MỤC LỤC
DANH MỤC CÁC HÌNH
DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT
LỜI NÓI ĐẦU 1
CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN MẠNG MÁY TÍNH
1.1 KHÁI NIỆM CƠ BẢN 12
1.1.1 Định nghĩa 12
1.1.2 Kiến trúc mạng 12
1.1.3 Mô hình mạng 14
1.1.4 Phương tiện truyền dẫn 15
1.1.4.1 Cáp 15
1.4.1.2 Thiết bị không dây 16
1.1.5 Hệ điều hành mạng 16
1.2 MẠNG LAN VÀ WAN 17
1.2.1 Giao thức và mô hình truyền thông 17
1.2.1.1 Khái niệm giao thức 17
1.2.1.2 Mô hình OSI 17
1.2.1.3 Các giao thức phổ biến 18
1.2.2 Mạng LAN 20
1.2.2.1 Bốn tiêu chí mạng LAN 20
1.2.2.2 Thiết bị phần cứng. 20
1.2.2.3 Các thiết bị mạng 20
1.2.2.4 Các chuẩn LAN 21
1.2.3 Mạng WAN 22
1.2.3.1 Thành phần của WAN 22
1.2.3.2 Các chuẩn WAN 23
1.3 CÁC DỊCH VỤ TRÊN MẠNG INTERNET 24
1.3.1 Dịch vụ truy nhập từ xa 24
1.3.2 Dịch vụ truyền tệp (FTP) 24
1.3.3 Dịch vụ Gopher 24
1.3.4 Dịch vụ WAIS 25
1.3.5 Dịch vụ World Wide Web 25
1.3.6 Dịch vụ thư điện tử (E mail) 25
1.4 CƠ BẢN AN TOÀN MẠNG 26
1.4.1 Các hiểm họa trên mạng 26
1.4.1.1 Các lỗ hổng loại C 26
1.4.1.2 Các lỗ hổng loại B 26
1.4.1.3 Các lỗ hổng loại A 26
1.4.2 Các phương pháp tấn công trên mạng 26
1.4.2.1 Virus 26
1.4.2.2 Treo cứng hệ thống 27
1.4.2.3 Từ chối dịch vụ 27
1.4.2.4 Lợi dụng chương trình 27
1.4.3 Các phương pháp bảo mật 27
1.4.3.1 Xác thực (Authentication): 27
1.4.3.2 Điều khiển truy cập (Access Control): 27
1.4.3.3 Mã hóa dữ liệu (Data Encryption): 28
1.4.3.4 Chính sách (Auditing): 28
1.5 FIREWALL VÀ MẠNG VPN 28
1.5.1 Firewall 28
1.5.1.1 Khái niệm cơ bản 28
Các kiểu firewall 29
1.5.2 Mạng VPN 30
1.5.2.1 Định nghĩa 30
1.5.2.2 Thành phần 30
1.5.2.3 Giao thức 30
1.5.2.4 Kiểu VPN: 30
CHƯƠNG 2. TỔNG QUAN VỀ CÔNG NGHỆ VPN 31
2.1 KHÁI QUÁT CHUNG 31
2.1.1 Lịch sử hình thành và phát triển 31
2.1.2 Khái niệm VPN 32
2.2 PHÂN LOẠI VPN 33
2.2.1 VPN truy cập từ xa (Remote Access) 34
2.2.2 VPN điểm nối điểm (Site to Site) 34
2.3 SẢN PHẨM CÔNG NGHỆ DÀNH CHO VPN 35
2.3.1 Bộ xử lý trung tâm VPN 35
2.3.2 Router dùng cho VPN 36
2.3.3 Tường lửa PIX của Cisco 36
2.4 CÁC YÊU CẦU CƠ BẢN ĐỐI VỚI MỘT GIẢI PHÁP VPN 37
2.4.1 Tính tương thích 37
2.4.2 Tính bảo mật 37
2.4.3 Tính khả dụng 37
2.4.4 Khả năng hoạt động tương tác 38
2.5 THIẾT LẬP KẾT NỐI TUNNEL 38
2.5.1 Các loại giao thức 38
2.5.2 Kỹ thuật Tunneling trong mạng VPN 39
2.5.2.1 Kỹ thuật Tunneling trong mạng VPN truy cập từ xa 39
2.5.2.2 Kỹ thuật Tunneling trong mạng VPN điểm nối điểm 39
2.6 CÁC GIAO THỨC SỬ DỤNG TRONG VPN 40
2.6.1 Giao thức định đường hầm điểm nối điểm PPTP (Point to Point Tunneling Protocol) 40
2.6.2 Giao thức định đường hầm lớp 2- L2TP( Layer 2 Tunneling Protocol ) 41
2.6.3 Giao thức bảo mật IP – Ipsec 41
2.7 LỢI ÍCH CỦA VPN 42
2.7.1 Đối với khách hàng 42
2.7.2 Đối với nhà cung cấp dịch vụ 43
2.8 ƯU ĐIỂM VÀ NHƯỢC ĐIỂM 43
2.8.1 Ưu điểm 43
2.8.2 Nhược điểm 44
CHƯƠNG 3. THIẾT KẾ MÔ HÌNH VPN CLIENT TO SITE 45
3.1 TÌNH HUỐNG 45
3.2 PHÂN TÍCH VÀ THIẾT KẾ 45
3.2.1 Thiết bị sử dụng 45
3.2.2 Hệ điều hành và giao thức 45
3.3 MÔ HÌNH TRIỂN KHAI 46
CHƯƠNG 4. TRIỂN KHAI CÀI ĐẶT MÔ HÌNH VPN CLIENT TO SITE 42
4.1 CÁC BƯỚC CÀI ĐẶT 47
4.1.1 Trên máy Domain Controller tạo Group VPN và User 47
4.1.1.1 Tạo Group VPN 47
4.1.1.2 Tạo User 48
