Как организовать защищённый доступ при помощи VPN. Объединение удаленных офисов. VPN (Virtual Private Networks)

Как быть, если необходимо провести подключение удаленных офисов и их соединение в одну локальную сеть или подключить к локальной сети офиса удаленных сотрудников?

Интернет развивается стремительно, открывая любому владельцу компьютера доступ к неограниченным информационным ресурсам. Возможность доступа к корпоративной сети в любое время и из любого места быстро превращается в обязательное требование делового мира. Все больше компаний стремятся внедрить технологии, позволяющие организовать совместную работу, не зависимо от географического расположения работников или клиентов. Сотрудники, находящиеся в командировках, получают возможность входить в корпоративную сеть прямо из гостиничных номеров, а те, кто работает дома, поддерживают связь с головными офисами компаний в реальном времени. До недавнего времени для этого требовалось дорогостоящее оборудование и каналы связи, аренда которых тоже стоила недешево.

Что такое VPN?

С точки зрения потребителя, VPN (виртуальная частная сеть) - это технология, с помощью которой можно организовать удаленный защищенный доступ через открытые каналы Интернета к серверам, базам данных, любым ресурсам вашей корпоративной сети. С помощью виртуальной частной сети легко объединить между собой офисы или производственные объекты, обеспечить гарантированно качественную и защищенную связь на всей территории России или за рубежом. Основное преимуществом VPN перед выделенными каналами связи - сохранение денег компании, согласитесь, это не последний вопрос для любого человека в нашей стране, да и вообще в мире.

Возможности VPN:

высокая степень защиты от несанкционированного доступа, основанная на криптографии;
работа персонала удаленных офисов организации с приложениями и программами, находящимися в главном офисе (например, с системой 1С: Предприятие);
безопасный документооборот между офисами компании;
оптимизация затрат на обеспечение доступа к информации.

Решения:

Все продукты для создания VPN можно разделить на две категории - программные и аппаратные. Ряд компаний, такие как Cisco Systems, NetScreen, Sonic предлагают целый спектр решений, которые могут масштабироваться в зависимости от количества одновременных VPN-соединений, с которыми планируется работать. Зачастую их проще и быстрее настраивать, но основной минус аппаратных решений - их очень высокая стоимость.

Программное решение для VPN - как правило, готовое приложение коммерческое или свободно распространяемое (OpenVPN), которое устанавливается на подключенном к сети компьютере? обычно интернет-шлюзе. Из соображений защиты и производительности для установки VPN-приложений лучше всего выделять отдельные машины, желательно c *nix подобной ОС.

Как это работает?

В своей простейшей форме VPN соединяют удаленных пользователей или удаленные офисы с сетью предприятия. Схема соединения очень проста - удаленный пользователь запускает на своём компьютере, имеющем выход в Интернет, клиентскую программу для соединения с удаленным офисом. В данном случает используется OpenVPN клиент. Программа соединяется с сервером предприятия и шифрует весь трафик, причем доступ организуется по шифрованному ключу пользователя, на который можно установить пароль.

При этом формируется канал VPN, представляющий собой «туннель», по которому можно производить обмен данными между двумя конечными узлами. Этот туннель «непрозрачен» для всех остальных пользователей, включая провайдера. Каналы VPN защищены мощными алгоритмами шифрования, заложенными в стандарты протокола безопасности Internet Protocol Security (IPSec).

Теперь у Вас есть некоторое представление о том, что такое VPN и как это работает. Если Вы руководитель - задумайтесь, возможно это именно то, что Вы искали.

Если считаете статью полезной,
не ленитесь ставить лайки и делиться с друзьями.

В современных условиях развития информационных технологий, преимущества создания виртуальных частных сетей неоспоримы. Но прежде чем перечислить наиболее очевидные и полезные способы организации виртуальных частных сетей, необходимо определиться с самим понятием. Виртуальная частная сеть или просто VPN (Virtual Private Network) – это технология, при которой происходит обмен информацией с удаленной локальной сетью по виртуальному каналу через сеть общего пользования с имитацией частного подключения «точка-точка». Под сетью общего пользования можно подразумевать как Интернет, так и другую интрасеть.

Предыстория

История зарождения VPN уходит своими корнями далеко в 60-е годы прошлого столетия, когда специалисты инженерно-технического отдела нью-йоркской телефонной компании разработали систему автоматического установления соединений абонентов АТС – Centrex (Central Exchange). Другими словами это не что иное, как виртуальная частная телефонная сеть, т.к. арендовались уже созданные каналы связи, т.е. создавались виртуальные каналы передачи голосовой информации. В настоящее время данная услуга заменяется более продвинутым ее аналогом – IP-Centrex. Соблюдение конфиденциальности было важным аспектом при передаче информации уже достаточно длительное время, приблизительно в 1900 году до н.э. первые попытки криптографии проявляли египтяне, искажая символы сообщений. А в XV веке уже нашей эры математиком Леоном Батистом Альберти была создана первая криптографическая модель. В наше время именно виртуальная частная сеть может обеспечить достаточную надежность передаваемой информации вместе с великолепной гибкостью и расширяемостью системы.

VPN versus PN

Организовывая безопасные каналы передачи информации в учреждениях несправедливо не рассмотреть вариант организации полноценной частной сети. На рисунке ниже изображен вариант организации частной сети небольшой компанией с 2 филиалами.

Доступ во внешнюю сеть может осуществляться как через центральный офис, так и децентрализовано. Данная организация сети обладает следующими неоспоримыми преимуществами:

высокая скорость передачи информации, фактически скорость при таком соединении будет равна скорости локальной сети предприятия;
безопасность, передаваемые данные не попадают в сеть общего пользования;
за пользование организованной сетью ни кому не надо платить, действительно капитальные вложения будут только на стадии изготовления сети.

На следующем рисунке изображен аналогичный вариант организации сети учреждения с филиалами, но только с использованием виртуальных частных сетей.

В данном случае преимущества, приведенные для частных сетей, оборачиваются недостатками для виртуальных частных сетей, но так ли значительны эти недостатки? Давайте разберемся:

скорость передачи данных. Провайдеры могут обеспечить достаточно высокоскоростной доступ в Интернет, однако с локальной, проверенной временем 100 Мбит сетью он все равно не сравнится. Но так ли важно каждый день перекачивать сотни мегабайт информации через организованную сеть? Для доступа к локальному сайту предприятия, пересылки электронного письма с документом вполне достаточно скорости, которой могут обеспечить Интернет-провайдеры;
безопасность передаваемых данных. При организации VPN передаваемая информация попадает во внешнюю сеть, поэтому об организации безопасности придется позаботиться заранее. Но уже сегодня существуют достаточно стойкие к атакам алгоритмы шифрования информации, которые позволяют владельцам передаваемых данных не беспокоиться за безопасность. Подробнее о способах обеспечения безопасности и алгоритмах шифрования чуть ниже;
за организованную сеть никому не надо платить. Достаточно спорное преимущество, поскольку в противовес дешевизне пользования сетью стоят большие капитальные затраты на ее создание, которые могут оказаться неподъемными для небольшого учреждения. В то же время плата за использование Интернет в наши дни сама по себе достаточно демократичная, а гибкие тарифы позволяю выбрать каждому оптимальный пакет.

Теперь разберемся с наиболее очевидными преимуществами VPN:

масштабируемость системы. При открытии нового филиала или добавления сотрудника, которому позволено пользоваться удаленным доступом не нужно никаких дополнительных затрат на коммуникации.
гибкость системы. Для VPN не важно, откуда вы осуществляете доступ. Отдельно взятый сотрудник может работать из дома, а может во время чтения почты из корпоративного почтового ящика фирмы пребывать в командировке в абсолютно другом государстве. Также стало возможным использовать так называемые мобильные офисы, где нет привязки к определенной местности.
из предыдущего вытекает, что для организации своего рабочего места человек географически неограничен, что при использовании частной сети практически невозможно.

Отдельным пунктом можно выделить создание не проводных частных сетей, а беспроводных. При таком подходе можно даже рассмотреть вариант со своим спутником. Однако в этом случае начальные затраты достигают астрономических высот, скорость снижается фактически до скорости пользования всемирной паутиной, а для надежного обеспечения безопасности необходимо применять опять таки шифрование. И в итоге получаем туже виртуальную частную сеть, только с неимоверно высокими начальными затратами и затратами на поддержание в рабочем состоянии всего оборудования. Способы организации В VPN наиболее целесообразно выделить следующие три основных способа: В этом случае для удаленных клиентов будут очень урезаны возможности по использованию корпоративной сети, фактически они будут ограничены доступом к тем ресурсам компании, которые необходимы при работе со своими клиентами, например, сайта с коммерческими предложениями, а VPN используется в этом случае для безопасной пересылки конфиденциальных данных. Средства защиты информации – протоколы шифрования Поскольку данные в виртуальных частных сетях передаются через общедоступную сеть, следовательно, они должны быть надежно защищены от посторонних глаз. Для реализации защиты передаваемой информации существует множество протоколов, которые защищают VPN, но все они подразделяются на два вида и работают в паре:

протоколы, инкапсулирующие данные и формирующие VPN соединение;
протоколы, шифрующие данные внутри созданного туннеля.

