18(十八)NAT与VPN(1)
5.4-VPN和NAT
网络技术与应用南京邮电大学计算机学院Computer Network Technology and Application 第5章 Internet原理与技术1、虚拟专用网VPN•专用网：企事业单位内部的网络。
•如果一个机构由分散的多个网点构成，为了保证私密性，一般采用“租用专线”的方法实现网点之间的互联互通和信息交换，但成本较高。
•虚拟专用网：利用公共网络（如 Internet）来构建的专用网络技术，保证了VPN中任何一对计算机之间的通信对外界是隐藏的。
1、虚拟专用网VPNY X 部门 A因特网部门 BR1R2隧道1、虚拟专用网VPN•VPN所提供的编址选择与专用网络所提供的是一样的，可以根据需要选择•本地地址——仅在机构内部使用的 IP 地址，可以由本机构自行分配，而不需要向因特网的管理机构申请•全球地址——全球惟一的IP地址，必须向因特网的管理机构申请VPN的编址1、虚拟专用网VPNIANA保留了三块只能用于专用互联网内部通信的IP地址空间[RFC1918]：前缀最低地址最高地址10/8 10.0.0.0 10.255.255.255172.16/12 172.16.0.0 172.31.255.255192.168/16 192.168.0.0 192.168.255.255 VPN的编址：本地地址1、虚拟专用网VPNVPN的编址：本地地址Y10.2.0.3X10.1.0.1部门 A因特网部门 BR1R2隧道125.1.2.3 194.4.5.6本地地址本地地址全球地址源IP:10.1.0.1目地IP:10.2.0.3地址非法通信隐私1、虚拟专用网VPNVPN的工作原理•VPN的实现主要使用了两种基本技术：隧道传输和加密技术。
•VPN定义了两个网络的路由器之间通过Internet的一个隧道，并使用IP-in-IP封装通过隧道转发数据报。
•为了保证保密性，VPN把外发的数据报加密后，封装在另一个数据报中传输。
虚拟专用网VPN和网络地址转换NAT
(extranet)。
X 10.1.0.1
125.1.2.3
部门 A R1 网络
194.4.5.6 R2
部门 B 网络
内联网 (虚拟专用网 VPN)
Y 10.2.0.3
三个专用 IP 地址块： (1) 10.0.0.0 到 10.255.255.255
A类，或记为10.0.0.0/8，它又称为 24 位块 (2) 172.16.0.0 到 172.31.255.255
B类，或记为172.16.0.0/12，它又称为 20 位块 (3) 192.168.0.0 到 192.168.255.255
一个机构要构建自己的 VPN 就必须为它的每一个场所购买专门的硬 件和软件，并进行配置，使每一个场所的 VPN 系统都知道其他场所 的地址。
用隧道技术实现虚拟专用网
本地地址
X 10.1.0.1
125.1.2.3
部门 A
网络
R1
全球地址
隧道 互联网
本地地址
194.4.5.6
部门 B R2 网络
Y 10.2.0.3
方向
出 入 出 入
NAT地址转换表举例
字段
旧的IP地址
源IP地址
192.168.0.3
目的IP地址
172.38.1.5
源IP地址
192.168.0.7
目的IP地址
172.38.1.6
新的IP地址
172.38.1.5 192.168.0.3 172.38.1.6 192.168.0.7
网络地址转换 NAT
VPN vs NAT
NAT 网络地址翻译（Network Address Translation ）技术主要是用来解决IPv4地址紧张的问题。
它通过将用户网络内部的网络地址映射成公网地址来达到目的，因为这种方法隐藏了内部地址，因此一个内部网络的机器需要访问外部Internet 网络，这个内部网络只需要少量的外部公网地址就可以了，而不必每台内部机器一个公网地址。
当然因为内网地址信息对外隐藏，形成内外网的隔离，使得外网无法访问内部主机，所以NAT 技术还在一定程度上保证了内部网络的安全。
IPSec作为IPv4技术的一部分是使用最为普遍的VPN标准。
现在随着企业信息化的快速发展，越来越多的用户都在部署基于IPSec的VPN设备，以达到通过Internet上进行多个企业内网安全通信和远程访问内网的需求。
但是很不幸的是，这两种非常重要且应用广泛的技术在一起工作的时候却有许多问题，以致无法使用。
如何让NA T与IPSec 正常地同时工作一直是各个VPN厂商致力解决的问题，现在国际上也有相应的标准和技术出台，一种称为NA T-T（NA T穿越）的技术就是其中典型代表。
好端端的NATNA T技术完成的基本功能就是IP数据包网络地址的转换，如将一个内网的在Internet 上不可路数据由地址192.168.1.200 转换成Internet 上的可以路由的地址202.124.23.65。
很多的网关设备都有NAT功能，如路由器、防火墙，我们可以把它们统一称为NAT 设备。