4.1.1.3 Thêm User tu1 vào Group VPN 50
4.1.2 Cài đặt và cấu hình Radius Server 51
4.1.2.1 Các bước cài đặt 51
4.1.2.2 Cấu hình 54
1.4.3 Cài đặt và cấu hình VPN Server dùng Radius Server chứng thực bằng username, password 61
4.1.4 Cài đặt và kết nối máy Client 67
4.1.4.1 Cài đặt 67
4.1.4.2 Kết nối 70
KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN 72
TÀI LIỆU THAM KHẢO 73
73 trang |
Chia sẻ: lethao | Lượt xem: 7703 | Lượt tải: 2
Bạn đang xem trước 20 trang tài liệu Đề tài Thiết kế và triển khai VPN Client to Site cho mạng LAN, để xem tài liệu hoàn chỉnh bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên
thông tin có đối tượng và nội dung. Đường đi của thông báo không cố định và thông báo có thể chuyển đi trên nhiều đường.
Chuyển mạch gói (Switching packet): packet là những gói tin được chia ra, mỗi gói đều có phần thông tin điều khiển (header, trailer) cho biết nguồn gửi và đích nhận. Các gói tin có thể đến và đi theo những đường khác nhau, được lưu trữ rồi chuyển tiếp khi đi qua nút trung gian.
1.2.3.1.2 Phương tiện truyền dẫn
Bộ điều giải (Modems)
Hình 21 Modems
Cổng ra vào (Gateway)
Hình 22 Gateway
Bộ định tuyến (Router)
Hình 23 Router
1.2.3.2 Các chuẩn WAN
ISDN (Intergrated Services Digital Network): là một loại mạng viễn thông số tích hợp đa dịch vụ cho phép sử dụng cùng một lúc nhiều dịch vụ trên cùng một đường dây điện thoại thông thường. Người dùng cùng một lúc có thể truy cập mạng WAN và gọi điện thoại, fax mà chỉ cần một đường dây điện thoại duy nhất, thay vì 3 đường nếu dùng theo kiểu thông thường.
ATM (Asynchronous Tranfer Mode) hay Cell relay: hiện nay kỹ thuật Cell Relay dựa trên phương thức truyền thông không đồng bộ (ATM) có thể cho phép thông lượng hàng trăm Mbps. Đơn vị dữ liệu dùng trong ATM được gọi là tế bào (cell). Các tế bào trong ATM có độ dài cố định là 53 bytes, trong đó 5 bytes dành cho phần chứa thông tin điều khiển (cell header) và 48 bytes chứa dữ liệu của tầng trên.
X.25: được CCITT công bố lần đầu tiên vào năm 1970. X.25 cung cấp quy trình kiểm soát luồng giữa các đầu cuối đem lại chất lượng đường truyền cao cho dù chất lượng mạng lưới đường dây truyền thông không cao. X.25 được thiết kế cho cả truyền thông chuyển mạch lẫn truyền thông kiểu điểm nối điểm, được quan tâm và triển khai nhanh chóng trên toàn cầu.
Frame Relay: công nghệ này ra đời có thể chuyển nhận các khung truyền lớn tới 4096 byte và không cần thời gian cho việc hỏi đáp, phát hiện lỗi và sửa lỗi ở lớp 3 (No protocol at Network layer) nên Frame Relay có khả năng chuyển tải nhanh hơn hàng chục lần so với X.25 ở cùng tốc độ. Frame Relay rất thích hợp cho truyền số liệu tốc độ cao và cho kết nối LAN to LAN và cho cả âm thanh, nhưng điều kiện tiên quyết để sử dụng công nghệ Frame Relay là chất lượng mạng truyền dẫn phải cao.
1.3 CÁC DỊCH VỤ TRÊN MẠNG INTERNET
1.3.1 Dịch vụ truy nhập từ xa
Telnet cho phép người sử dụng đăng nhập từ xa vào hệ thống từ một thiết bị đầu cuối nào đó trên mạng. Với Telnet người sử dụng hoàn toàn có thể làm việc với hệ thống từ xa như thể họ đang ngồi làm việc ngay trước màn hình của hệ thống. kết nối Telnet là một kết nối TCP dùng để truyền dữ liệu với các thông tin điều khiển.