Первый тип протоколов устанавливает туннелированное соединение, а второй тип отвечает непосредственно за шифрование данных. Рассмотрим некоторые стандартные, предлагаемые всемирно признанным мировым лидером в области разработки операционных систем, решения. В качестве стандартного набора предлагается сделать выбор из двух протоколов, точнее будет сказать наборов:

PPTP (Point-to-Point Tunneling Protocol) – туннельный протокол «точка-точка», детище Microsoft и является расширением PPP (Point-to-Point Protocol), следовательно, использует его механизмы подлинности, сжатия и шифрования. Протокол PPTP является встроенным в клиент удаленного доступа Windows XP. При стандартном выборе данного протокола компанией Microsoft предлагается использовать метод шифрования MPPE (Microsoft Point-to-Point Encryption). Можно передавать данные без шифрования в открытом виде. Инкапсуляция данных по протоколу PPTP происходит путем добавления заголовка GRE (Generic Routing Encapsulation) и заголовка IP к данным обработанных протоколом PPP.
L2TP (Layer Two Tunneling Protocol) – более совершенный протокол, родившийся в результате объединения протоколов PPTP (от Microsoft) и L2F (от Cisco), вобравший в себя все лучшее из этих двух протоколов. Предоставляет более защищенное соединение, нежели первый вариант, шифрование происходит средствами протокола IPSec (IP-security). L2TP является также встроенным в клиент удаленного доступа Windows XP, более того при автоматическом определении типа подключения клиент сначала пытается соединиться с сервером именно по этому протоколу, как являющимся более предпочтительным в плане безопасности.

Инкапсуляция данных происходит путем добавления заголовков L2TP и IPSec к данным обработанным протоколом PPP. Шифрование данных достигается путем применения алгоритма DES (Data Encryption Standard) или 3DES. Именно в последнем случае достигается наибольшая безопасность передаваемых данных, однако в этом случае придется расплачиваться скоростью соединения, а также ресурсами центрального процессора. В вопросе применения протоколов компания Microsoft и Cisco образуют некий симбиоз, судите сами, протокол PPTP – разработка Microsoft, но используется совместно с GRE, а это продукт Cisco, далее более совершенный в плане безопасности протокол L2TP – это ни что иное, как гибрид, вобравший в себя все лучшее PPTP (уже знаем чей) и L2F, да правильно, разработанный Cisco. Возможно именно поэтому VPN, при правильном подходе в организации, считается надежным способом передачи конфиденциальных данных. Рассмотренные здесь примеры протоколов не являются единственными, существует множество альтернативных решений, например, PopTop – Unix реализация PPTP, или FreeSWAN – протокол для установления IPSec соединения под Linux, а также: Vtun, Racoon, ISAKMPD и др.

Практическая реализация

Теперь перейдем от теории к практике, ведь, как известно: «практика – критерий истины». Попробуем организовать простой вариант виртуальной частной сети, изображенный на рисунке ниже.

Удаленный сотрудник или сотрудница находится вне офиса и имеет доступ в сеть общего пользования, пускай это будет Интернет. Адрес сети, к которой необходимо получить доступ 11.7.0.0 маска подсети соответственно 255.255.0.0. Данная корпоративная сеть – это доменная сеть, под управлением Windows 2003 Server Corporate Edition. На сервере имеется два сетевых интерфейса с IP адресами, внутренним для корпоративной сети 11.7.3.1 и внешним 191.168.0.2. Следует отметить, что при проектировании сети VPN сервер ставится в самую последнюю очередь, поэтому Вы сможете без особых проблем организовать VPN доступ к уже отлаженной и сформированной сети организации, но, в тоже время, если в управляемой сети произошли существенные изменения, то, возможно, Вам потребуется перенастроить VPN сервер. В нашем случае имеется уже сформированная сеть, с адресами, описанными выше, необходимо настроить VPN сервер, а также разрешить определенным пользователям доступ из внешней сети. В корпоративной сети имеется внутренний сайт, к которому мы и попытаемся получить доступ посредствам виртуальной частной сети. В Windows 2003 Server установка роли VPN сервера осуществляется достаточно просто.

Следуя подсказкам мастера, устанавливаем необходимые параметры: на втором шаге выбираем удаленный доступ (VPN или модем); потом удаленный доступ через Интернет; на 4-м шаге указываем интерфейс сервера, подключенный к Интернету, в нашем случае 191.168.0.2; далее определяем способ назначения адресов удаленным клиентам, в нашем случае это будут автоматически назначенные адреса; если у Вашей сети имеется RADIUS сервер, для централизованной проверки подлинности подключений, выберете его, если нет, тогда оставьте эту задачу VPN серверу. Итак, VPN сервер создан, после проделанных установок, переходим к управлению пользователями нашего домена и для работников, которые нуждаются в удаленном доступе к внутренней сети организации, разрешаем этот самый доступ, установив на вкладке «Входящие звонки» соответствующий переключатель.

При конфигурировании виртуальной частной сети следует помнить, что для корректной работы необходимо, чтобы установленный брандмауэр разрешал протоколы, используемые VPN. С серверной частью закончили, переходим к созданию клиента виртуальной частной сети на удаленном компьютере. Для этого необходимо запустить мастер сетевых подключений. На втором шаге, следуя подсказкам, выбрать пункт «Подключить к сети на рабочем месте». На третьем шаге «Подключение к виртуальной частной сети». Следующий шаг – вводим название подключения. Пятый шаг – выбираем, следует ли предварительно подключаться к Интернету (если Вы подключаетесь с места с постоянным доступом, выберете «нет», если же используете, например, мобильный телефон в качестве модема, тогда следует выбрать предварительный набор номера для подключения к Интернету). На предпоследнем шаге вводим IP-адрес сервера, к которому осуществляется доступ.

Для уже созданного подключения можно в любой момент откорректировать свойства, а также настроить некоторые моменты, касающиеся безопасности и типа созданного подключения.

Проверка

Конфигурирование удаленного доступа завершено, пришло время проверить его работоспособность. Начнем традиционно, со всеми любимой команды «ping», просто попробуем «пропинговать» какую-нибудь рабочую станцию из нашей корпоративной сети.

Отлично, компьютеры видны, однако удаленному работнику вряд ли понадобится это, попробуем зайти на локальный сайт организации.

Все отлично работает, осталось замерить производительность работы созданной виртуальной частной сети. Для этого скопируем файл через VPN подключение, а также, не используя его, на VPN сервер. В качестве физической среды передачи информации выступит 100 Мбит сеть, в этом случае пропускная способность сети не является ограничивающим фактором. Итак, копирование файла размером 342 921 216 байт происходило 121 секунду. С подключением VPN – 153 секунды. В целом потеря во времени копирования составила 26%, что естественно, поскольку при передаче информации через VPN появляются дополнительные накладные расходы в виде шифрования/дешифрования данных. В нашем случае использовался протокол PPTP, при использовании других видов протоколов потеря во времени также будет варьировать. В настоящее время Microsoft рекомендует использовать протокол L2TP IPSec вместе со смарт-картами для обеспечения максимальной защиты при проверке подлинности и передачи информации.

Выводы

Виртуальная частная сеть не новое, но, как видим, очень полезное изобретение в мире информационных технологий, которое поможет Вам безопасно получить интересующую Вас информацию. Следует отметить, что для реализации VPN существуют целые аппаратные комплексы, однако они не взыскали широкого распространения в силу своей направленности на обслуживание больших предприятий и, как следствие, дороговизны. Вычислительная мощь аппаратных решений конечно очень высока, но не всегда востребована, поэтому программные решения, а тем более стандартные, не требующие дополнительных затрат на поиск и приобретение дополнительного программного обеспечения, снискали такую огромную популярность. Построенная в результате VPN на самом деле очень проста, но она освещает основные моменты построения VPN. Построение других видов VPN на основе Microsoft 2003 Server принципиально ничем не отличаются, все просто и легко. В заключение хотелось бы сказать, что на самом деле способов применения VPN действительно очень много, и они не исчерпываются только случаями, описанными в данной статье, а способы реализации перечислить практически невозможно. Однако если Вы нашли для себя выход из ситуации с помощью VPN, никогда не забывайте о такой важной составляющей, как безопасность не только информации, которая передается, но и самого подключения.

Мультисервисные и беспроводные сети

Объединение офисов предприятия на основе технологий VPN

Корпоративные сети передачи данных предназначены для обеспечения эффективного функционирования информационной инфраструктуры предприятия. КСПД позволяют объединить разрозненные и удаленные территории и офисы компании в единую корпоративную сеть , создать единое информационное пространства и защищенные соединения удаленных офисов на основе технологий VPN (см. рис.1). Защищённая корпоративная виртуальная частная сеть, обеспечивает шифрование данных, передаваемых между офисами компании.ИЦ "Телеком-Сервис" предлагает комплексные решения по построению корпоративных VPN сетей на основе оборудования Cisco Systems, Juniper Networks и Huawei Technologies.

