Công nghệ mạng riêng ảo VPN: Các giao thức đường hầm và bảo mật chương 1 pot

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP HỆ THỐNG MẠNG Đề tài: Công nghệ mạng riêng ảo VPN: Các giao thức đường hầm và bảo mật CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN VỀ MẠNG RIÊNG ẢO VPN Cụm từ Virtual Private Network (mạng riêng ảo) thường được gọi tắt là VPN là một kỹ thuật đã xuất hiện từ lâu, tuy nhiên nó thực sự bùng nổ và trở nên cạnh tranh khi xuất hiện công nghệ mạng thông minh với đà phát triển mạnh mẽ của Internet. Trong thực tế, người ta thường nói tới hai khái niệm VPN đó là: mạng riêng ảo kiểu tin tưởng (Trusted VPN) và mạng riêng ảo an toàn (Secure VPN). Mạng riêng ảo kiểu tin tưởng được xem như một số mạch thuê của một nhà cung cấp dịch vụ viễn thông. Mỗi mạch thuê riêng hoạt động như một đường dây trong một mạng cục bộ. Tính riêng tư của trusted VPN thể hiện ở chỗ nhà cung cấp dịch vụ sẽ đảm bảo không có một ai sử dụng cùng mạch thuê riêng đó. Khách hàng của mạng riêng ảo loại này tin tưởng vào nhà cung cấp dịch vụ để duy trì tính toàn vẹn và bảo mật của dữ liệu truyền trên mạng. Các mạng riêng xây dựng trên các đường dây thuê thuộc dạng “trusted VPN”. Mạng riêng ảo an toàn là các mạng riêng ảo có sử dụng mật mã để bảo mật dữ liệu. Dữ liệu ở đầu ra của một mạng được mật mã rồi chuyển vào mạng công cộng (ví dụ: mạng Internet) như các dữ liệu khác để truyền tới đích và sau đó được giải mã dữ liệu tại phía thu. Dữ liệu đã mật mã có thể coi như được truyền trong một đường hầm (tunnel) bảo mật từ nguồn tới đích. Cho dù một kẻ tấn công có thể nhìn thấy dữ liệu đó trên đường truyền thì cũng không có khả năng đọc được vì dữ liệu đã được mật mã. Mạng riêng ảo xây dựng dựa trên Internet là mạng riêng ảo kiểu an toàn, sử dụng cơ sở hạ tầng mở và phân tán của Internet cho việc truyền dữ liệu giữa các site của các công ty. Trọng tâm chính của đồ án tốt nghiệp này bàn về VPN dựa trên Internet. Khi nói đến mạng riêng ảo VPN phải hiểu là mạng riêng ảo dựa trên Internet. 1.1 Định nghĩa Mạng riêng ảo VPN được định nghĩa là một kết nối mạng triển khai trên cơ sở hạ tầng mạng công cộng (như mạng Internet) với các chính sách quản lý và bảo mật giống như mạng cục bộ. Hình 1.1: Mô hình VPN Các thuật ngữ dùng trong VPN như sau: Virtual- nghĩa là kết nối là động, không được gắn cứng và tồn tại như một kết nối khi lưu lượng mạng chuyển qua. Kết nối này có thể thay đổi và thích ứng với nhiều môi trường khác nhau và có khả năng chịu đựng những khuyết điểm của mạng Internet. Khi có yêu cầu kết nối thì nó được thiết lập và duy trì bất chấp cơ sở hạ tầng mạng giữa những điểm đầu cuối. Private- nghĩa là dữ liệu truyền luôn luôn được giữ bí mật và chỉ có thể bị truy cập bởi những nguời sử dụng được trao quyền. Điều này rất quan trọng bởi vì giao thức Internet ban đầu TCP/IP- không được thiết kế để cung cấp các mức độ bảo mật. Do đó, bảo mật sẽ được cung cấp bằng cách thêm phần mềm hay phần cứng VPN. Network- là thực thể hạ tầng mạng giữa những người sử dụng đầu cuối, những trạm hay những node để mang dữ liệu. Sử dụng tính riêng tư, công cộng, dây dẫn, vô tuyến, Internet hay bất kỳ tài nguyên mạng dành riêng khác sẵn có để tạo nền mạng. Khái niệm mạng riêng ảo