1.3.2 Dịch vụ truyền tệp (FTP)
Là một dịch vụ cơ bản và phổ biến cho phép chuyển các tệp dữ liệu giữa các máy tính khác nhau trên mạng. FTP hỗ trợ tất cả các dạng tệp, trên thực tế nó không quan tâm tới dạng tệp cho dù là tệp văn bản mã ASCII hay các tệp dữ liệu dạng nhị phân. Với cấu hình của máy phục vụ FTP, có thể quy định quyền truy cập của người sử dụng với từng thư mục lưu trữ dữ liệu, tệp dữ liệu cũng như giới hạn số lượng người sử dụng có khả năng cùng một lúc có thể truy nhập vào cùng một nơi lưu trữ dữ liệu.
1.3.3 Dịch vụ Gopher
Trước khi Web ra đời Gopher là dịch vụ rất được ưa chuộng. Gopher là một dịch vụ chuyển tệp tương tự như FTP, nhưng nó hỗ trợ người dùng trong việc cung cấp thông tin về tài nguyên. Client Gopher hiển thị một thực đơn, người dùng chỉ việc lựa chọn cái mà mình cần. kết qủa của việc lựa chọn được thể hiện ở một thực đơn khác.
Gopher bị giới hạn trong kiểu các dữ liệu. Nó chỉ hiển thị dữ liệu dưới dạng mã ASCII mặc dù có thể chuyển dữ liệu dạng nhị phân và hiển thị nó bằng một phần mềm khác.
1.3.4 Dịch vụ WAIS
WAIS (Wide Area Information Serves) là một dịch vụ tìm kiếm dữ liệu. WAIS thường xuyên bắt đầu việc tìm kiếm dữ liệu tại thư mục của máy chủ, nơi chứa toàn bộ danh mục của các máy phục vụ khác. Sau đó, WAIS thực hiện tìm kiếm máy phục vụ thích hợp nhất. WAIS có thể thực hiện công việc của mình với nhiều loại dữ liệu khác nhau như văn bản ASCII, GIF, điện thư…
1.3.5 Dịch vụ World Wide Web
World Wide Web (WWW hay Web) là một dịch vụ tích hợp, sử dụng đơn giản và có hiệu qủa nhất trên Internet. Web tích hợp cả FTP, WAIS, Gopher. Trình duyệt Web có thể cho phép truy nhập vào tất cả các dịch vụ trên.
Tài liệu WWW được viết bằng ngôn ngữ HTML (HyperText Markup Language) hay còn gọi là ngôn ngữ đánh dấu siêu văn bản. Siêu văn bản là văn bản bình thường cộng thêm một số lệnh định dạng. HTML có nhiều cách liên kết với các tài nguyên FTP, Gopher server và Web server. Web server là máy phục vụ Web, đáp ứng các yêu cầu về truy nhập tài liệu HTML. Web server trao đổi các tài liệu HTML bằng giao thức HTTP (HyperText Transfer Protocol) hay còn gọi là giao thức truyền siêu văn bản.
Trình duyệt Web (Web client) là chương trình để xem các tài liệu Web. Trình duyệt Web gửi các URL đến máy phục vụ Web sau đó nhận trang Web từ máy phục vụ Web dịch và hiển thị chúng. Khi giao tiếp với máy phục vụ Web thì trình duyệt Web sử dụng giao thức HTTP. Khi giao tiếp với một Gopher server thì trình duyệt Web hoạt động như một Gopher client và sử dụng giao thức gopher. Trình duyệt Web có thể thực hiện các công việc khác nhau như ghi trang Web vào đĩa, gửi Email, hiển thị tệp HTTP nguồn của trang Web,…Hiện nay có hai trình duyệt Web được sử dụng nhiều nhất là Internet Explorer và Netscape, ngoài ra còn một số trình duyệt khác như Opera, Mozila,…
1.3.6 Dịch vụ thư điện tử (E mail)
Dịch vụ thư điện tử (hay còn gọi là điện thư) là một dịch vụ thông dụng nhất trong mọi hệ thống mạng dù lớn hay nhỏ. Thư điện tử được sử dụng rộng rãi như một phương tiện giao tiếp hàng ngày trên mạng nhờ tính linh hoạt và phố biến của nó. Từ các trao đổi thư tín thông thường, thông tin quảng cáo, tiếp thị, đến những công văn, báo cáo hay kể cả những bản hợp đồng thương mại, chứng từ,…tất cả đều được trao đổi qua thư điện tử.
1.4 CƠ BẢN AN TOÀN MẠNG
1.4.1 Các hiểm họa trên mạng
Các hiểm họa trên mạng do các lỗ hổng gây ra, các lỗ hổng này trên mạng là các yếu điểm quan trọng mà người dùng, hacker dựa đó để tấn công vào mạng. Các hiện tượng sinh ra trên mạng do các lỗ hổng này mang lại thường là : sự ngưng trệ của dịch vụ, cấp thêm quyền đối với các user hoặc cho phép truy nhập không hợp pháp vào hệ thống.
1.4.1.1 Các lỗ hổng loại C
Các lỗ hổng loại này cho phép thực hiện các phương thức tấn công theo DoS (Denial of Services - Từ chối dịch vụ). Mức độ nguy hiểm thấp, chỉ ảnh hưởng tới chất lượng dịch vụ, có thể làm ngưng trệ, gián đoạn hệ thống; không làm phá hỏng dữ liệu hoặc đạt được quyền truy nhập bất hợp pháp.