Рис.1 Схема организации корпоративной VPN сети

Организация корпоративной VPN сети на основе оборудования Cisco Systems

В настоящее время компания Cisco Systems предлагает высокотехнологичные VPN-решения полностью соответствующие требованиям российского технического регулирования в сфере информационной безопасности.

Компаниями Cisco Systems и С-Терра СиЭсПи разработана новая версия VPN-модуля NME-RVPN (MCM), поддерживающий российские крипто алгоритмы и тесно интегрируемый в интеллектуальную информационную сеть.Интеграция модуля NME-RVPN в исполнении МСМ в маршрутизаторы Cisco ISR серий 2800/3800 и 2900/3900 позволяет потребителям получить единое решение, обеспечивающее защиту передаваемой информации в соответствии с требованиями российских стандартов, развитую маршрутизацию, поддержку механизмов качества обслуживания приоритетного трафика (QoS), а также сервисы IP-телефонии и передачи видео. Подобные качества, дополненные управляемостью и надежностью платформ на базе операционной системыВ качестве альтернативного решения предлагается построение защищенной VPN сети на основе межсетевых экранов Cisco ASA 5500. Линейка межсетевых экранов ASA 5500 позволяет разворачивать VPN сети на основе протокола IPSec с использованием симметричного алгоритма шифрования DES (Data Encryption Standard ). Для шифрования использует ключ с длиной 56 бит, что соответствует требованиям российского технического регулирования в сфере информационной безопасности. Решение является бюджетным по сравнению с вариантом на основе модуля NME-RVPN. Недостатком такого решения является низкая стойкость алгоритма шифрования DES по сравнению с существующими алгоритмами шифрования.

Организация корпоративной VPN сети на основе оборудования Juniper Networks

Реализацию защищенной VPN сети предлагается выполнять на основе серии сервисных шлюзов Juniper SRX. Серия сервисных шлюзов SRX позволяет разворачивать VPN сети на основе протокола IPSec без ограничений по используемым алгоритмам шифрования. В сервисных шлюзах SRX консолидирован функционал маршрутизации, коммутации и сетевой безопасности. Серия шлюзов SRX имеет высокую производительность в части функционала межсетевого экрана, функции IPS и большую плотность GE портов с поддержкой функции PoE. Т.о. данное решение можно отнести к классу бюджетных решений, позволяющих разворачивать VPN сети без ограничений по применяемым алгоритмам шифрования.

Организация корпоративной VPN сети на основе оборудования Huawei Symantec

Реализацию защищенной VPN сети предлагается выполнять на основе шлюзов безопасности USG. Шлюзы безопасности USG позволяет разворачивать VPN сети на основе протокола IPSec без ограничений по используемым алгоритмам шифрования. Универсальные шлюзы безопасности USG представляют собой новое поколение многофункциональных шлюзов безопасности, предназначенных для предприятий среднего бизнеса, филиалов крупных предприятий. Благодаря модульной структуре, USG объединяет различные функции, такие как безопасность, маршрутизация, коммутация и функции беспроводной связи.Также предлагается решение по организации VPN сетей полностью соответствующих требованиям российского технического регулирования в сфере информационной безопасности. Для защиты данных используется программно-аппаратный комплекс (далее - ПАК) «ViPNet Coordinator HW-VPNM», являющийся совместной разработкой компаний ИнфоТеКС и Huawei Symantec. ПАК «ViPNet Coordinator HW-VPNM» является универсальным средством защиты информации в локальных и глобальных сетях связи (включая Интернет) и выполняет функции межсетевого экрана и криптошлюза. Особенностями ПАК являются его исполнение в виде модуля расширения к маршрутизаторам Huawei Symantec USG, а также высокая производительность в задаче шифрования реального IP-трафика – до 180 Мбит/с трафика без ограничения на число одновременно поддерживаемых сессий. Следует отметить, что при этом осуществляется полное шифрование всего IP-трафика по алгоритму ГОСТ 28147-89 с одновременной инкапсуляцией (сокрытием структуры информации) исходных IP-пакетов в UDP-пакеты. Это обеспечивает беспрецедентную стойкость к попыткам анализа и несанкционированного доступа к защищаемой информации. ПАК «ViPNet Coordinator HW» имеет сертификат соответствия ФСБ РФ №СФ/124-1459 от 9 мая 2010 года, удостоверяющего его соответствие требованиям ФСБ России к СКЗИ класса КС3 и возможность использования для криптографической защиты информации (шифрование и имитозащиты IP-трафика) информации, не содержащей сведений, составляющих государственную тайну.

Организация корпоративной VPN сети на основе системы ViPNet компании ИнфоТеКС

Концепция построения виртуальных частных сетей в полном соответствии с современными законодательными требованиями российских регуляторов. Предлагаемое решение соответствует следующим требованиям:

Использование только отечественных алгоритмов симметричного шифрования, хэширования, а также асимметричного шифрования и электронно-цифровой подписи (ГОСТ 28147-89, ГОСТ 34.11-94, ГОСТ 34.10-2001)
Наличие сертификатов ФСТЭК и ФСБ как на криптографические продукты, так и на изделия в целом (для программно-аппаратных комплексов)
Сертифицированные решения по межсетевому экранированию
Организация особых условий доступа к открытым сетям (невозможность одновременного доступа к ресурсам открытых сетей и защищённой сети)
Защита передаваемых данных посредством шифрования на всех сегментах сети (всех участках прохождения данных начиная от рабочей станции).

Типовое решение состоит из следующих функциональных компонентов (см. рис.2):

Рис.2

Рабочее место администратора – комплект программного обеспечения для первоначальной настройки и управления виртуальной частной сетью.
Программное обеспечение ViPNet Client (клиентское ПО) – программный продукт, устанавливаемый на каждой рабочей станции (или сервере с операционной системой MS Windows), для которой необходимо обеспечить криптографическую защиту передаваемых данных – реализует функции шифрования трафика и персонального межсетевого экрана.
Криптошлюз – программно-аппаратный комплекс (специализированное устройство), выполняющий функции маршрутизации, терминирования туннелей виртуальной частной сети и корпоративного межсетевого экрана
Сервер открытого Интернета – программно-аппаратный комплекс, выполняющий функцию защищённого прокси-сервера для доступа к ресурсам Интернет.

VPN (Virtual Private Network) - это виртуальная частная сеть или логическая сеть, которая создается поверх незащищённых сетей (сетей оператора связи или сервис-провайдера Интернет). VPN – это технология, которая обеспечивает защиту данных при передаче их по незащищенным сетям. Виртуальная частная сеть позволяет организовать туннель в незащищённых сетях (между двумя точками сети), например в ATM, FR или IP-сетях.

С помощью VPN можно осуществить соединения: сеть-сеть, узел-сеть или узел-узел. Такие свойства технологии VPN предоставляют возможность объединить территориально удаленные друг от друга локальные сети офисов компании в единую корпоративную информационную сеть. Необходимо отметить, что корпоративные вычислительные сети (КВС) можно организовывать и на базе выделенных (частных или арендованных) каналов связи. Такие средства организации используются для небольших КВС (предприятий с компактно расположенными офисами) с неизменяющимся во времени трафиком.

Известны основные виды VPN и их комбинации:

Intranet VPN (внутрикорпоративные VPN);
Extranet VPN (межкорпоративные VPN);
Remote Access VPN (VPN с удаленным доступом);
Client/Server VPN (VPN между двумя узлами корпоративной сети).

В настоящее время для построения корпоративных территориально распределенных сетей в разделяемой инфраструктуре сервис-провайдеров и операторов связи применяются следующие технологий:

IP-туннели с использованием технологий GRE или IPSec VPN;
SSL, к которой относятся OpenVPN и SSL VPN (SSL/TLS VPN) для организации безопасных каналов связи;
MPLS в сети оператора (L3 VPN) или VPN в сети BGP/MPLS;
Metro Ethernet VPN в сети оператора (L2 VPN). Наиболее перспективная технология, используемая в Metro Ethernet VPN, - это VPN на базе MPLS (MPLS L2 VPN) или VPLS.

Что касается применения выделенных линий и технологий Frame Relay, ATM для организации корпоративных территориально распределенных сетей, то они уже для этих целей практически не применяются. Сегодня, как правило, КВС строятся на основе оверлейных сетей (клиент-серверных и одноранговых сетей), которые работают в разделяемой инфраструктуре операторов, и являются «надстройками» над классическими сетевыми протоколами.

