网络架构实战课
谢友鹏
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18|VPN:怎样构建安全的企业网络?

你好,我是谢友鹏。
上节课我们学习了如何通过 TLS 协议在公网中安全传输数据。TLS 协议通过在传输层和应用层之间添加一层安全协议,实现了加密、认证和完整性校验。然而,TLS 更适用于点对点的安全通信场景,对于某些需要更通用解决方案的情况,TLS 并不是最优选择。
例如,一个公司的多个办公地点希望通过公网连接,形成一个逻辑上的统一网络,不仅需要确保通信的安全性,还希望异地操作能像局域网内一样方便,比如访问远程办公的共享文件夹,而不需要额外的加密配置。此时,VPN(虚拟专用网络)就成为一种理想的解决方案,它通过在网络层建立安全的隧道,既满足了数据加密的需求,又让跨网络的操作更加流畅和便捷。

VPN 原理

在正式讲解今天的内容之前,需要说明一下,这节课讨论的 VPN 特指工作在 IP 层、具有安全功能的 VPN,不包括基于 SSL 的 VPN(如 OpenVPN)

VPN 是什么?

VPN(Virtual Private Network,虚拟专用网)是一种通过公共网络来安全地扩展专用网络的技术。我画张图来帮助你更直观地理解它的作用。
如上图所示,VPN 通过在公共网络中创建一个虚拟的、加密的隧道,使用户可以安全地在公共网络上传输数据,仿佛他们的设备直接连接到了专用网络上一样。这种技术不仅提升了专用网络的功能和安全性,还可以让用户在公共网络上访问原本无法直接访问的资源,因此 VPN 常被应用于远程办公、跨分支机构组网等场景。
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1. VPN是一种通过公共网络来安全地扩展专用网络的技术,通过在公共网络中创建一个虚拟的、加密的隧道,使用户可以安全地在公共网络上传输数据,仿佛他们的设备直接连接到了专用网络上一样。 2. VPN的核心理念是“公网私用”,通过在网络层实现加密、认证、完整性校验和防重放,使得VPN既安全又通用。 3. IPSec和WireGuard是两种工作在IP层的VPN协议,IPSec的优势在于存量网络设备支持较为完善,而WireGuard优势在于简洁,已经被集成到了Linux内核。 4. VPN组网中,子网之间的互通一般使用隧道模式,通过VPN网关来完成隧道建立和加解密等功能,使得子网内的设备可以像在一个局域网内通信一样。 5. VPN网关通过协商(Handshake)来确定使用的加密算法、认证算法、交换双方要保护的子网范围等信息,以及交换密钥方法,如IPsec协议中的IKE(Internet Key Exchange)。 6. VPN隧道建立时,首先会通过IKE协议协商出IKE SA(安全联盟),其中包含密钥,然后在IKE SA的保护下,协商出IPsec SA,用于加密、认证和保护流量。 7. 配置VPN可以在公共网络上建立安全的加密通道,打通两个子网的通信,实现子网之间的安全通信。 8. VPN实战需要根据实验环境进行网络拓扑图的设计和子网的配置,以及实际的实验操作步骤。 9. VPN实战的目标是通过配置VPN,在公共网络上建立安全的加密通道,实现子网之间的通信。 10. VPN实战需要根据实验环境进行网络拓扑图的设计和子网的配置,以及实际的实验操作步骤。

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    wireguard 使用的场景是,两个独立网络都需要公网IP吗? 不能在两个普通家用网络环境下,打通两个环境下的网络。

    作者回复: VPN能工作的前提是VPN网关的四层网络能通,而且互通的两端至少有一端能listen接收到外部报文 。家庭网络因为nat 的缘故是没法主动listen 接收外部报文的,所以wireguard 没办法直接打通两个家庭网络。如果你想实现家庭网络直接互通,可以看一下p2p网络相关资料,通过nat 打洞是有可能实现的,具体情况还取决于两个家庭网络的nat 类型。

    2025-03-21归属地:四川
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