1.4.1.2 Các lỗ hổng loại B
Các lỗ hổng cho phép người sử dụng có thêm các quyền trên hệ thống mà không cần thực hiện kiểm tra tính hợp lệ. Đối với dạng lỗ hổng này, mức độ nguy hiểm ở mức độ trung bình. Những lỗ hổng này thường có trong các ứng dụng trên hệ thống; có thể dẫn đến mất hoặc lộ thông tin yêu cầu bảo mật.
1.4.1.3 Các lỗ hổng loại A
Các lỗ hổng này cho phép người sử dụng ở ngoài có thể truy nhập vào hệ thống bất hợp pháp. Lỗ hổng này rất nguy hiểm, có thể làm phá hủy toàn bộ hệ thống.
Các lỗ hổng loại A có mức độ rất nguy hiểm, đe dọa tính toàn vẹn và bảo mật của hệ thống. Các lỗ hổng loại này thường xuất hiện ở những hệ thống quản trị yếu kém hoặc không kiểm soát được cấu hình mạng.
1.4.2 Các phương pháp tấn công trên mạng
1.4.2.1 Virus
Virus tin học là một phần mềm máy tính mang tính lây lan (ký sinh) và có thể phá hoại dữ liệu. Tính lây lan của Virus là khả năng tự sao chép của Virus từ đối tượng bị nhiễm sang đối tượng khác và làm cho nó nhân bản nhanh chóng. Đối tượng bị nhiễm là các tệp ( như chương trình, dữ liệu, thư điện tử, văn bản, macro…) và môi trường lan truyền bao gồm mạng, đường truyền và các loại bộ nhớ (RAM, đĩa cứng, đĩa mềm, băng từ, đĩa CD, đĩa ZIP, đĩa ĐV, đĩa Flash…).Virus có nhiều cách lây lan và tất nhiên cũng có nhiều cách phá hoại khác nhau. Virus máy tính có nhiều chủng họ, chẳng hạn như Boot, File, Macro, Trojan, Worm, Polymorphic, Hoaxes.
Tấn công mạng sử dụng Virus là một phương pháp tấn công khá phổ biến hiện nay. Mọi loại hệ điều hành đều thường xuyên bị tấn công bởi virus và tác hại gây ra bởi virus là rất lớn và thật khó lường.
1.4.2.2 Treo cứng hệ thống
Kỹ thuật này làm treo cứng hệ thống của nạn nhân bằng cách tấn công qua những giao thức tiêu chuẩn, chẳng hạn "dội bom thư" (mail bombing) qua giao thức SMTP, hoặc tấn công "ngập lụt" (flooding) qua giao thức TCP. Trong đó, tấn công "ngập lụt" là kiểu tấn công phổ biến.
1.4.2.3 Từ chối dịch vụ
Kỹ thuật "từ chối phục vụ" (Denial of Service-DoS) làm cho hệ thống máy chủ bị nhận quá nhiều yêu cầu giả và không thể đáp ứng được nữa. Kỹ thuật này còn được cải tiến thành "từ chối phục vụ phân tán" ( Distributed DoS- DDoS) khi các cuộc tấn công đồng loạt xuất phát từ nhiều nơi trên mạng và được hứa hẹn trước vào cùng một thời điểm nên rất khó chống đỡ.
1.4.2.4 Lợi dụng chương trình
Kỹ thuật "lợi dụng" (exploit) khai thác các điểm yếu hoặc các lỗi có sẵn trong trong một số phần mềm quen biết trên máy của nạn nhân hoặc máy chủ. Phần lớn các phiên bản hệ điều hành đều có nhiều kẻ hở và thường bị lợi dụng.
1.4.2.5 Giả mạo địa chỉ IP
Kỹ thuật "giả dạng" ( masquerade) hay còn gọi là "giả mạo IP" (IP spoofing) cho phép hacker gửi vào một máy tính những gói dữ liệu có vẻ đi đến từ một địa chỉ IP khác với địa chỉ của hacker nhằm che đậy dấu vết. Kỹ thuật này kết hợp với các kiểu tấn công chủ động khác như lặp lại hoặc thay đổi các thông điệp.
1.4.3 Các phương pháp bảo mật
1.4.3.1 Xác thực (Authentication): là quá trình xử lý và giám sát người sử dụng trong quá trình logon hay truy cập bất kỳ vào tài nguyên mạng. Ta có thể xác thực bằng các phương pháp như sử dụng mật mã (password), khóa (key), dấu vân tay (fingerprints),…
1.4.3.2 Điều khiển truy cập (Access Control): giới hạn quyền truy cập của người dùng vào tài nguyên hệ thống và cho phép những ai có quyền truy cập vào.
1.4.3.3 Mã hóa dữ liệu (Data Encryption): nhằm mục đích không cho người khác đánh cắp dữ liệu. Khi dữ liệu gửi đi thì có kèm theo một khóa (key), nếu ai có khóa trùng với khóa đó mới đọc được nội dung của dữ liệu gửi tới.