当NA T设备转换的是源地址时，我们通称称其为SNA T（源地址NA T）。
事实上我们大多数人在公司上Internet 网时都是利用这种方法，简单过程如下当一个内网外出的数据包经过这些NA T设备时，数据包的源地址就会被NAT设备的公网地址所替代，同时NAT 设备会记录地址的映射信息，这样这个数据包就可以被路由从而在Internet 上传输。
当数据包返回到NAT 设备时，有通过记录下的地址映射信息源地址转为原来的数据包地址。
网络安全与虚拟私人网络(VPN)
网络安全与虚拟私人网络（VPN）随着互联网的广泛应用，网络安全问题变得越来越严重。
为了确保网络安全，人们使用了各种各样的技术手段，其中一种比较常见的技术就是虚拟私人网络（VPN）。
1. 什么是VPN？VPN（Virtual Private Network，虚拟私人网络）是一种将公共网络上的通信加密保护的技术，使用户可以在公共网络上像在私有网络上一样安全地传输数据。
2. VPN的原理VPN主要的原理是将数据在公共网络上进行安全加密，客户端设备与VPN服务器之间的网络传输被加密。
VPN服务器和客户端之间会建立一条加密隧道，所有经过此隧道的数据都会被加密，使黑客无法破解。
3. VPN的优点与传统的网络安全技术相比，VPN有很多优点。
首先，VPN通过启用公共网络上的加密机制，提高了数据的安全性。
其次，VPN是一种相对廉价的解决方案，任何人都可以使用。
最后，VPN无需专业人员操作，即使是普通用户也可以方便地使用。
4. VPN的应用场景VPN被广泛应用在企业、政府和个人等领域。
在企业领域，VPN 可以帮助员工安全地远程工作，访问公司内部网络。
在政府领域，VPN可以确保政府内部数据不被黑客窃取。
在个人领域，VPN可以帮助用户隐藏其IP地址，访问被网络地理限制的服务，比如Netflix、YouTube和Hulu等。
5. VPN的缺点虽然VPN有很多优点，但它也存在一些缺点。
首先，VPN需要不断更新技术来适应新的黑客攻击。
其次，VPN服务可能会暴露用户数据，一旦VPN服务提供商被黑客攻击，用户数据就可能会被泄漏。
最后，一些被限制访问的服务也开始封禁VPN服务，这意味着VPN在某些情况下可能无法使用。
总的来说，虚拟私人网络是一种非常有用的网络安全技术，能够使用户在公共网络上安全地传输数据。
VPN服务的应用场景非常广泛，然而，也需要用户谨慎使用，注意数据的保护。
了解网络安装中的虚拟专用网络(VPN)的基础知识
网络安装中的虚拟专用网络（VPN）的基础知识在现代数字化时代，互联网已经成为了我们生活中不可或缺的一部分。
无论是在家中还是在办公场所，我们都需要与互联网进行连接，以便获取所需的信息和资源。
然而，互联网的开放性也带来了一些安全隐患，例如黑客攻击、信息泄漏等问题。
为了保护个人及企业的信息安全，虚拟专用网络（VPN）应运而生。
VPN是一种通过公共网络（如互联网）搭建的加密通信隧道，用于在不安全的网络上建立安全的连接。
它通过对数据进行加密和隧道化，在传输过程中保证数据的安全性和完整性。
用户可以通过VPN实现远程访问内部网络资源，实现在不同网络之间的连接。
那么，VPN是如何工作的呢？首先，VPN客户端会与VPN服务器进行连接。
在这个过程中，会使用一种叫做“隧道协议”的技术，将用户的数据进行加密。
隧道协议可以确保数据在传输过程中不会被窃听、篡改或修改。
其次，VPN服务器会解密接收到的加密数据，并将其发送到目标网络。
最后，目标网络的服务器将从VPN服务器接收到的数据解密，并将其传送到用户所请求的目标位置。
除了数据的加密传输，VPN还能绕过地理位置限制。
有些网站或服务提供商对于特定地区的用户进行访问限制，通过使用VPN，可以改变所连接的服务器位置，从而绕过地理位置限制，访问被限制的内容。
这对于需要跨国访问受限资源的用户来说，是非常有用的。
此外，VPN还可以隐藏用户的真实IP地址。
每台设备在连接互联网时都会被分配一个唯一的IP地址，这个IP地址有助于追踪用户的位置。
使用VPN可以替代用户的真实IP地址，使用VPN服务器的IP 地址进行连接，从而隐藏用户的真实身份和位置。
当然，虽然VPN在保护用户数据和隐私方面有很大的作用，但并不是万无一失的。
VPN的安全性取决于其所使用的加密算法和协议。
因此，在选择和使用VPN时，用户应该谨慎选择可靠的服务提供商，避免使用低安全级别的VPN工具。
此外，长期依赖于VPN的用户还应该时常关注升级安全补丁以确保网络安全。
配置和管理网络VPN的技巧与流程(一)
配置和管理网络VPN的技巧与流程一、引言在如今的数字化时代，网络安全变得尤为重要。
为了保护个人和企业数据的安全性，配置和管理网络VPN成为了必不可少的任务。
本文将介绍一些技巧与流程，帮助读者更好地理解和掌握VPN的配置与管理。