Для организации территориально распределенных корпоративных сетей провайдеры предоставляют заказчикам следующие основные модели VPN в среде Интернет:

модель IP VPN (GRE, IPSec VPN, OpenVPN) через WAN сеть, в которой настройка VPN обеспечивается заказчиком;
модель L 3 VPN или MPLS L3 VPN через WAN сеть, в которой настройка VPN обеспечивается сервис-провайдером или оператором связи;
модель L2 VPN через MAN сеть, в которой настройка VPN обеспечивается провайдером или оператором связи:
- point-to-point (AToM, 802.1Q, L2TPv3);
- multipoint (VPLS и H-VPLS).

Технологии VPN можно классифицировать и по способам их реализации с помощью протоколов: аутентификации, туннелирования и шифрования IP-пакетов. Например, VPN (IPSec, OpenVPN, PPTP) основаны на шифровании данных заказчиков, VPN (L2TP и MPLS) базируются на разделении потоков данных между заказчиками VPN, а SSL VPN основана на криптографии и аутентификации трафика. Но, как правило, VPN используют смешанные варианты, когда совместно используются технологии: аутентификации, туннелирования и шифрования. В основном организация VPN-сетей осуществляется на основе протоколов канального и сетевого уровней модели OSI.

Необходимо отметить, что для мобильных удаленных пользователей была разработана технология SSL VPN (Secure Socket Layer - уровень защищенных сокетов), которая основана на ином принципе передачи частных данных (данных пользователей) через Интернет. Для организации SSL VPN используется протокол прикладного уровня HTTPS. Для HTTPS используется порт 443, по которому устанавливается соединение с использованием TLS (Transport Layer Security - безопасность транспортного уровня).

TLS и SSL (TLS и SSL- протоколы 6 уровня модели OSI) - это криптографические протоколы, которые обеспечивают надежную защиту данных прикладного уровня, так как используют асимметричную криптографию, симметричное шифрование и коды аутентичности сообщений. Но поскольку в стеке TCP/IP определены 4 уровня, т.е. отсутствуют сеансовый и представительский уровни, то эти протоколы работают над транспортным уровнем в стеке TCP/IP, обеспечивая безопасность передачи данных между узлами сети Интернет.

Модель IP VPN, в которой настройка VPN обеспечивается заказчиком

Модель IP VPN может быть реализована на базе стандарта IPSec или других протоколов VPN (PPTP, L2TP, OpenVPN). В этой модели взаимодействие между маршрутизаторами заказчика устанавливается через WAN сеть сервис-провайдера. В этом случае провайдер не участвует в настройке VPN, а только предоставляет свои незащищённые сети для передачи трафика заказчика. Сети провайдеров предназначены только для инкапсулированного или наложенного (прозрачного) соединения VPN между офисами заказчика.

Настройка VPN осуществляется телекоммуникационными средствами заказчика, т.е. заказчик сам управляет маршрутизацией трафика. VPN соединение – это соединение поверх незащищённой сети типа точка-точка: «VPN шлюз - VPN шлюз» для объединения удаленных локальных сетей офисов, «VPN пользователь - VPN шлюз» для подключения удаленных сотрудников к центральному офису.

Для организации VPN-сети в каждый офис компании устанавливается маршрутизатор, который обеспечивает взаимодействие сети офиса с VPN-сетью. На маршрутизаторы устанавливается программное обеспечение для построения защищённых VPN, например, бесплатный популярный пакет OpenVPN (в этом случае пакет OpenVPN надо сконфигурировать для работы в режиме маршрутизации). Технология OpenVPN основана на SSL стандарте для осуществления безопасных коммуникаций через Интернет.

OpenVPN обеспечивает безопасные соединения на основе 2-го и 3-го уровней OSI. Если OpenVPN сконфигурировать для работы в режиме моста - он обеспечивает безопасные соединения на основе 2 уровня OSI, если в режиме маршрутизации - на основе 3-го уровня. OpenVPN в отличие от SSL VPN не поддерживает доступ к VPN-сети через web-браузер. Для OpenVPN требуется дополнительное приложение (VPN-клиент).

Маршрутизатор головного офиса компании настраивается в качестве VPN-сервера, а маршрутизаторы удаленных офисов в качестве VPN-клиентов. Маршрутизаторы VPN-сервер и VPN-клиенты подключаются к Интернету через сети провайдера. Кроме того, к главному офису можно подключить ПК удаленного пользователя, настроив на ПК программу VPN-клиента. В итоге получаем модель IP VPN (скриншот представлен на рис. 1).

Рис. 1. Модель сети IP VPN (Intranet VPN + Remote Access VPN)

Модель MPLS L3 VPN или L3 VPN, в которой настройка VPN обеспечивается сервис-провайдером или оператором связи (поставщиком услуг)

Рассмотрим процесс организации VPN-сети для трех удаленных локальных сетей офисов заказчика услуг (например, корпорации SC-3), размещенных в различных городах, с помощью магистральной сети MPLS VPN поставщика услуг, построенной на базе технологии MPLS L3 VPN. Кроме того, к сети корпорации SC-3 подключен ПК удаленного рабочего места и ноутбук мобильного пользователя. В модели MPLS L3 VPN оборудование провайдера участвует в маршрутизации клиентского трафика через сеть WAN.

В этом случае доставка клиентского трафика от локальных сетей офисов заказчика услуг к магистральной сети MPLS VPN поставщика услуг осуществляется с помощью технологии IP. Для организации VPN-сети в каждый офис компании устанавливается периферийный или пограничный CE-маршрутизатор (Customer Edge router), который соединяется физическим каналом с одним из пограничных РЕ-маршрутизаторов (Provider Edge router) сети MPLS провайдера (оператора). При этом на физическом канале, соединяющем CE и PE маршрутизаторы, может работать один из протоколов канального уровня (PPP, Ethernet, FDDI, FR, ATM и т.д.).

Сеть поставщика услуг (сервис-провайдера или оператора связи) состоит из периферийных РЕ-маршрутизаторов и опорной сети (ядра сети) с коммутирующими по меткам магистральными маршрутизаторами P (Provider router). Таким образом, MPLS L3 VPN состоит из офисных локальных IP-сетей заказчика и магистральной сети MPLS провайдера (домена MPLS), которая объединяет распределенные локальные сети офисов заказчика в единую сеть.

Удаленные локальные сети офисов заказчика обмениваются IP-пакетами через сеть провайдера MPLS, в которой образуются туннели MPLS для передачи клиентского трафика по опорной сети поставщика. Скриншот модели сети MPLS L3 VPN (Intranet VPN + Remote Access VPN) представлен на рис. 2. С целью упрощения схемы сети приняты следующие начальные условия: все ЛВС офисов относятся к одной VPN, а опорная (магистральная) сеть является доменом MPLS (MPLS domain), находящаяся под единым управлением национального сервис-провайдера (оператора связи).

Необходимо отметить, что MPLS L3 VPN может быть организована с помощью нескольких доменов MPLS разных сервис-провайдеров. На рисунке 2 представлена полносвязная топология VPN.

Рис. 2. Модель сети MPLS L3 VPN (Intranet VPN + Remote Access VPN)

Функционирование PE-маршрутизаторов

Периферийные маршрутизаторы CE и PE (заказчика и провайдера) обмениваются друг с другом маршрутной информацией одним из внутренних протоколов маршрутизации IGP (RIP, OSPF или IS-IS). В результате обмена маршрутной информацией каждый РЕ-маршрутизатор создает свою отдельную (внешнюю) таблицу маршрутизации VRF (VPN Routing and Forwarding) для локальной сети офиса заказчика, подключенной к нему через CE-маршрутизатор. Таким образом, маршрутная информация, полученная от CE, фиксируется в VRF-таблице PE.

Таблица VRF называется виртуальной таблицей маршрутизации и продвижения. Только РЕ-маршрутизаторы знают о том, что в сети MPLS организована VPN для заказчика. Из модели сети MPLS L3 VPN следует, что между CE-маршрутизаторами заказчика не осуществляется обмен маршрутной информацией, поэтому заказчик не участвует в маршрутизации трафика через магистраль MPLS, настройку VPN (РЕ-маршрутизаторов и Р-маршрутизаторов) осуществляет провайдер (оператор).

К РЕ-маршрутизатору могут быть подключены несколько VPN-сетей разных заказчиков (рис.3). В этом случае на каждый интерфейс (int1, int2 и т.д.) PE-маршрутизатора, к которому подключена локальная сеть офиса заказчика, устанавливается отдельный протокол маршрутизации. Для каждого интерфейса РЕ-маршрутизатора один из протоколов IGP создает таблицу маршрутизации VRF, а каждая таблица маршрутизации VRF соответствует VPN-маршрутам для каждого заказчика.

Например, для заказчика SC-3 и его сети LAN0 (главного офиса), подключенной через CE0 к PE0, на PE0 будет сформирована таблица VRF1 SC-3, для LAN1 заказчика SC-3 на PE1 будет создана VRF2 SC-3, для LAN2 на PE2 - VRF3 SC-3 и т.д., а принадлежат они одной VPN SC3. Таблица VRF1 SC-3 является общей для маршрутной информации CE0 и CE4. Необходимо отметить, что таблицы VRF пополняются информацией об адресах локальных сетей всех других офисов данного заказчика с помощью протокола MP-BGP (multiprotocol BGP). Протокол MP-BGP используется для обмена маршрутами непосредственно между РЕ-маршрутизаторами и может переносить в маршрутной информации адреса VPN-IPv4.