1.4.3.4 Chính sách (Auditing): nhằm mục đích quản lý người sử dụng trong hệ thống như giám sát quá trình đăng nhập vào hệ thống, chỉnh sửa dữ liệu và một số vấn đề khác.
1.5 FIREWALL VÀ MẠNG VPN
1.5.1 Firewall
1.5.1.1 Khái niệm cơ bản
Thuật ngữ Firewall có nguồn gốc từ một kỹ thuật thiết kế trong xây dựng để ngăn chặn, hạn chế hỏa hoạn. Trong công nghệ mạng thông tin, Firewall là một kỹ thuật được tích hợp vào hệ thống mạng để chống sự truy cập trái phép, nhằm bảo vệ các nguồn thông tin nội bộ và hạn chế sự xâm nhập không mong muốn vào hệ thống. Cũng có thể hiểu Firewall là một cơ chế để bảo vệ mạng tin tưởng khỏi các mạng không tin tưởng.
Nói cách khác, Firewall là hệ thống ngăn chặn việc truy nhập trái phép từ bên ngoài vào mạng cũng như những kết nối không hợp lệ từ bên trong ra. Firewall thực hiện việc lọc bỏ những địa chỉ không hợp lệ dựa theo các quy tắc hay chỉ tiêu định trước.
Hình 24 Firewall
1.5.1.2 Các kiểu firewall
Firewall dựa trên Application level gateway
Hình 25 Application level gateway
Cổng vòng (Circuit level gateway)
Hình 26 Circuit level gateway
Proxy Server Firewall
Hình 27 Proxy Server Firewall
1.5.2 Mạng VPN
1.5.2.1 Định nghĩa
VPN là một mạng riêng sử dụng hệ thống mạng công cộng (thường là Internet) để kết nối các địa điểm hoặc người sử dụng từ xa với một mạng LAN ở trụ sở trung tâm. Thay vì dùng kết nối thật khá phức tạp như đường dây thuê bao số, VPN tạo ra các liên kết ảo được truyền qua Internet giữa mạng riêng của một tổ chức với địa điểm hoặc người sử dụng ở xa.
1.5.2.2 Thành phần: có 4 thành phần chính.
VPN Server
VPN Client
Tunnel
Public Network
1.5.2.3 Giao thức: VPN sử dụng các loại giao thức chủ yếu sau.
Point to Point Protocol (PPP)
Point to Point Tunneling Protocol (PPTP)
Layer 2 Forwarding (L2F) protocol
Layer 2 Tunneling Protocol (L2TP)
IP Security (IPSec)
1.5.2.4 Kiểu VPN: có 3 kiểu VPN.
Remote Access VPN
Intranet VPN
Extranet VPN
CHƯƠNG 2
TỔNG QUAN VỀ CÔNG NGHỆ VPN
2.1 KHÁI QUÁT CHUNG
2.1.1 Lịch sử hình thành và phát triển
Bắt nguồn từ yêu cầu của hộ khách (client), mong muốn có thể kết nối một cách có hiệu quả các tổng đài thuê bao (PBX) lại với nhau, thông qua mạng diện rộng WAN. PBX hệ thống điện thoại nhóm (group telephone) hoặc mạng cục bộ LAN trước kia sử dụng dây thuê bao riêng cho việc tổ chức mạng chuyên dung để thực hiện nối thông.
Năm 1975, viễn thông Pháp (France telecom) đã đưa ra một loại nghiệp vụ được gọi là Colisee, cung cấp dịch vụ dây chuyên dụng loại chuyển mạch cho các hộ khách thương mại loại lớn. Kết cấu của nó là lấy tổng đài chuyển tiếp E 10 N3 của Alcatel làm cơ sở thông qua dây thuê chung, nối các bộ phận của công ty lớn đến thiết bị tập trung này, đặt tại Paris. Colisee có thể cung cấp phương án gọi số chuyên dụng cho hộ khách. Căn cứ lượng nghiệp vụ mà đưa ra cước phí và nhiều tính năng quản lý khác (như quản lý hóa đơn nợ chi tiết, chất lượng và thống kê lượng nghiệp vụ…). Mạng dây chuyên dùng loại hình cùng hưởng thụ này chính là hình thức đầu tiên của VPN, chủ yếu là dùng để nối thông tổng đài thuê bao, cung cấp dịch vụ chuyển mạch âm thoại và quản lý mạng lưới cho hộ khách. Nhưng phạm vi bao phủ của VPN lấy tổng đài làm cơ sở để thực hiện này rất hẹp, chủng loại tính năng nghiệp vụ cung cấp không nhiều, có thể tiếp nhập PBX mà không thể tiếp nhập hộ dùng chỉ có một đôi dây, nên không thực sự linh hoạt.