二、了解VPN的基本概念虚拟专用网络（Virtual Private Network，简称VPN）是一种通过公共网络在私有网络中提供加密通道的技术。
它可以在互联网上建立一个安全通信管道，确保数据的加密和传输安全。
VPN的核心功能在于隧道和加密，通过这两种方式保护数据的传输过程，确保数据的安全性和隐私性。
三、选择合适的VPN协议在配置和管理VPN时，我们需要根据实际需求选择合适的VPN协议。
目前常见的VPN协议有PPTP、L2TP/IPSec、SSTP和OpenVPN等。
PPTP适用于传输速度要求较高的场景，L2TP/IPSec适用于跨平台的连接，SSTP适用于Windows环境下的安全传输，而OpenVPN则是一个开源的VPN协议，具有高度的可配置性和安全性。
四、配置VPN服务器1. 安装VPN服务器软件：根据选择的VPN协议，选择并安装相应的VPN服务器软件。
确保选择的软件在性能和安全性方面都达到要求。
2. 配置用户账号和密码：为用户创建相应的账号和密码，并设置访问权限，确保只有授权用户能够连接VPN服务器。
3. 配置VPN服务器地址和端口：根据实际需求，配置VPN服务器的地址和端口，确保连接时可以准确访问到服务器。
4. 配置加密方式和证书：选择适当的加密方式，配置数字证书，确保数据传输的安全性。
5. 配置网络地址转换（NAT）：如果VPN服务器位于内部网络后面，需要配置NAT以便正确访问内部网络资源。
五、配置VPN客户端1. 安装VPN客户端软件：根据所选择的VPN协议，选择并安装相应的VPN客户端软件。
2. 配置VPN连接：打开VPN客户端软件，根据提供的信息配置VPN连接，包括服务器地址、端口、账号和密码等。
了解网络安装中的虚拟专用网络(VPN)的基础知识(八)
网络安装中的虚拟专用网络（VPN）的基础知识随着互联网的普及和发展，网络安全问题也日趋严峻。
为了保护个人和企业的数据安全，VPN（虚拟专用网络）应运而生。
VPN作为一种加密通信的方式，可以在公共网络中建立安全的通信通道。
在本文中，我们将了解VPN的基础知识和其在网络安装中的重要性。
一、什么是VPNVPN是虚拟专用网络（Virtual Private Network）的缩写，它利用公共网络（如互联网）建立起一条加密通道，使得用户在公共网络上的通信能够安全可靠。
VPN通过加密数据包，保护了用户在互联网上的隐私和安全。
二、VPN的工作原理VPN的工作原理可以简单描述为将用户设备与VPN服务器相连，通过建立加密通道将数据传输到目标网络。
当用户设备与VPN服务器连接时，所有经过VPN的数据包都会被加密，从而保证了数据的私密性。
VPN服务器作为一个中介，使得用户设备和目标网络之间的通信变得安全可靠。
三、VPN的优势1. 数据加密：VPN通过加密处理，使得用户数据包在传输过程中得到保护，避免了数据被窃取或篡改的风险。
2. 隐私保护：使用VPN可以隐藏用户的真实IP地址，保护用户的隐私，并且可以避免被恶意跟踪和监控。
3. 访问限制突破：VPN可以将用户的网络流量转发到其他地理位置，使用户可以绕过地理限制，访问其他国家的互联网资源。
4. 防止封锁：一些地区或机构可能会封锁特定的网站或应用，VPN的使用可以绕过这些封锁，保持网络的开放性。
四、VPN的应用场景1. 企业办公：企业可以使用VPN为员工建立远程办公通道，实现数据的安全传输，有效提升工作效率。
2. 公共WIFI使用：在使用公共WIFI网络时，VPN可以保护用户的隐私，防止黑客等不法分子通过网络进行攻击。
3. 跨国通信：在跨国公司或互联网用户中，VPN可以使得用户能够访问其他国家的网络资源，扩大信息获取的范围。
4. 行业应用：金融、电商等行业对数据安全有较高的要求，VPN可以保障企业数据的安全性和机密性。
路由技术：VPN和NAT哪种更快呢？
很多设备⼚商都说,他们使⽤的VPN加速芯⽚,在定量的情况,基本上不会有速度问题.所谓定量是指,假如你VPN的吞吐量为10M,那么如果你带宽不超过10M,那么这个速度就不会有区别了!事实是这样吗? 刚好⼿上有个环境,正好拿来测试⼀下. 拓朴是这样的:??server(192.168.0.250)---FW1----Internet-----FW2---PC(192.168.35.18) FW1为hillstone SA5020,防⽕墙吞吐为4G,IPSEC VPN吞吐量(3DES+SHA-1)也为4G,FW2为hillstone SA-2003,防⽕墙及VPN吞吐量同为300M,这已经算是极限了,VPN吞吐量跟防⽕墙相同,应该说,速度应该是完全相等了.可事实是这样吗? 我们在SA5020上对服务器做端⼝转发和与SA-2003建⽴VPN连接,然后在PC上同时⽤两种⽅法telnet 到这个端⼝,即: ? ?? ?telnet 192.168.0.250 XXXX ? ?? ?telnet 59.61.XXX.XXX XXXX 同时在PC上抓包,得到哪下图: 这是通过VPN所建⽴的连接，我们看到，从客户端发出SYN请求，到服务器响应ACK，仅花费了0.001678秒的时间，考试⼤提⽰通过外来访问的： 我们看到，通过外来访问建⽴的连接，从客户端发SYN请求到服务器响应ACK，仅花费了0.001465秒，⽐之通过VPN，要快上0.00002秒的时间，也就是说，通过外对服务器进⾏访问，络的延时会⽐通过VPN的少，体现在速度上，那么应该会⽐通过VPN访问要快。