Адреса VPN-IPv4 состоят из исходных адресов IPv4 и префикса RD (Route Distinguisher) или различителя маршрутов, который идентифицирует конкретную VPN. В итоге на маршрутизаторах РЕ будут созданы VRF-таблицы с идентичными маршрутами для одной сети VPN. Только те РЕ-маршрутизаторы, которые участвуют в организации одной и той же VPN-сети заказчика, обмениваются между собой маршрутной информацией по протоколу MP-BGP. Префикс RD конфигурируется для каждой VRF-таблицы.

Маршрутная информация, которой обмениваются РЕ-маршрутизаторы по протоколу MP-BGP через глобальный или внутренний интерфейс:

Адрес сети назначения (VPN-IPv4);
Адрес следующего маршрутизатора для протокола (next hop);
Метка Lvpn – определяется номером интерфейса (int) РЕ-маршрутизатора, к которому подключена одна из ЛВС офиса заказчика;
Атрибут сообщения RT (route-target) – это атрибут VPN, который идентифицирует все ЛВС офисов, принадлежащие одной корпоративной сети заказчика или одной VPN.

Рис. 3. РЕ-маршрутизатор

Кроме того, каждый РЕ-маршрутизатор обменивается маршрутной информацией с магистральными P-маршрутизаторами одним из внутренних протоколов маршрутизации (OSPF или IS-IS) и создает также отдельную (внутреннюю) глобальную таблицу маршрутизации (ГТМ) для магистральной сети MPLS. Внешняя (VRF) таблица и внутренняя (ГТМ) глобальная таблицы маршрутизации в РЕ-маршрутизаторах изолированы друг от друга. P-маршрутизаторы обмениваются маршрутной информацией между собой и PЕ-маршрутизаторами с помощью традиционных протоколов внутренней IP-маршрутизации (IGP), например OSPF или IS-IS, и создают свои таблицы маршрутизации.

На основе таблиц маршрутизации с помощью протоколов распределения меток LDP или протоколов RSVP на основе технологии Traffic Engineering строятся таблицы коммутации меток на всех маршрутизаторах P (на PE создаются FTN), образующих определенный маршрут LSP (Label Switched Paths). В результате формируются маршруты с коммутацией по меткам LSP, по которым IP-пакеты продвигаются на основе значений меток заголовка MPLS и локальных таблиц коммутации, а не IP-адресов и таблиц маршрутизации.

Заголовок MPLS добавляется к каждому IP-пакету, поступающему на входной PE-маршрутизатор, и удаляется выходным PE-маршрутизатором, когда пакеты покидают сеть MPLS. В заголовке MPLS используется не метка, а стек из двух меток, т.е. входной PE назначает пакету две метки. Одна из них внешняя L, другая внутренняя Lvpn. Внешняя метка или метка верхнего уровня стека используется непосредственно для коммутации пакета по LSP от входного до выходного PE.

Необходимо отметить, что PE направляет входной трафик в определенный виртуальный путь LSP на основании FEC (Forwarding Equivalence Class – класса эквивалентности продвижения). FEC – это группа пакетов к условиям, транспортировки которых предъявляются одни и те же требования. Пакеты, принадлежащие одному FEC, перемещаются по одному LSP. Классификация FEC может осуществляться различными способами, например: по IP-адресу сети (префиксу сети) назначения, типу трафика, требованиям инжиниринга и т.д.

Если использовать классификацию по IP-адресу сети назначения, то для каждого префикса сети назначения создается отдельный класс. В этом случае протокол LDP полностью автоматизирует процесс создание классов и назначение им значений меток (табл. 1). Каждому входящему пакету, который направляется маршрутизатором PE на определенный IP-адрес сети офиса, назначается определенная метка на основании таблицы FTN.

Таблица 1. FTN (FEC To Next hop) на маршрутизаторе PE1

Из таблицы 1 следует, что значение внешней метки назначает входной маршрутизатор PE1 на основании IP-адреса локальной сети офиса. Внутренняя метка или метка нижнего уровня стека в процессе коммутации пакета по LSP от входного до выходного PE не участвует, а она определяет VRF или интерфейс на выходном PE, к которому присоединена ЛВС офиса заказчика.

Обмен информацией о маршрутах VPN по протоколу MP-BGP

Маршрутная информация (информация о маршрутах VPN), которую передает маршрутизатор PE1 маршрутизатору PE2 по протоколу BGP (красные линии):

Адрес VPN-IPv4: 46.115.25.1:106:192.168.1.0;
Next Hop = 46.115.25.1;
Lvpn=3;
RT= SC-3.

Различитель маршрутов RD=46.115.25.1:106 добавляется к IPv4-адресу сети LAN1 регионального офиса 1. Где 46.115.25.1 – это IP-адрес глобального интерфейса маршрутизатора PE1, через который PE1 взаимодействует с P-маршрутизаторами. Для данного маршрута VPN SC-3 администратор сети провайдера в маршрутизаторе PE1 или PE1 назначает метку (номер), например 106.

Когда маршрутизатор PE2 получает от PE1 адрес сети назначения VPN-IPv4, он отбрасывает разграничитель маршрутов RD, помещает адрес 192.168.1.0 в таблицу VRF3 SC-3 и отмечает, что запись была сделана протоколом BGP. Кроме того, он объявляет этот маршрут, подключенному к нему маршрутизатору заказчика CE2 для данной VPN SC-3.

Таблица VRF3 SC-3 также пополняется протоколом MP-BGP – об адресах сетей других ЛВС офисов данной VPN SC-3. Маршрутизатор PE1 направляет по протоколу MP-BGP маршрутную информация также другим маршрутизаторам: PE0 и PE3. В итоге, все маршруты в таблицах VRF маршрутизаторов (PE0, PE1, PE2 и PE3) содержат адреса всех сетей ЛВС офисов данного заказчика в формате IPv4.

Рис. 4. Таблицы VRF маршрутизаторов (PE0, PE1, PE2 и PE3)

Маршрутная информация, которую передает маршрутизатор PE2 маршрутизатору PE1 по протоколу MP-BGP (красные линии):

Адрес VPN-IPv4: 46.115.25.2:116:192.168.2.0;
Next Hop = 46.115.25.2;
Lvpn=5;
RT=SC-3.

Передача данных между ПК в корпоративной сети организованной на базе технологии MPLS L3 VPN

Рассмотрим, как происходит обмен данными между ПК 2 (IP: 192.168.1.2) сети LAN1 и ПК 1 (IP: 192.168.3.1) сети LAN. Для доступа к файлам, размещенным в директориях или логических дисках ПК 1 (LAN) с общим доступом, необходимо на ПК 2 (LAN1) в строке "Найти программы и файлы" (для ОС Win 7) ввести \\192.168.3.1 и нажать клавишу Enter. В результате на экране ПК 2 будут отображены директории с общим доступом ("расшаренные" директории или папки), которые размещены на ПК 1. Как это происходит?

При нажатии клавишу Enter в ПК 2 (LAN1) на сетевом уровне сформировался пакет с IP-адресом назначения 192.168.3.1. В первую очередь пакет поступает на маршрутизатор CE1 (рис. 5), который направляет его в соответствии с таблицей маршрутизацией на интерфейс int3 маршрутизатора PE1, так как он является следующим маршрутизатором для доступа к сети 192.168.3.0/24, в которой находятся ПК 1 (LAN ГО) с IP-адресом 192.168.3.1. С интерфейсом int3 связана таблица маршрутизации VRF2 SC-3, поэтому дальнейшее продвижение пакета осуществляется на основе ее параметров.

Как следует из таблицы VRF2 SC-3, следующим маршрутизатором для продвижения пакета к сети 192.168.3/24 является PE0 и эта запись была выполнена протоколом BGP. Кроме того, в таблице указано значение метки Lvpn=2, которая определяет интерфейс выходного маршрутизатора PE0. Отсюда следует, что дальнейшее продвижение пакета к сети 192.168.3/24 определяется параметрами глобальной таблицы маршрутизации ГТМ PE1.

Рис. 5. Передача данных между ПК2 (192.168.1.2) и ПК1 (192.168.3.1) сетей LAN1 и LAN главного офиса КС SC-3

В глобальной таблице (ГТМ PE1) адресу следующего маршрутизатора (NH - Next Hop) PE0 соответствует начальное значение внешней метки L=105, которая определяет путь LSP до PE0. Продвижение пакета по LSP происходит на основании L-метки верхнего уровня стека (L=105). Когда пакет проходит через маршрутизатор P3, а затем через маршрутизатор P1, метка L анализируется и заменяется новыми значениями. После достижения пакетом конечной точки LSP, маршрутизатор PE0 удаляет внешнюю метку L из стека MPLS.