VPN không phải là khái niệm mới, chúng đã từng được sử dụng trong các mạng điện thoại trước đây nhưng do một số hạn chế mà công nghệ VPN chưa có được sức mạnh và khả năng cạnh tranh lớn. Trong thời gian gần đây, do sự phát triển của mạng thông minh, cơ sở hạ tầng mạng IP đã làm cho VPN thực sự có tính mới mẻ. VPN cho phép thiết lập các kết nối riêng với những người dùng ở xa, các văn phòng chi nhánh của công ty và đối tác của công ty đang sử dụng chung một mạng công cộng. 1.2 Lịch sử phát triển của VPN Sự xuất hiện mạng chuyên dùng ảo, còn gọi là mạng riêng ảo (VPN), bắt nguồn từ yêu cầu của khách hàng (client), mong muốn có thể kết nối một cách có hiệu quả với các tổng đài thuê bao (PBX) lại với nhau thông qua mạng diện rộng (WAN). Trước kia, hệ thống điện thoại nhóm hoặc là mạng cục bộ (LAN) trước kia sử dụng các đường thuê riêng cho việc tổ chức mạng chuyên dùng để thực hiện việc thông tin với nhau. Các mốc đánh dấu sự phát triển của VPN: - Năm 1975, Franch Telecom đưa ra dịch vụ Colisee, cung cấp dịch vụ dây chuyên dùng cho các khách hang lớn. Colisee có thể cung cấp phương thức gọi số chuyên dùng cho khách hàng. Dịch vụ này căn cứ vào lượng dịch vụ mà đưa ra cước phí và nhiều tính năng quản lý khác. - Năm 1985, Sprint đưa ra VPN, AT&T đưa ra dịch vụ VPN có tên riêng là mạng được định nghĩa bằng phần mềm SDN. - Năm 1986, Sprint đưa ra Vnet, Telefonica Tây Ban Nha đưa ra Ibercom. - Năm 1988, nổ ra đại chiến cước phí dịch vụ VPN ở Mỹ, làm cho một số xí nghiệp vừa và nhỏ chịu nổi cước phí sử dụng VPN và có thể tiết kiệm gần 30% chi phí, đã kích thích sự phát triển nhanh chóng dịch vụ này tại Mỹ. - Năm 1989, AT&T đưa ra dịch vụ quốc tế IVPN là GSDN. - Năm 1990, MCI và Sprint đưa ra dịch vụ VPN quốc tế VPN; Telstra của Ô-xtrây-li-a đưa ra dich vụ VPN rong nước đầu tiên ở khu vục châu Á – Thái Bình Dương. - Năm 1992, Viễn thông Hà Lan và Telia Thuỵ Điển thành lập công ty hợp tác đầu tư Unisource, cung cấp dịch vụ VPN. - Năm 1993, AT&T, KDD và viễn thông Singapo tuyên bố thành lập Liên minh toàn cầu Worldparners, cung cấp hàng loạt dịch vụ quốc tế, trong đó có dịch vụ VPN. - Năm 1994, BT và MCI thành lập công ty hợp tác đầu tư Concert, cung cấp dịch vụ VPN, dịch vụ chuyển tiếp khung (Frame relay)… - Năm 1995, ITU-T đưa ra khuyến nghị F-16 về dịch vụ VPN toàn cầu (GVPNS). - Năm 1996, Sprint và viễn thông Đức (Deustch Telecom), Viễn thông Pháp (French Telecom) kết thành liên minh Global One. - Năm 1997 có thể coi là một năm rực rỡ đối với công nghệ VPN, Công nghệ này có mặt trên khắp các tạp chí khoa học công nghệ, các cuộc hội thảo…Các mạng VPN xây dựng trên cơ sở hạ tầng mạng Internet công cộng đã mang lại một khả năng mới, một cái nhìn mới cho VPN. Công nghệ VPN là giải pháp thông tin tối ưu cho các công ty, tổ chức có nhiều văn phòng, chi nhánh lựa chọn. Ngày nay, với sự phát triển của công nghệ, cơ sở hạ tầng mạng IP (Internet) ngày một hoàn thiện đã làm cho khả năng của VPN ngày một hoàn thiện. Hiện nay, VPN không chỉ dùng cho dịch vụ thoại mà còn dùng cho các dịch vụ dữ liệu, hình ảnh và các dịch vụ đa phương tiện. 1.3 Chức năng và ưu điểm của VPN 1.3.1 Chức năng VPN cung cấp ba chức năng chính đó là: tính xác thực (Authentication), tính toàn vẹn (Integrity) và tính bảo mật (Confidentiality). a) Tính xác thực : Để thiết lập một kết nối VPN thì trước hết cả hai phía phải xác thực lẫn nhau để khẳng định rằng mình đang trao đổi thông tin với người mình mong muốn chứ không phải là một người khác. b) Tính toàn vẹn : Đảm bảo dữ liệu không bị thay đổi hay đảm bảo không có bất kỳ sự xáo trộn nào trong quá trình truyền dẫn. c) Tính bảo mật : Người gửi có thể mã hoá các gói dữ liệu trước khi truyền qua mạng công cộng và dữ liệu sẽ được giải mã ở phía thu. Bằng cách làm như vậy, không một ai có thể truy nhập thông tin mà không được phép. Thậm chí nếu có lấy được thì cũng không đọc được. 1.3.2 Ưu điểm VPN mang lại lợi ích thực sự và tức thời cho các công ty. Có thể dùng VPN không chỉ để đơn giản hoá việc thông tin giữa các nhân viên làm việc ở xa, người dùng lưu động, mở rộng Intranet đến từng văn phòng, chi nhánh, thậm chí triển khai Extranet đến tận khách hàng và các đối tác chủ chốt mà còn làm giảm chi phí cho công việc trên thấp hơn nhiều so với việc mua thiết bị và đường dây cho mạng WAN riêng. Những lợi ích này dù trực tiếp hay gián tiếp đều bao gồm: Tiết kiệm chi phí (cost saving), tính mềm dẻo (flexibility), khả năng mở rộng (scalability) và một số ưu điểm khác. a) Tiết kiệm chi phí Việc sử dụng một VPN sẽ giúp các công ty giảm được chi phí đầu tư và chi phí thường xuyên. Tổng giá thành của việc sở hữu một mạng VPN sẽ được thu nhỏ, do chỉ phải trả ít hơn cho việc thuê băng thông đường truyền, các thiết bị mạng đường trục và duy trì hoạt động của hệ thống. Giá thành cho việc kết nối LAN-to-LAN giảm từ 20 tới 30% so với việc sử dụng đường thuê riêng truyền thống. Còn đối với việc truy cập từ xa giảm từ 60 tới 80%. Ta có thể thấy rõ ưu điểm của VPN qua việc so sánh chi phí khi sử dụng đường thuê riêng T1 (1.5 Mbit/s) với chi phí khi sử dụng Internet VPN. Bảng 1: Chi phí hàng tháng cho các mạng dùng đường thuê riêng đơn so với Internet VPN. (2002) Thành phố Khoảng cách (dặm) Chi phí cho T1 Cho phí cho Internet VPN Boston-New York 194 $4.570 $1.900 New York- Washington 235 $4.775 $1.900 Tổng $9.345 $3.800 Bảng 2: Chi phí hàng tháng cho các mạng dùng đường thuê kép so với Internet VPN.(2002) Thành phố Khoảng cách Chi phí cho T1 Chi phí cho Internet VPN (dặm) San FranCisco- Denver 1.267 $13.535 $1.900 Denver-chicago 1.023 $12.315 $1.900 Chicago-New York 807 $11.235 $1.900 Denver-Salt Lake 537 $6.285 $1.900 Denver-Dallas 794 $7.570 $1.900 New York- Washington 235 $4.775 $1.900 New York- Boston 194 $4.570 $1.900 Tổng $60.285 $13.300 b) Tính linh hoạt [...]... trỡnh vn hnh v khai thỏc m nú cũn thc s mm do i vi yờu cu s dng Khỏch hng cú th s dng kt ni T1, T3 gia cỏc vn phũng v nhiu kiu kt ni khỏc cng cú th c s dng kt ni cỏc vn phũng nh, cỏc i tng di ng Nh cung cp dch v VPN cú th cung cp nhiu la chn cho khỏch hng, cú th l kt ni modem 56 kbit/s, ISDN 12 8 kbit/s, xDSL, T1, T3 c) Kh nng m rng Do VPN c xõy dng da trờn c s h tng mng cụng cng (Internet), bt c ni... modem riờng bit, cỏc card tng thớch (adapter) cho cỏc thit b u cui v cỏc mỏy ch truy cp t xa Mt doanh nghip cú th thit lp cỏc thit b khỏch hng cho mt mụi trng n, nh mụi trng T1, vi phn cũn li ca kt ni c thc hin bi ISP B phn T1 cú th lm vic thit lp kt ni WAN v duy trỡ bng cỏch thay i di modem v cỏc mch nhõn ca Frame Relay bng mt kt ni din rng n cú th ỏp ng nhu cu lu lng ca cỏc ngi dựng t xa, kt ni LAN-LAN... v hoc cỏc i tng bờn ngoi khỏc Da vo nhng yờu cu c bn trờn, mng riờng o VPN c phõn lm ba loi: - Mng VPN truy nhp t xa (Remote Access VPN) - Mng VPN cc b (Intranet VPN) - Mng VPN m rng (Extranet VPN) 1. 