解密后处理或直接转发。

　　带外共享密钥：在发送、接收设备上手工配置静态的加密、验证密钥。双方通过带外共享的方式（例如通过电话或邮件方式）保证密钥一致性。这种方式的缺点是可扩展性差，在点到多点组网中配置密钥的工作量成倍增加。另外，为提升网络安全性需要周期性修改密钥，这种方式下也很难实施。

　　通过IKE协议自动协商密钥：IKE建立在Internet安全联盟和密钥管理协议ISAKMP定义的框架上，采用DH（Diffie-Hellman）算法在不安全的网络上安全地分发密钥。这种方式配置简单，可扩展性好，特别是在大型动态的网络环境下此优点更加突出。同时，通信双方通过交换密钥交换材料来计算共享的密钥，即使第三方截获了双方用于计算密钥的所有交换数据，也无法计算出真正的密钥。

　　SA由一个三元组来唯一标识，这个三元组包括安全参数索引SPI（Security Parameter Index）、目的IP地址和使用的安全协议号（AH或ESP）。其中，SPI是为唯一标识SA而生成的一个32位比特的数值，它在AH和ESP头中传输。在手工配置SA时，需要手工指定SPI的取值。使用IKE协商产生SA时，SPI将随机生成。

　　SA是单向的逻辑连接，因此两个IPSec对等体之间的双向通信，最少需要建立两个SA来分别对两个方向的数据流进行安全保护。

　　KE作为秘钥协商协议，存在两个版本：IKEv1和IKEv2，本课程采用IKEv1为例进行介绍，IKEv2内容可参考产品文档对应内容。

　　IKEv1协商阶段1的目的是建立IKE SA。IKE SA建立后对等体间的所有ISAKMP消息都将通过加密和验证，这条安全通道可以保证IKEv1第二阶段的协商能够安全进行。IKE SA是一个双向的逻辑连接，两个IPSec对等体间只建立一个IKE SA。

　　IKEv1协商阶段2的目的就是建立用来安全传输数据的IPSec SA，并为数据传输衍生出密钥。该阶段使用IKEv1协商阶段1中生成的密钥对ISAKMP消息的完整性和身份进行验证，并对ISAKMP消息进行加密，故保证了交换的安全性。

　　IKE协商成功意味着双向的IPSec隧道已经建立，可以通过ACL方式或者安全框架方式定义IPSec“感兴趣流”，符合感兴趣流流量特征的数据都将被送入IPSec隧道进行处理。

　　通用路由封装协议（General Routing Encapsulation网络代理ip，GRE）是一种三层VPN封装技术。GRE可以对某些网络层协议（如IPX、IPv4、IPv6等）的报文进行封装，使封装后的报文能够在另一种网络中（如IPv4）传输，从而解决了跨越异种网络的报文传输问题。

　　GRE还具备封装组播报文的能力。由于动态路由协议中会使用组播报文，因此更多时候GRE会在需要传递组播路由数据的场景中被用到，这也是GRE被称为通用路由封装协议的原因。

　　隧道接口（Tunnel Interface）是为实现报文的封装而提供的一种点对点类型的虚拟接口，与Loopback接口类似，都是一种逻辑接口。

　　1、当R1收到IP1发来的IPv6数据包，查询设备路由表，发现出接口是隧道接口，则将此报文发给隧道接口处理。

　　2、隧道接口给原始报文添加GRE头部，然后根据配置信息，给报文加上IP头。该IP头的源地址就是隧道源地址，IP头的目的地址就是隧道目的地址。

　　L2TP是虚拟私有拨号网VPDN（Virtual Private Dial-up Network）隧道协议的一种，它扩展了点到点协议PPP的应用，是一种在远程办公场景中为出差员工或企业分支远程访问企业内网资源提供接入服务的VPN。

　　VPDN是指利用公共网络（如ISDN和PSTN）的拨号功能及接入网来实现虚拟专用网，为企业、小型ISP、移动办公人员提供接入服务。VPDN采用专用的网络加密通信协议，在公共网络上为企业建立安全的虚拟专网

　　企业驻外机构和出差人员可从远程经由公共网络，通过虚拟加密隧道实现和企业总部之间的网络连接，而公共网络上其它用户则无法穿过虚拟隧道访问企业网内部的资源。VPDN隧道协议有多种，目前使用最广泛的是L2TP。

　　LAC是网络上具有PPP和L2TP协议处理能力的设备。LAC负责和LNS建立L2TP隧道连接。在不同的组网环境中，LAC可以是不同的设备，可以是一台网关设备，也可以是一台终端设备。LAC可以发起建立多条L2TP隧道使数据流之间相互隔离。