Затем маршрутизатор PE0 извлекает из стека метку нижнего уровня стека Lvpn=2, которая определяет интерфейс int2, к которому присоединен маршрутизатор CE0 локальной сети главного офиса заказчика (LAN ГО). Далее из таблицы (VRF1 SC-3), содержащей все маршруты VPN SC3, маршрутизатор PE0 извлекает запись о значении метки Lvpn=2 и о связанном с ней маршруте к сети 192.168.3/24, который указывает на CE0 в качестве следующего маршрутизатора. Из таблицы следует, что запись о маршруте была помещена в таблицу VRF1 SC-3 протоколом IGP, поэтому путь движения пакета от PE0 до CE0 осуществляется по IP-протоколу.

Дальнейшее движение пакета от CE0 к ПК 1 с IP-адресом 192.168.3.1 осуществляется по MAC-адресу, так как CE0 и ПК 1 (192.168.3.1) находятся в одной ЛВС. После получения пакета-запроса от ПК 2 операционная система компьютера ПК 1 отправит копии своих директорий с общим доступом для ПК 2. Операционная система ПК 2, получив копии директорий с общим доступом от ПК 1, отображает их на экране монитора. Таким образом, через общественные сети MPLS провайдера по виртуальным каналам LSP осуществляется обмен данными между двумя ПК, принадлежащим разным ЛВС офисов одного заказчика.

Что касается подключения удаленного мобильного пользователя к ресурсам территориально распределенной корпоративной сети, то его можно реализовать с помощью одной из технологий Remote Access VPN (Remote Access IPSec VPN и SSL VPN). Необходимо отметить, что технология SSL VPN поддерживает два типа доступа: полный сетевой доступ и clientless. Технология clientless SSL VPN обеспечивает удаленный доступ к сети через стандартный веб-браузер, но в этом случае доступны только сетевые приложения с web-интерфейсом. Технология SSL VPN с полным сетевым доступом, после установки на ПК дополнительного приложения (VPN-клиента) обеспечивает доступ ко всем ресурсам территориально распределенной корпоративной сети.

Как правило, подключение удалённого пользователя к MPLS L3 VPN производится посредством сервера удаленного доступа (RAS), который подключается к одному из PE-маршрутизаторов MPLS сети. В нашем случае мобильный пользователь через сеть доступа (Интернет) подключен с помощью Remote Access IPSec VPN к RAS, который соединен с маршрутизатором PE0. Таким образом, мобильный пользователь через IPSec VPN подключается к своей корпоративной сети (корпорации SC-3), организованной на основе MPLS L3 VPN.

Модель MPLS L2 VPN, в которой настройка VPN обеспечивается провайдером или оператором связи (поставщиком услуг)

Организовать единое информационное пространство в трех офисах (например, корпорации SC-3), расположенных в пределах одного города можно на базе широкополосной Metro Ethernet сети оператора связи (L2 VPN). Одной из услуг сетей Metro Ethernet является организация корпоративных сетей через магистральные сети MAN (сети оператора связи в масштабах города). Для организации Metro Ethernet VPN (L2 VPN) используются различные технологии, например AToM (в основном EoMPLS), 802.1Q, L2TPv3 и так далее, но наиболее перспективной является технология MPLS L2 VPN или VPLS. В этом случае доставка клиентского трафика от локальных сетей офисов заказчика услуг к опорной сети MPLS VPN поставщика услуг осуществляется с помощью технологии второго уровня (Ethernet, Frame Relay или ATM).

Операторы связи предоставляют два типа услуг Ethernet сетей для организации виртуальных частных сетей на втором уровне модели OSI, которые формируются на базе технологии MPLS - это VPWS (Virtual Private Wire Services) и VPLS (Virtual Private LAN Services). Эти VPN строятся на базе псевдоканалов (pseudowire), которые связывают пограничные PE-маршрутизаторы сети провайдера (MPLS domain). Туннели LSP или логические каналы создаются при помощи меток, внутри которых прокладываются псевдоканалы (эмулированные VC) и по этим псевдоканалам передаются пакеты MPLS. VPWS основана на Ethernet over MPLS (EoMPLS). Но в VPLS в отличие от сетей point-to-point (P2P) VPWS организация псевдоканалов осуществляется с помощью многоточечных соединений (P2M).

В VPLS существует два способа установления псевдоканалов между любыми двумя PE, которые входят в состав данной VPLS (с помощью протокола BGP и протокола рассылки меток LDP). Расширенный протокол BGP (MP-BGP) обеспечивает автоматическое определения PE, которые взаимодействуют при построении территориально распределенной ЛВС на основе сервиса VPLS, и сигнализацию меток (vc-labels) виртуальных каналов. Для сигнализации vc-labels можно использовать и расширенный протокол LDP. В этом случае выявление всех PE-маршрутизаторов, которые входят в состав данной VPLS, осуществляется в режиме ручной настройки.

Можно также использовать системы управления, которые автоматизируют поиск и настройку PE устройств для организации VPLS сервисов. Для передачи кадров использует стек меток, верхняя метка предназначена для туннелей LSP, которая используется для достижения выходного PE. Нижняя метка - это метка VC Label, которая используется для демультиплексирования виртуальных каналов (pseudowires), передаваемых внутри одного туннеля. В одном туннеле может быть проложено множество псевдоканалов для разных экземпляров VPLS.

Для каждого экземпляра VPLS на PE создаются отдельные виртуальные коммутаторы VSI. Коммутаторы VSI изучают MAC-адреса и строят таблицы продвижения MPLS-пакетов. На основании данных таблицы продвижения коммутаторы VSI, получив кадры, инкапсулированные в пакеты MPLS, направляют их в псевдоканалы ведущие к пограничным PE, к которым подключены пограничные коммутаторы CE сегментов ЛВС офисов заказчика.

На базе VPWS (point-to-point) можно объединить две подсети офисов корпорации в одиную сеть, с единой сквозной IP-адресацией. VPLS – это технология, которая обеспечивает многоточечные соединения поверх пакетной сетевой инфраструктуры IP/MPLS. VPLS позволяет объединить несколько территориально распределенных локальных сетей офисов корпорации в единую локальную сеть. В этом случае магистральная сеть MPLS сервис-провайдера представляет собой виртуальный Ethernet-коммутатор (L2-коммутатор), который пересылает Ethernet-фреймы между сегментами ЛВС отдельных офисов заказчика. Схема территориально распределенной (в пределах города) локальной сети корпорации представлена на рис. 6.

Рис. 6. Схема территориально распределенной (в пределах города) локальной сети корпорации

Суть концепции VPLS заключается в прозрачной передаче Ethernet-фреймов ПК локальных сетей офисов (сегментов сетей офисов заказчика) заказчика по магистральной сети MPLS провайдера. Пограничными устройствами на стороне заказчика VPLS 1 служат коммутаторы CE0, CE1, CE2, которые соединены с устройствами PE0, PE1, PE2. PE-маршрутизаторы взаимодействуют друг с другом, с целью выявления всех PE, подключенных к VPLS 1. Устройства PE и P строят таблицы маршрутизации, на основе которых создаются каналы LSP и псевдоканалы.

В качестве протоколов сигнализации могут использоваться как BGP, так и LDP. Виртуальные коммутаторы VSI 1 устройств PE0, PE1, PE2 строят таблицы продвижения MPLS-пакетов. Например, VSI 1 устройства PE0 формирует таблицу коммутации, представленную на рис. 6. При поступлении Ethernet-фрейма c одного из ПК сети LAN главного офиса на вход устройства PE0 он инкапсулирует Ethernet-фрейм в MPLS пакет и, используя таблицу коммутации, направляет его в туннель, по которому пакет поступает на выходное устройство PE1.

Для продвижения пакета через MPLS сеть (через псевдоканалы в туннелях LSP) используется стек меток, который состоит из метки туннеля LSP и метки псевдоканала VC Label, например, 15. На выходном устройстве PE1 пакеты MPLS преобразуются в Ethernet-фреймы и направляются на коммутатор С1, к которому подключен ПК назначения с MAC-адресом 90:5C:E7:C8:56:93. В документах RFC 4761 и RFC 4762 подробно изложены методы сигнализации на базе протоколов BGP и LDP для локальных сетей организованных с помощью услуг VPLS.

Список источников информации:

1. Компьютерные сети. Принципы, технологии, протоколы: Учебник для вузов. 4-е изд. / В.Г. Олифер, Н.А. Олифер –СПб. Питер, 2010. – 944 с.

2. Олвейн, Вивек. Структура и реализация современной технологии MPLS.: Пер. с англ. – М. : Издательский дом «Вильямс», 2004. – 480 с.

Обратите внимание, что здесь не стоит задача объяснить все досконально технически правильно, задача – объяснить «на пальцах» так, чтобы поняли даже начинающие пользователи. Надеюсь, что это получилось. Если есть вопросы – задавайте их в комментариях.