Bắt đầu từ năm 1985, ba công ty viễn thông đường dài cỡ lớn của Mỹ là AT&T, MCI và Sprint đã lần lượt đưa ra nghiệp vụ mạng chuyên dùng ảo, có tên riêng là SDN (Software Defined Network – mạng được định nghĩa bằng phần mềm), Vnet và VPN, đây được coi như là một phương tiện tương đối rẻ tiền dùng để thay thế cho dây chuyên dùng. Do chi phí VPN rẻ hơn dây thuê dùng đối với các hộ khách có lượng nghiệp vụ không bằng nhau, được áp dụng các ưu đãi về cước phí với mức độ khác nhau, nên nhiều hộ khách có mạng chuyên dùng lớn đều bắt đầu chuyển sang áp dụng nghiệp vụ VPN. Khoảng năm 1988, trên mặt nghiệp vụ VPN, ba công ty nói trên đã triển khai một cuộc chiến quyết liệt về giá cả, làm cho một số xí nghiệp vừa và nhỏ cũng chịu nổi cước phí sử dụng VPN và có thể tiết kiệm được gần 30% chi phí thông tin, đã kích thích sự phát triển nhanh chóng của dịch vụ này tại Mỹ. Hiện nay VPN không chỉ dùng cho nghiệp vụ âm thoại mà còn có thể dùng cho nghiệp vụ dữ liệu.
Sự phát triển toàn cầu hóa của kinh tế cũng kéo theo sự phát triển nhanh chóng của VPN trên toàn cầu. Sự hình thành của một số tổ chức thương mại tầm cỡ thế giới và liên minh kinh tế có tính khu vực, như liên minh Châu Âu chẳng hạn, làm cho tỷ trọng thương mại quốc tế hóa tăng lên rất nhiều, từ đó cũng dẫn đến sự tăng trưởng nhu cầu dịch vụ viễn thông quốc tế. Một số liên minh và công ty đa quốc gia cần có mạng lưới toàn cầu phức tạp nối liền với chất lượng cao các bộ máy thương mại trên toàn thế giới của họ lại với nhau và phải có sự phục vụ kịp thời về mặt quản lý và bảo dưỡng. Do mạng lưới quốc tế áp dụng VPN có thể thỏa mãn một cách có hiệu quả nhu cầu của số hộ khách này. Và so với đường dây trong nước, có thể tiết kiệm chi phí truyền dẫn còn rõ rệt hơn, đối với các hộ khách lớn như công ty hay tập đoàn đa quốc gia càng có tính hấp dẫn, những tổ chức này ồ ạt chuyển từ các mạng chuyên dùng đã được thiết lập sang sử dụng VPN. Một số hộ khách thương mại lớn còn liên kết lại với nhau hình thành hiệp hội hộ dùng VPN, như hiệp hội dùng VPN châu Âu (EVUA), và có ảnh hưởng tương đối lớn, mục đích là nhằm có thể đạt được tỷ lệ tính năng trên giá cả tốt nhất trong việc sử dụng nghiệp vụ VPN. Nhờ có những ảnh hưởng đó, nghiệp vụ VPN quốc tế (IVPN) hay còn gọi là VPN toàn cầu (GPN), đã phát triển nhanh nhất.
2.1.2 Khái niệm VPN
Hiện nay giải pháp VPN (Virtual Private Network) được thiết kế cho những tổ chức có xu hướng tăng cường thông tin từ xa vì địa bàn hoạt động rộng (trên toàn quốc hay toàn cầu). Tài nguyên ở trung tâm có thể kết nối đến từ nhiều nguồn nên tiết kiệm được được chi phí và thời gian.
Hình 28 Mô hình mạng VPN cơ bản
Một mạng VPN điển hình bao gồm mạng LAN chính tại trụ sở (Văn phòng chính), các mạng LAN khác tại những văn phòng từ xa, các điểm kết nối (như văn phòng tại gia) hoặc người sử dụng (Nhân viên di động) truy cập đến từ bên ngoài.
Về cơ bản, VPN là một mạng riêng sử dụng hệ thống mạng công cộng (thường là Internet) để kết nối các địa điểm hoặc người sử dụng từ xa với một mạng LAN ở trụ sở trung tâm. Thay vì dùng kết nối thật khá phức tạp như đường dây thuê bao số, VPN tạo ra các liên kết ảo được truyền qua Internet giữa mạng riêng của một tổ chức với địa điểm hoặc người sử dụng ở xa.
Có nhiều khái niệm khác nhau về mạng riêng ảo VPN (Virtual Private Network) tuỳ thuộc vào hình thức tổ chức mạng và thiết bị của nhà cung cấp. Nếu xét theo góc độ đơn giản nhất thì dịch vụ VPN là mạng được cấu thành bởi các kênh ảo (không cố định) nhằm truyền tải lưu lượng thông tin cho một tổ chức riêng rẽ. Đối tượng dịch vụ chính của VPN là các doanh nghiệp, các tổ chức có nhu cầu thiết lập mạng dùng riêng.