4 .1 Mng VPN truy nhp t xa Cỏc VPN truy nhp t xa cung cp kh nng truy nhp t xa Ti mi thi im, cỏc nhõn viờn, chi nhỏnh vn phũng di ng cú kh nng trao i, truy nhp vo mng ca cụng ty Kiu VPN truy nhp t xa l kiu... dng cụng ngh ISDN, quay s, IP di ng, DSL v cụng ngh cỏp v thng yờu cu mt vi kiu phn mm client chy trờn mỏy tớnh ca ngi s dng DSL cable or POP Internet Router or POP Mobile Extranet khách hàng tới công ty Hỡnh 1. 2 : Mụ hỡnh mng VPN truy nhp t xa Cỏc u im ca mng VPN truy nhp t xa so vi cỏc phng phỏp truy nhp t xa truyn thng nh: Mng VPN truy nhp t xa khụng cn s h tr ca nhõn viờn - mng bi vỡ quỏ trỡnh kt... nh: - Mng VPN truy nhp t xa khụng h tr cỏc dch v m bo QoS - Nguy c b mt d liu cao Hn na, nguy c cỏc gúi cú th b phõn phỏt khụng n ni hoc mt gúi - Bi vỡ thut toỏn mó hoỏ phc tp, nờn tiờu giao thc tng mt cỏch ỏng k 1. 4.2 Mng VPN cc b Cỏc VPN cc b c s dng bo mt cỏc kt ni gia cỏc a im khỏc nhau ca mt cụng ty Mng VPN liờn kt tr s chớnh, cỏc vn phũng, chi nhỏnh trờn mt c s h tng chung s dng cỏc kt ni luụn... b mng ca cụng ty Nhng VPN ny vn cung cp nhng c tớnh ca mng WAN nh kh nng m rng, tớnh tin cy v h tr cho nhiu kiu giao thc khỏc nhau vi chi phớ thp nhng vn m bo tớnh mm do Kiu VPN ny thng c cu hỡnh nh l mt VPN Site- to- Site Central site Remote site POP Internet or Router văn phòng ở xa Hỡnh 1. 3: Mụ hỡnh mng VPN cc b Nhng u im chớnh ca mng cc b da trờn gii phỏp VPN bao gm: - Cỏc mng li cc b hay ton b... Internet 1. 4.3 Mng VPN m rng Khụng ging nh mng VPN cc b v mng VPN truy nhp t xa, mng VPN m rng khụng b cụ lp vi th gii bờn ngoi Thc t mng VPN m rng cung cp kh nng iu khin truy nhp ti nhng ngun ti nguyờn mng cn thit m rng nhng i tng kinh doanh nh l cỏc i tỏc, khỏch hng, v cỏc nh cung cp Central site Remote site DSL cable POP Internet or Router Extranet Business-to-business Intranet Hỡnh 1. 4: Mụ hỡnh... vi nhau i vi cỏc thit b v Cụng ngh Vin thụng mi thỡ vn cn quan tõm l chun hoỏ, kh nng qun tr, kh nng m rng, kh nng tớch hp mng, tớnh k tha, tin cy v hiu sut hot ng, c bit l kh nng thng mi ca sn phm 1. 4 Phõn loi mng VPN Mc tiờu t ra i vi cụng ngh mng VPN l tho món ba yờu cu c bn sau: - Ti mi thi im, cỏc nhõn viờn ca cụng ty cú th truy nhp t xa hoc di ng vo mng ni b ca cụng ty - Ni lin cỏc chi nhỏnh, . NGHIỆP HỆ THỐNG MẠNG Đề tài: Công nghệ mạng riêng ảo VPN: Các giao thức đường hầm và bảo mật CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN VỀ MẠNG RIÊNG ẢO VPN Cụm từ Virtual Private Network (mạng riêng ảo) thường. vẹn và bảo mật của dữ liệu truyền trên mạng. Các mạng riêng xây dựng trên các đường dây thuê thuộc dạng “trusted VPN”. Mạng riêng ảo an toàn là các mạng riêng ảo có sử dụng mật mã để bảo mật. đến mạng riêng ảo VPN phải hiểu là mạng riêng ảo dựa trên Internet. 1. 1 Định nghĩa Mạng riêng ảo VPN được định nghĩa là một kết nối mạng triển khai trên cơ sở hạ tầng mạng công cộng (như mạng