Суть работы VPN-сервера в следующем . Например, вы хотите зайти на сайт yandex.ru. Точнее, подключиться к серверу с IP 77.88.21.11 (жители восточных регионов России могут быть отправлены на сервер с другим IP, но не в этом суть). При работе без VPN ваш компьютер посылает пакет (можно сказать, запрос) напрямую на сервер с адресом 77.88.21.11 и получает от него ответ. При работе через VPN ваш компьютер посылает пакет на VPN-сервер, VPN-сервер точно этот же пакет отсылает на 77.88.21.11, 77.88.21.11 отсылает ответ VPN-серверу (потому что изначально запрос прислал именно VPN-сервер), а VPN-сервер отправляет этот пакет вашему компьютеру.

Что имеем? Запросы на адрес 77.88.21.11 отсылает не ваш компьютер, а VPN, соответственно, сервер 77.88.21.11 фиксирует именно IP-адрес VPN-сервера, а не вашего компьютера.

Одна из возможных причин применения VPN – необходимость скрыть свой IP адрес .

Другое применение – необходимость изменить маршрут трафика . Возьмем пример из жизни. Автор этой статьи живет в городе Орле (Центральная Россия) и хочет подключиться к серверу yunpan.360.cn, расположенному в Пекине. Автор пользуется (точнее, пользовался на тот момент) услугами интернет-провайдера «Билайн». Как показала команда tracert yunpan.360.cn, введенная в командной строке Windows, исходящий интернет-трафик к этому китайскому серверу идет через США. Как трафик идет обратно, трассировка не показывает, но, судя по пингу, он идет примерно тем же маршрутом. Ниже скриншот из программы VisualRoute 2010.

Такая маршрутизация связана с тем, что «Билайн» не заплатил магистральным интернет-провайдерам за более прямой канал в Китай.

При таком маршруте происходят большие потери пакетов, скорость низкая, пинг огромный.

Что делать? Использовать VPN. Такой VPN-сервер, до которого у нас прямой маршрут, и от которого до yunpan.360.cn прямой маршрут. Я (автор статьи) очень долго искал приемлемое решение и в итоге его нашел. Был арендован виртуальный сервер (что это такое, речь пойдет позже) в Красноярске (сразу представляйте, где находится город Красноярск) у хостинг-провайдера . Трассировка до сервера показала, что трафик идет по России, пинг 95 мс (у меня был мобильный LTE (4G) интернет, на проводном интернете пинг будет на 5-10 мс пониже).

Пинг – это задержка интернет-сигнала. Измеряется задержка на прохождение интернет-трафика в обе стороны (туда и обратно). Измерить задержку только в одну сторону стандартными средствами невозможно, поскольку ваш компьютер отправляет запрос на пингуемый сервер и засекает время, за которое придет ответ.

В трассировках пинг до каждой точки (до каждого пункта маршрута, иначе называемого хопом – прыжком) показывается также для трафика в обе стороны.

Часто бывает так, что в разные стороны маршрут разный.

Далее была сделана трассировка с красноярского сервера до yunpan.360.cn. Пинг в районе 150 мс. Трассировка показала, что трафик от красноярского сервера до китайского идет через прямой пиринг (межсетевое взаимодействие) провайдера «Транстелеком» и «China Telecom».

Вот эта самая трассировка (сделана из-под Linux):

tracepath yunpan.360.cn
1?: pmtu 1500
1: srx.optibit.ru 0.361ms
1: srx.optibit.ru 0.381ms
2: border-r4.g-service.ru 0.392ms
3: kyk02.transtelecom.net 0.855ms asymm 5
4: 10.25.27.5 112.987ms asymm 8
5: ChinaTelecom-gw.transtelecom.net 125.707ms asymm 7
6: 202.97.58.113 119.092ms asymm 7
7: 202.97.53.161 120.842ms asymm 8
8: no reply
9: 220.181.70.138 122.342ms asymm 10
10: 223.202.72.53 116.530ms asymm 11
11: 223.202.73.86 134.029ms asymm 12
12: no reply

Что мы видим? Красноярский сервер находится на хостинге (хостинг – услуга размещения и аренды серверных мощностей) optibit.ru, подключен к интернет-провайдеру «Игра-Сервис» (g-service.ru). «Игра-Сервис», в свою очередь, трафик до yunpan.360.cn пускает через крупного российского магистрального провайдера «Транстелеком» (за что платит ему деньги). ТТК трафик направляет через свое прямое включение в сеть китайского магистрального провайдера China Telecom, об этом нам говорит домен хопа ChinaTelecom-gw.transtelecom.net.

Давайте вспомним, в чем была наша проблема. У нас трафик до того китайского сервера шел через США, скорость была низкой. Что я сделал? На этот красноярский сервер поставил VPN. И настроил свой компьютер на работу через этот VPN-сервер. Что получилось? Теперь трафик до yunpan.360.cn шел не по старому маршруту Орел-Москва-США-Китай, а вот так:

сначала до VPN-сервера – Орел-Красноярск,

затем от VPN-сервера до Пекина – Красноярск-Пекин.

Уловили суть? Мы развернули маршрут. Что это дало? Скорость исходящего соединения от меня до yunpan.360.cn возросла. Пинг был уменьшен. Результат был достигнут.

Как определить ваш маршрут? Для новичков самый простой способ это сделать – воспользоваться программой VisualRoute, которую можно найти в интернете как в лицензионном, так и взломанном видах.

Нужно запустить эту программу и выставить следующие настройки:

Получится вот так:

По этой таблице вы увидите, через какие страны проходит трафик. Еще раз обращаю внимание на то, что трассировка показывает маршрут только исходящего трафика (то есть трафика от вашего компьютера к серверу). Маршрут в обратную сторону может показать только трассировка, сделанная с сервера до вашего компьютера. У VisualRoute есть небольшой глюк: она часто показывает Australia (?) в качестве страны, когда не может определить настоящую геопозицию узла.

VPN – Virtual private network – виртуальная частная сеть – это, можно сказать, своя сеть поверх интернета, весь трафик внутри которой шифруется. Подробно изучить эту технологию можно и . Если объяснить совсем на пальцах, то:

ваш компьютер и VPN-сервер соединяются по интернету
весь трафик между вами и VPN-сервером шифруется
VPN-сервер его отправляет в место назначения
ваш IP скрывается, вместо него виден IP-адрес VPN-сервера

VPN рекомендуется использовать при работе через бесплатный (или просто чужой) WiFi, поскольку существует возможность перехвата всего трафика, проходящего через WiFi-роутер. А при использовании VPN весь трафик будет зашифрован. Более того, если вы зайдете на yandex.ru, vk.com и google.ru без VPN, то на уровне роутера и вашего интернет-провайдера зафиксируются подключения к yandex.ru, vk.com и google.ru. При использовании VPN все подключения идут на адрес VPN сервера.

Существует множество платных сервисов VPN. К их преимуществам можно отнести разве что только простоту использования. Из недостатков следует выделить высокую стоимость, отсутствие 100% конфиденциальности (написать можно многое, а что на самом деле происходит на VPN-сервере, не перехватывается ли трафик, гарантировать невозможно). Невозможность сменить IP адрес в пару кликов также следует отнести к недостаткам платных сервисов.

Сравним стоимость нашего самостоятельно настроенного решения и платных VPN-сервисов. Последние стоят в районе 300 руб. в месяц. Наше решение будет стоить 0,007 долларов в час. Не используем VPN прямо сейчас – не платим. При использовании по 2 часа каждый день в течение 30 дней это удовольствие нам обойдется в 30-50 рублей.

Мы сделаем следующее:

Арендуем сервер для VPN.
Настроим на нем VPN.
Будем ими пользоваться и платить только за каждый час реального использования VPN.

Шаг №1. Аренда сервера.

Нет, арендовать полноценный сервер мы не будем. Мы арендуем виртуальный сервер – VPS (virtual private server). В очень многих случаях для размещения сайтов в интернете или для других целей (в т. ч. для организации VPN) не требуется больших серверных мощностей, но необходимо «под себя» настроить операционную систему сервера. Одновременно на одном компьютере (и сервере в том числе, ведь это тот же компьютер, только обычно более мощный) сразу несколько операционных систем работать не может. Как быть? На помощь приходят виртуальные машины. Эта технология позволяет запускать операционную систему внутри операционной системы, что называется виртуализацией. В случае с серверами тоже создаются аналоги виртуальных машин – виртуальные сервера.

Существует несколько распространенных технологий виртуализации. Самые распространенные – это OpenVZ, KVM, Xen. Грубо говоря, у Xen и KVM для каждой виртуальной машины создаются своя «имитация железа», своя ОС и т.д. В случае с OpenVZ используется общее ядро ОС, в результате чего некоторые функции (например, внесение правок в ядро ОС) становятся недоступными, или их можно включать и отключать только для всех VPS сразу. VPS на Xen и KVM, как правило, более стабильны в работе, однако разница существенна только для крупных проектов, для которых критична отказоустойчивость серверов.

