Mạng riêng ảo (VPN – Virtual Private Network) được giới thiệu để cho phép các nhà cung cấp dịch vụ sử dụng cơ sở hạ tầng công cộng có sẵn để thực thi các kết nối point- to-point giữa các site khách hàng. Một mạng khách hàng thực thi với bất kỳ công nghệ VPN nào sẽ nằm trong vùng điều khiển của khách hàng được gọi là các site khách hàng, các site này được kết nối với nhau thông qua mạng của nhà cung cấp dịch vụ (SP – service provider). Trong các mạng dựa trên bộ định tuyến truyền thống (traditional router-based network), các site khác nhau của cùng khách hàng được kết nối với nhau bằng các kết nối point-to-point chuyên dụng (lease line, Frame Relay,…). Chi phí thực hiện phụ thuộc vào số lượng site khách hàng. Các site kết nối dạng full mesh sẽ làm gia tăng chi phí theo cấp số mũ. Frame Relay và ATM là những công nghệ đi đầu tích hợp thực thi VPN. Các mạng này bao gồm các thiết bị khác nhau thuộc về khách hàng hoặc nhà cung cấp dịch vụ, đó là các thành phần của giải pháp VPN. Nhìn chung, VPN gồm các vùng sau: - Mạng khách hàng (Customer network) – gồm các bộ định tuyến tại các site khách hàng khác nhau. Các bộ định tuyến kết nối các site cá nhân với mạng của nhà cung cấp được gọi là các bộ định tuyến biên phía khách hàng (CE – customer edge). - Mạng nhà cung cấp (Provider network) – được dùng để cung cấp các kết nối point- to-point qua hạ tầng mạng của nhà cung cấp dịch vụ. Các thiết bị của nhà cung cấp dịch vụ mà nối trực tiếp với bộ định tuyến CE được gọi là bộ định tuyến biên phía nhà cung cấp (PE – Provifer edge). Mạng của nhà cung cấp còn có các thiết bị dùng để chuyển tiếp dữ liệu trong mạng trục (SP backbone) được gọi là các bộ định tuyến nhà cung cấp (P - Provider). Dựa trên sự tham dự của nhà cung cấp dịch vụ trong việc định tuyến cho khách hàng, VPN có thể chia thành hai loại mô hình: - Overlay - Peer-to-peer Khi Frame Relay và ATM cung cấp cho khách hàng các mạng riêng, nhà cung cấp không thể tham gia vào việc định tuyến khách hàng. Các nhà cung cấp dịch vụ chỉ vận chuyển dữ liệu qua các kết nối point-to-point ảo. Như vậy nhà cung cấp chỉ cung cấp cho khách hàng kết nối ảo tại lớp 2; Đó là mô hình Overlay. Nếu mạch ảo là cố định, sẵn sàng cho khách hàng sử dụng mọi lúc thì được gọi là mạch ảo cố định (PVC – permanent virtual circuit). Nếu mạch ảo được thiết lập theo yêu cầu (on-demand) thì được gọi là mạch ảo chuyển đổi (SVC – switch virtual circuit). Hạn chế chính của mô hình Overlay là các mạch ảo của các site khách hàng kết nối dạng full mesh (ngoại trừ triển khai dạng hub- and-spoke hay partial hub-and-spoke). Nếu có N site khách hàng thì tổng số lượng mạch ảo cần thiết cho việc tối ưu định tuyến là N(N-1)/2. Ban đầu Overlay VPN được thực thi bởi SP để cung cấp các kết nối lớp 1 (physical layer) hay mạch chuyển vận lớp 2 (dữ liệu dạng frame hoặc cell) giữa các site khách hàng bằng cách sử dụng các thiết bị Frame Relay hay ATM switch làm PE. Do đó nhà cung cấp dịch vụ không thể nhận biết được việc định tuyến ở phía khách hàng. Sau đó, Overlay VPN thực thi các dịch vụ qua IP (lớp 3) với các giao thức định đường hầm như L2TP, GRE, và IPSec. Tuy nhiên, dù trong trường hợp nào thì mạng của nhà cung cấp vẫn trong suốt đối với khách hàng, và các giao thức định tuyến chạy trực tiếp giữa các bộ định tuyến của khách hàng. Mô hình ngang cấp (peer-to-peer) được phát triển để khắc phục nhược điểm của mô hình Overlay và cung cấp cho khách hàng cơ chế vận chuyển tối ưu qua SP backbone. Do đó nhà cung cấp dịch vụ có thể tham gia vào việc định tuyến của khách hàng. Trong mô hình peer-to-peer, thông tin định tuyến được trao đổi giữa các bộ định tuyến khách hàng và các bộ định tuyến của nhà cung cấp dịch vụ, dữ liệu của khách hàng được vận chuyển qua mạng lõi của nhà cung cấp. Thông tin định tuyến của khách hàng được mang giữa các bộ định tuyến trong mạng của nhà cung cấp (P và PE), và mạng khách hàng (các bộ định tuyến CE). Mô hình này không yêu cầu tạo ra mạch ảo. Quan sát hình trên ta thấy, các bộ định tuyến CE trao đổi tuyến với các bộ định tuyến PE trong SP domain. Thông tin định tuyến của khách hàng được quảng bá qua SP backbone giữa các PE và P và xác định được đường đi tối ưu từ một site khách hàng đến một site khác. Việc phát hiện các thông tin định tuyến riêng của khác hàng đạt được bằng cách thực hiện lọc gói tại các bộ định tuyến kết nối với mạng khách hàng. Địa chỉ IP của khách hàng do nhà cung cấp kiểm soát. Tiến trình này xem như là thực thi các PE peer-topeer chia sẻ (shared PE peer-to-peer). Hình sau mô tả những việc thực thi khác nhau của mô hình peer-to-peer. Thực hiện mô hình peer-to-peer . kết nối ảo tại lớp 2; Đó là mô hình Overlay. Nếu mạch ảo là cố định, sẵn sàng cho khách hàng sử dụng mọi lúc thì được gọi là mạch ảo cố định (PVC – permanent virtual circuit). Nếu mạch ảo được. thi VPN. Các mạng này bao gồm các thiết bị khác nhau thuộc về khách hàng hoặc nhà cung cấp dịch vụ, đó là các thành phần của giải pháp VPN. Nhìn chung, VPN gồm các vùng sau: - Mạng khách hàng. cho khách hàng các mạng riêng, nhà cung cấp không thể tham gia vào việc định tuyến khách hàng. Các nhà cung cấp dịch vụ chỉ vận chuyển dữ liệu qua các kết nối point-to-point ảo. Như vậy nhà cung