2.2 PHÂN LOẠI VPN
Có 2 cách chủ yếu sử dụng các mạng riêng ảo VPN. Trước tiên, các mạng VPN có thể kết nối hai mạng với nhau. Điều này được biết đến như một mạng kết nối LAN to LAN VPN hay mạng kết nối site to site VPN. Thứ hai, một VPN truy cập từ xa có thể kết nối người dùng từ xa tới mạng
2.2.1 VPN truy cập từ xa (Remote Access)
Remote Access, hay còn gọi là virtual private dial-up network (VPDN). Cung cấp các truy cập từ xa đến một Intranet hay Extranet dựa trên cấu trúc hạ tầng chia sẻ Access VPN, đây là kết nối user to LAN dành cho nhân viên muốn kết nối từ xa đến mạng cục bộ công ty bằng dial-up. Khi công ty muốn thiết lập Remote access trên qui mô rộng, có thể thuê một ESP (Enterprise Service Provider) và ESP này sẽ thiết lập một NAS (Network Access Server), người dùng từ xa sẽ quay số truy cập đến NAS và dùng một phần mềm VPN đầu cuối để kết nối với mạng cục bộ của công ty. Đường truyền trong Access VPN có thể là tương tự, quay số, ISDN, các đường thuê bao số (DSL).
Hình 29 Mô hình VPN truy cập từ xa
2.2.2 VPN điểm nối điểm (Site to Site)
Đây là cách kết nối nhiều văn phòng trụ sở xa nhau thông qua các thiết bị chuyên dụng và một đường truyền được mã hoá ở qui mô lớn hoạt động trên nền Internet. Site to Site VPN gồm 2 loại:
Các VPN nội bộ (Intranet VPN )
Đây là kiểu kết nối site to site VPN. Các chi nhánh có riêng một Sever VPN và kết nối lại với nhau thông qua Internet. Và các chi nhánh này sẽ kết nối lại với nhau thành một mạng riêng duy nhất (Intranet VPN) và kết nối LAN to LAN.
Các VPN mở rộng ( Extranet VPN )
Khi một công ty có quan hệ mật thiết với công ty khác (ví dụ như một đối tác, nhà cung cấp hay khách hàng) họ có thể xây dựng một extranet VPN nhằm kết nối Lan to Lan và cho phép các công ty này cùng làm việc trao đổi trong một môi trường chia sẻ riêng biệt (tất nhiên vẫn trên nền Internet).
Hình 30 Mô hình VPN điểm nối điểm
2.3 SẢN PHẨM CÔNG NGHỆ DÀNH CHO VPN
Tùy vào loại VPN (truy cập từ xa hay điểm nối điểm), bạn sẽ cần phải cài đặt những bộ phận hợp thành nào đó để thiết lập mạng riêng ảo. Đó có thể là:
Phần mềm cho desktop của máy khách dành cho người sử dụng từ xa.
Phần cứng cao cấp như bộ xử lý trung tâm VPN hoặc firewall bảo mật PIX.
Server VPN cao cấp dành cho dịch vụ Dial-up.
NAS (máy chủ truy cập mạng) do nhà cung cấp sử dụng để phục vụ người sử dụng từ xa.
Mạng VPN và trung tâm quản lý.
2.3.1 Bộ xử lý trung tâm VPN
Có nhiều loại máy xử lý VPN của các hãng khác nhau, nhưng sản phẩm của Cisco tỏ ra vượt trội ở một số tính năng. Tích hợp các kỹ thuật mã hóa và thẩm định quyền truy cập cao cấp nhất hiện nay, máy xử lý VPN được thiết kế chuyên biệt cho loại mạng này. Chúng chứa các module xử lý mã hóa SEP, cho phép người sử dụng dễ dàng tăng dung lượng và số lượng gói tin truyền tải. Dòng sản phẩm có các model thích hợp cho các mô hình doanh nghiệp từ nhỏ đến lớn (từ100 cho đến 10.000 điểm kết nối từ xa truy cập cùng lúc).
Hình 31 Bộ xử lý trung tâm VPN Cisco 3000
2.3.2 Router dùng cho VPN
Thiết bị này cung cấp các tính năng truyền dẫn, bảo mật. Dựa trên hệ điều hành Internet IOS của mình, hãng Cisco phát triển loại router thích hợp cho mọi trường hợp, từ truy cập nhà tới văn phòng cho đến nhu cầu của các doanh nghiệp quy mô lớn.
Hình 32 Router Cisco
2.3.3 Tường lửa PIX của Cisco
Firewall trao đổi Internet riêng (Private Internet Exchange) bao gồm một cơ chế dịch địa chỉ mạng rất mạnh, máy chủ proxy, bộ lọc gói tin, các tính năng VPN và chặn truy cập bất hợp pháp.
Hình 33 Bộ Cisco PIX Firewall
Thay vì dùng IOS, thiết bị này có hệ điều hành với khả năng tổ chức cao, xoay sở được với nhiều giao thức, hoạt động rất mạnh bằng cách tập trung vào IP.
2.4 CÁC YÊU CẦU CƠ BẢN ĐỐI VỚI MỘT GIẢI PHÁP VPN
Có 4 yêu cầu cần đạt được khi xây dựng mạng riêng ảo.