VPS на OpenVZ всегда дешевле, поскольку один виртуальный сервер требует меньше ресурсов. Из-за более низкой цена мы обратим свой взор именно на VPS на базе OpenVZ.

Внимание! Некоторые хостинги (компании, предоставляющие услуги аренды серверов) намеренно блокируют работу VPN на серверах на базе OpenVZ! Поэтому перед арендой такого сервера нужно уточнять в службе поддержки (у хорошего хостинга она должна отвечать в течение 15 минут, максимум часа), будет ли работать VPN.

Для работы на сервере персонального VPN хватит минимальной конфигурации – 256 МБ ОЗУ и 0,5-1 ГГц процессора. Однако не все хостинги предоставляют VPS с 256 МБ ОЗУ: у многих минимальный тариф– 512 МБ ОЗУ. Такого VPS нам и подавно хватит.

Какие еще критерии выбора VPS существуют? Как вы уже поняли, интернет-трафик будет постоянно «ходить» от вас к VPS и обратно. Поэтому у магистральных каналов должна быть достаточная пропускная способность в обе стороны. Иначе говоря, скорость интернет-соединения между вашим компьютером и VPS должна быть достаточной для выполнения требуемых вам задач. Для повседневной комфортной работы хватит и 15 МБит/сек, а если вы собираетесь скачивать торренты через VPN, то вам могут понадобятся и все 100 Мбит/сек. Но! Если вы и VPS находитесь в сетях разных интернет-провайдеров (особенно в разных городах), вряд ли магистральные сети «вытянут» более 70 Мбит/сек внутри России (или вашей страны) и более 50 Мбит/сек с серверами в Европе.

Большинство хостингов требует помесячную оплату. Стоит сразу отметить, что разброс цен очень большой при примерно одинаковом качестве. Мы же будем пользоваться услугами с почасовой оплатой: 0,007 долларов за час работы нашего сервера. Таким образом, если мы будем пользоваться VPN по 2 часа каждый день, то в месяц мы заплатим около 30 рублей. Согласитесь, это не 350 руб/мес за платный VPN-сервис!

Первым делом нужно перейти на сайт и зарегистрироваться:

Далее откроется страница, на которой нужно указать данные своей банковской карты. Без этого система не будет работать и не даст возможности воспользоваться бонусными 10 долларами (об этом позже). Данные можно указать любые, система «съест» ненастоящие.

При этом на вашей карте может быть заблокирована сумма в несколько рублей, которая затем будет возвращена. Списания с вашей карты будут только по факту использования серверов.

Что делать, если банковской карты нет? Заведите себе , он автоматически дает виртуальную карту, баланс которой равен балансу кошелька. Пополнять кошелек можно почти везде, см. .

Однако, если вы введете в DigitalOcean данные карты Киви, то система ее «выплюнет», сославшись на то, что DigitalOcean не работает с предоплаченными и виртуальными картами. В таком случае вам нужно пополнить баланс на 5 долларов через систему PayPal, заплатив картой Киви.

После всего этого на той же странице в личном кабинете DigitalOcean вводим промо-код DROPLET10 , начисляющий нам 10 долларов, которые мы сможем полноценно использовать на сервера, не опасаясь дополнительных списаний с нашей карты.

Готово! Теперь перейдем к созданию VPS. Смотрим видео-урок:

При создании сервера выбирайте ОС Ubuntu версии 14.04, а не какой-либо более новой, в т.ч. не выбирайте 16.04.

Расположение сервера		Домен для пинга
Франкфурт, Германия	http://speedtest-fra1.digitalocean.com/	speedtest-fra1.digitalocean.com
Амстердам-1, Нидерланды	http://speedtest-ams1.digitalocean.com/	speedtest-ams1.digitalocean.com
Амстердам-2	http://speedtest-ams2.digitalocean.com/	speedtest-ams2.digitalocean.com
Нью-Йорк-1, США	http://speedtest-ny1.digitalocean.com/	speedtest-ny1.digitalocean.com
Нью-Йорк-2	http://speedtest-ny2.digitalocean.com/	speedtest-ny2.digitalocean.com
Нью-Йорк-3	http://speedtest-ny3.digitalocean.com/	speedtest-ny3.digitalocean.com
Сан-Франциско, США	http://speedtest-sfo1.digitalocean.com/	speedtest-sfo1.digitalocean.com
Лондон, Великобритания	http://speedtest-lon1.digitalocean.com/	speedtest-lon1.digitalocean.com
Сингапур	http://speedtest-sgp1.digitalocean.com/	Speedtest-sgp1.digitalocean.com

Примечание. Большинству жителей России и стран СНГ подойдет Амстердам или Франкфурт (пинг до Франкфурта в большинстве случаев будет немного меньше, чем до Амстердама). Жителям Дальнего востока России рекомендую протестировать Сингапур и сравнить показатели с европейскими серверами.

Расположение серверов за рубежом позволит с помощью VPN обходить запреты государственных органов на посещение определенных сайтов (если это актуально для вас).

У DigitalOcean в стоимость включено 1 терабайт (1024 ГБ) трафика (см. ). Большинству этого хватит с головой. У остальных хостингов трафик формально безлимитный, однако он становится нерентабельным для них при достижении порога 1-2 ТБ/мес.

Всё, мы заказали VPS. Поздравляю. Теперь пора перейти к его настройке.

Шаг №2. Настройка VPN.

Не пугайтесь, процесс настройки своего собственного VPN прост, как дважды-два!

В видео-уроке выше мы подключились к нашему серверу с помощью Putty. Теперь продолжим.

Копируем и вставляем (нажатием правой кнопки мыши, как мы делали в видео-уроке) команду:

Теперь копируем и вставляем в открывшееся окно редактирования файла следующее:

Нажимаем Ctrl+O, затем Enter.

Нажимаем Ctrl+X.

Копируем и вставляем команду:

Вводим 1 и нажимаем Enter. Ждем. Согласно запросам системы, вводим желаемый логин и нажимаем Enter. Аналогично с паролем. На вопросы “[Y]/[N]” вводим Y и нажимаем Enter. После завершения настройки будут показаны наши логин и пароль и IP адрес сервера.

Готово! VPN настроен!

Теперь открываем «Центр управления сетями и общим доступом» Windows:

Выбираем настройку нового подключения:

Выбираем «Подключение к рабочему месту»:

Ждем немного. Теперь мы работаем через VPN! Чтобы в этом удостовериться, идем на и убеждаемся в том, что показываемый нам наш IP адрес совпадает с IP адресом нашего VPS.

Теперь внимание! Через личный кабинет DigitalOcean мы можем выключить наш VPS (droplet в терминологии DigitalOcean), однако даже за сервер в выключенном состоянии идет списание денежных средств по стандартному тарифу. Поэтому мы сделаем резервную копию нашего сервера, удалим его, а когда нам снова понадобится VPN, мы его восстановим из резервной копии!

Перейдем в управление сервером (панель управления DigitalOcean находится по адресу cloud.digitalocean.com, вход в нее возможен через кнопку Sign In на главное странице digitalocean.com в правом верхнем углу).

Нам нужно создать резервную копию (снимок, snapshot) нашего VPS. Но для этого его сначала нужно выключить.

Ждем около минуты, пока сервер выключится. Затем переходим в раздел Snapshots, вводим произвольное имя снимка и создаем его:

За каждый гигабайт «веса» нашего VPS при создании снимка спишется по 2 цента. Создание резервной копии (снимка) займет несколько минут.

Теперь удаляем сервер:

Все! Больше ни за что с нас деньги не списываются.

Что делаем, когда VPN понадобится снова

Нам нужно создать новый VPS из той резервной копии, которую мы сделали до этого.

Нажимаем «создать дроплет»:

Теперь, как и прежде, вводим любое имя сервера латинскими буквами без пробелов, выбираем первый минимальный тариф, регион должен быть тот же самый , что и тот, в котором у нас до этого был сервер.

Чуть ниже нажимаем на название снимка, который мы сделали (был серым, а должен стать синим):

…и нажимаем большую зеленую кнопку «Create droplet».

Ждем около минуты.

Смотрим, совпадает ли IP адрес нашего сервера с прежним. Если да, то в Windows просто возобновляем уже ранее созданное подключение:

Если нет, то нажимаем правой кнопкой мыши на название нашего подключения и меняем IP адрес на новый:

Вводим новый IP и нажимаем «ОК»:

Внимание! Теперь, чтобы выключить VPN, нам не нужно делать резервную копию, просто сразу удаляем сервер, а в следующий раз все восстановим из старого снимка. Перед удалением сервер выключать необязательно. На всякий случай такой порядок действий в скриншотах:

Это мы удалили VPS на время неиспользования VPN. Теперь его восстановим из старого снимка:

Опять проверяем, сохранился ли старый IP и продолжаем работу.

На том же самом сервере (или еще одном) можно поднять свой личный прокси, например, на базу ПО 3proxy, однако это не тема этой статьи.

Нашли опечатку? Нажмите Ctrl + Enter