在等同条件下,这个时间差0.00002秒,那么就是精确的NAT与VPN的速度差别,虽然说这个差别已经⽆法从感觉上去体验了 所以,⽆论说VPN速度有多快,那还是会跟NAT有差别的. 但同时,我们也看到,SA在处理VPN的速度上,确实也已经达到极限了~。
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点到点隧道协议 第二层隧道协议 IP 安全通信协议
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虚拟专用网协议
点对点通道协议（PPTP）
网络必须基于 IP 没有帧头压缩
第二层通道协议（L2TP）
网络可以基于 IP、帧中 继、X.25 或者 ATM 帧头压缩 隧道验证 使用 IPSec 加密
ISP 3
NAT服务器
来源IP 203.12.23.34 来源端口 80
Internet
目的IP 61.11.22.33 目的端口 3333
ISP
203.12.33.34
1 4
计算机B IP：192.168.0.10 Gateway：192.168.0.254
网站
来源IP 203.12.23.34
来源端口 80
第18讲 NAT与VPN（1）
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主要内容
NAT和VPN概述 理解NAT和VPN的工作过程
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NAT的基本概念
目的IP 192.168.0.10
目的端口 2222
源地址
源端口 2222 3333 80 80
目的IP
目的端口 203.12.23.34 80 203.12.23.34 80 61.11.22.33
北京八维教育基地网络工程学院 192.168.0.10
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用于接收并响应VPN客户端的连接请求并建立VPN连接。可是VPN 设备，也可是运行VPN服务的主机。 VPN客户端 通常为VPN连接组件的主机 隧道协议 VPN的实现依赖于隧道协议，通过它进行封装，同时 提供加密、认证等安全服 务。
VPN服务器
目前常用的隧道协议
PPTP L2TP IPSec
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NAT的工作过程与实例图
来源IP 192.168.0.10 来源端口 2222 目的IP 202.12.23.34 目的端口 80
2
计算机A IP：192.168.0.1 Gateway：192.168.0.254 192.168.0.254
没有隧道验证
内建 PPP 加密
Internet
客户端
PPTP 或 L2TP
服务器
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常见的VPN种类和工作实例
远程客户端VPN
VPN （PPTP或L2TP通道）
总公司网络
客户端 VPN客 户端
ISP
Internet
ISP
VPN服务器
客户端
VPN （PPTP或L2TP通道）
乙网络
站点到站点的VPN
计算机A
计算机B
ISP
VPN服务器
Internet
ISP
VPN服务器
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1.192.168.0.10 2.61.11.22.33 3.203.12.23.34 3333 4.203.12.23.34 2222
VPN的基本概念
VPN（虚拟专用网）是穿越专用网络或公用网络的、安
全的、点对点连接的网络。VPN客户端使用特定的隧道协 议，与VPN服务器建立虚拟连接。
VPN组件构成：
NAT（Network
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
Address Translation）网络地址转换
位于使用专用地址的内部网和使用公网地址的Internet之间。
主要功能：
让多人同时通过NAT来上网，而且只需使用一个公网地址。 支持DHCP、DNS功能 支持TCP/IＰ端口映射功能，让外部用户可访问内部服务器。 支持多个公网地址与地址映射的功能，让外界通过NAT来与网络内部的应 用程序通信