2.4.1 Tính tương thích
Tính tương thích (Compatibility): Mỗi công ty, mỗi doanh nghiệp đều được xây dựng các hệ thống mạng nội bộ và diện rộng của mình dựa trên các thủ tục khác nhau và không tuân theo một chuẩn nhất định của nhà cung cấp dịch vụ. Rất nhiều các hệ thống mạng không sử dụng các chuẩn TCP/IP vì vậy không thể kết nối trực tiếp với Internet. Để có thể sử dụng được IP VPN tất cả các hệ thống mạng riêng đều phải được chuyển sang một hệ thống địa chỉ theo chuẩn sử dụng trong Internet cũng như bổ sung các tính năng về tạo kênh kết nối ảo, cài đặt cổng kết nối Internet có chức năng trong việc chuyển đổi các thủ tục khác nhau sang chuẩn IP. 77% số lượng khách hàng được hỏi yêu cầu khi chọn một nhà cung cấp dịch vụ IP VPN phải tương thích với các thiết bị hiện có của họ.
2.4.2 Tính bảo mật
Tính bảo mật (Security): Tính bảo mật cho khách hàng là một yếu tố quan trọng nhất đối với một giải pháp VPN. Người sử dụng cần được đảm bảo các dữ liệu thông qua mạng VPN đạt được mức độ an toàn giống như trong một hệ thống mạng dùng riêng do họ tự xây dựng và quản lý. Việc cung cấp tính năng bảo đảm an toàn cần đảm bảo hai mục tiêu sau:
Cung cấp tính năng an toàn thích hợp bao gồm: cung cấp mật khẩu cho người sử dụng trong mạng và mã hoá dữ liệu khi truyền.
Đơn giản trong việc duy trì quản lý, sử dụng. Đòi hỏi thuận tiện và đơn giản cho người sử dụng cũng như nhà quản trị mạng trong việc cài đặt cũng như quản trị hệ thống.
2.4.3 Tính khả dụng
Tính khả dụng (Availability): Một giải pháp VPN cần thiết phải cung cấp được tính bảo đảm về chất lượng, hiệu suất sử dụng dịch vụ cũng như dung lượng truyền. Tiêu chuẩn về chất lượng dịch vụ (QoS): Tiêu chuẩn đánh giá của một mạng lưới có khả năng đảm bảo chất lượng dịch vụ cung cấp đầu cuối đến đầu cuối. QoS liên quan đến khả năng đảm bảo độ trễ dịch vụ trong một phạm vi nhất định hoặc liên quan đến cả hai vấn đề trên.
2.4.4 Khả năng hoạt động tương tác
Mặc dù VPN đã xuất hiện trên thị trường khoảng 2 năm trở lại đây nhưng các tiêu chuẩn liên quan đến dịch vụ này vẫn chưa được tiêu chuẩn hoá một cách toàn diện, các nhà sản xuất thiết bị vẫn phát triển các chuẩn kỹ thuật riêng của mình. Vì vậy cần chú ý việc lựa chọn thiết bị nào trong khi phát triển mạng riêng ảo, cũng như đảm bảo tính đồng bộ của thiết bị sử dụng. Trên thế giới hiện có tới 60 giải pháp khác nhau liên quan đến VPN.
2.5 THIẾT LẬP KẾT NỐI TUNNEL
2.5.1 Các loại giao thức
Hầu hết các VPN đều dựa vào kỹ thuật gọi là Tunneling để tạo ra một mạng riêng trên nền Internet. Về bản chất, đây là quá trình đặt toàn bộ gói tin vào trong một lớp tiêu đề (header) chứa thông tin định tuyến có thể truyền qua hệ thống mạng trung gian theo những "đường ống" riêng (Tunnel).
Khi gói tin được truyền đến đích, chúng được tách lớp tiêu đề và chuyển đến các máy trạm cuối cùng cần nhận dữ liệu. Để thiết lập kết nối Tunnel, máy khách và máy chủ phải sử dụng chung một giao thức (Tunnel Protocol).
Giao thức của gói tin bọc ngoài được cả mạng và hai điểm đầu cuối nhận biết. Hai điểm đầu cuối này được gọi là giao diện Tunnel (Tunnel Interface), nơi gói tin đi vào và đi ra trong mạng.
Kỹ thuật Tunneling yêu cầu 3 giao thức khác nhau:
Giao thức truyền tải (Carrier Protocol) là giao thức được sử dụng bởi mạng có thông tin đang đi qua.
Giao thức mã hóa dữ liệu (Encapsulating Protocol) là giao thức (như GRE, IPSec, L2F, PPTP, L2TP) được bọc quanh gói dữ liệu gốc.
Giao thức gói tin (Passenger Protocol) là giao thức của dữ liệu gốc được truyền đi (như IPX, NetBeui, IP).
Người dùng có thể đặt một gói tin sử dụng giao thức không được hỗ trợ trên Internet (như NetBeui) bên trong một gói IP và gửi nó an toàn qua Internet. Hoặc, họ có thể đặt một gói tin dùng địa chỉ IP riêng (không định tuyến) bên trong một gói khác dùng địa chỉ IP chung (định tuyến) để mở rộng một mạng riêng trên Internet.
2.5.2 Kỹ thuật Tunneling trong mạng VPN
2.5.2.1 Kỹ thuật Tunneling trong mạng VPN truy cập từ xa
Tunneling là một phần quan trọng trong việc xây dựng một mạng VPN , nó thường dùng giao