　　LNS是LAC的对端设备，即LAC和LNS建立了L2TP隧道；LNS位于企业总部私网与公网边界，通常是企业总部的网关设备。

　　用于L2TP隧道和会话连接的建立、维护和拆除。在控制消息的传输过程中，使用消息丢失重传和定时检测隧道连通性等机制来保证控制消息传输的可靠性，支持对控制消息的流量控制和拥塞控制。

　　控制消息承载在L2TP控制通道上，控制通道实现了控制消息的可靠传输，将控制消息封装在L2TP报头内，再经过IP网络传输。

　　用于封装PPP数据帧并在隧道上传输。数据消息是不可靠的传输，不重传丢失的数据报文，不支持对数据消息的流量控制和拥塞控制。

　　数据消息携带PPP帧承载在不可靠的数据通道上，对PPP帧进行L2TP封装，再经过IP网络传输。

　　NAS-Initiated场景：由远程拨号用户发起，远程系统通过PSTN/ISDN拨入LAC，由LAC通过Internet向LNS发起建立隧道连接请求。拨号用户地址由LNS分配；对远程拨号用户的验证与计费既可由LAC侧的代理完成，也可在LNS完成。

　　运营商的接入设备（主要是BAS设备）需要开通相应的VPN服务。用户需要到运营商处申请该业务。

　　Client-Initialized场景：直接由LAC客户（指可在本地支持L2TP协议的用户）发起。客户需要知道LNS的IP地址。LAC客户可直接向LNS发起隧道连接请求，无需再经过一个单独的LAC设备。在LNS设备上收到了LAC客户的请求之后，根据用户名、密码进行验证，并且给LAC客户分配私有IP地址。

　　用户上网的方式和地点没有限制，不需ISP介入。▫L2TP隧道两端分别驻留在用户侧和LNS侧，一个L2TP隧道承载一个L2TP会话。

　　2、移动办公用户与LNS建立L2TP会线步会与LNS间建立PPP连接，L2TP会话用来记录和管理它们之间的PPP连接状态。因此，在建立PPP连接以前，隧道双方需要为PPP连接预先协商出一个L2TP会话。会话中携带了移动办公用户的LCP协商信息和用户认证信息，LNS对收到的信息认证通过后，通知移动办公用户会线TP会话连接由会线、移动办公用户与LNS建立PPP连接。移动办公用户通过与LNS建立PPP连接获取LNS分配的企业内网IP地址。

　　Call-LNS场景：L2TP除了可以为出差员工提供远程接入服务以外，还可以进行企业分支与总部的内网互联，实现分支用户与总部用户的互访。一般是由分支路由器充当LAC与LNS建立L2TP隧道，这样就可实现分支与总部网络之间的数据通过L2TP隧道互通。

　　的L2TP当企业对数据和网络的安全性要求较高时，L2TP无法为报文传输提供足够的保护。这时可以和IPSec功能结合使用，保护传输的数据，有效避免数据被截取或攻击。

　　企业出差用户和总部通信，使用L2TP功能建立VPN连接，总部部署为LNS对接入的用户进行认证。当出差用户需要向总部传输高机密信息时，L2TP无法为报文传输提供足够的保护，这时可以和IPSec功能结合使用，保护传输的数据。在出差用户的PC终端上运行拨号软件，将数据报文先进行L2TP封装，再进行IPSec封装，发往总部。在总部网关，部署IPSec策略，最终还原数据。这种方式IPSec功能会对所有源地址为LAC、目的地址为LNS的报文进行保护。

　　企业可以自建MPLS专网也可以通过租用运营商MPLS专网的方式获得MPLS VPN接入服务。

　　MPLS VPN网络一般由运营商搭建，VPN用户购买VPN服务来实现用户网络之间（图中的分公司和总公司）的路由传递、数据互通等。

　　CE：用户网络边缘设备，有接口直接与运营商网络相连。CE可以是路由器或交换机，也可以是一台主机。通常情况下，CE“感知”不到VPN的存在，也不需要支持MPLS。

　　PE：运营商边缘路由器，是运营商网络的边缘设备，与CE直接相连。在MPLS网络中，对VPN的所有处理都发生在PE上，对PE性能要求较高。

　　P：运营商网络中的骨干路由器，不与CE直接相连。P设备只需要具备基本MPLS转发能力，不维护VPN相关信息。

　　VPN技术拥有安全、廉价、支持移动业务、灵活等一系列优势，已经成为现网中部署最为广泛的一类技术。

　　IPSec VPN：是一系列为IP网络提供安全性的协议和服务的集合，为IP网络提供安全的传输。

　　GRE VPN：提供了将一种协议的报文封装在另一种协议报文中的机制，解决异种网络的传输问题。