Một số sản phẩm thực hiện VPN

như ta đã biết, có nhiều hãng tham gia nghên cứu, phát triển các sản phẩm VPN, mỗi hãng lại đưa ra nhiều dòng sản phẩm. Các hãng khác nhau có cách tiếp cận và ưu nhược điểm riêng. Sau đây ví dụ về các sản phẩm của Cisco và Netsreen. Sản phẩm của 2 hãng này tương đối đa dạng và có thể phục vụ cho một phạm vi rộng các nhu cầu ứng dụng khác nhau.

Bảng 5.1: Ví dụ về các sản phẩm của Cisco và Netsreen

Loại khách hàng

Cisco

Remote Access Site-to-Site

Netsreen ISP/ Central Site 3080, 3060 Concentrators VPN routers 71x0 Netsreen-1000, Netsreen-500 Medium Site 3030 Concentrators Routers 7x00, 3600 Netsreen-208,

Netsreen-204 Small Office 3015, 3005 Concentrantors Routers 3600, 2600, 1700 Netsreen-50, Netsreen-20, Netsreen-XP Home Office/ Telecommuter Cisco VPN Software Client 3002 Hardware Client Router 800, 905 Netsreen-Remote 5.3 Ví dụ về thực hiện IP-VPN

Để minh họa, ta xét 2 trường hợp: ứng dụng kết nối remote Access và ứng dụng Site-to-Site sử dụng thiết bị VPN 3000 Concentrantor của Cisco.

VPN concentrantor có các thông số kỹ thuật sau:

- Xác thực tính toàn vẹn dữ liệu: sử dụng thuật toán HMAC-MD5 (128 bit), HMAC-SHA-1 (160 bit).

- Xác thực nguồn gốc dữ liệu: có thể cấu hình để sử dụng mật khẩu (khóa chia sẻ trước) hoặc chữ ký số.

- Trao đổi khóa: sử dụng thuật toán Diffie-Hellman, chứng thực số.

- Mật mã dữ liệu: sử dụng một trong các thuật toán DES, 3DES ở chế độ CBC. Trong tương lai, các thiết bị VPN cần hỗ trợ các thuật toán tiên tiến hơn, chẳng hạn thuật toán mật mã AES, xác thực SHA-2.

5.3.1 Kết nối Client-to-LAN

Trong trường hợp này, người sử dụng từ xa cần kết nối vào mạng trung tâm để truy nhập thư điện tử, các file cơ sở dữ liệu, trình diễn… Để thực hiện kết nối này, một phương án là sử dụng thiết bị VPN 3000 Concentrator ở mạng trung tâm của tổ chức, và phần mềm VPN 3000 Concentrantor Client tại máy tính của người sử dụng.

Internet ISP ISP Computer Computer Computer Application Server VPN Concentrator Telecommuter with VPN 3000 Client PPP connectivity IPSec Tunnel

Hình 5.5: Các thành phần của kết nối Client-to-LAN

Có thể thấy trên hình 5.5, kết nối Client-to-LAN bao gồm 4 thành phần: IPSec client Software, Point-to-Point Protocol (PPP), IPSec Protocol, và VPN 3000 Concentrator.

- Phần mềm IPSec (IPSec Client Software) không có sẵn trong hệ điều hành Windows nên phải được cài đặt trên máy tính có yêu cầu truy nhập từ xa. Nó được sử dụng để mật mã, xác thực và đóng gói dữ liệu, đồng thời là một điểm cuối của đường ngầm.

- Giao thức PPP được các ứng dụng truy nhập từ xa sử dụng để thiết lập một kết nối vật lí tới nhà cung cấp dịch vụ ISP.

- Sau khi được ISP xác thực, người sử dụng khởi động phần mềm IPSec Client để thiết lập một đường ngầm an toàn (secure tunnel), thông qua Internet để tới VPN 3000 Concentrantor.

- Mạng trung tâm, VPN 3000 Concentrator là một điểm cuối còn lại của đường ngầm. Nó thực hiện giải mã, xác thực, và mở gói dữ liệu.

Internet ISP Computer Computer Application Server VPN private IP 192.168.1.5 Telecommuter with VPN 3000 Client 192.168.1.10 VPN public IP 172.26.26.1 172.26.26.1 203.16.5.19 ESP 192.168.1.10 192.168.1.20 Client IP address 192.168.1.20 DATA

Adapter (NIC) IP Address 203.162.5.19

Hình 5.6: Đường ngầm IPSec Client-to-LAN

Hình 5.6 cho thấy đường ngầm IPSec Client-to-LAN. Người sử dụng từ xa cần truy nhập thông tin tại máy chủ của mạng trung tâm tại địa chỉ 192.168.1.10. Địa chỉ nguồn thường là địa chỉ ảo của client, 192.168.1.20. Địa chỉ này thường được cấp cho client từ máy chủ DHCP hoặc chính VPN Concentrator. Địa chỉ ảo giúp cho client có thể hoạt động như đang ở ngay mạng trung tâm.

Bất cứ dữ liệu nào khi truyền từ server tới client đều phải được bảo vệ. Do đó chúng được mật mã, xác thực và đóng gói bằng giao thức ESP. Sau khi đóng gói dữ liệu bằng ESP thì một IP header mới được thêm vào gói dữ liệu (gọi là header ngoài) để định tuyến gói tin qua mạng. Địa chỉ nguồn của outside IP header là địa chỉ card mạng (NIC) của client. Địa chỉ đích là giao diện công cộng của VPN 3000 Concentrator.

Ngoài thiết bị VPN 3000 Concentrator ở mạng trung tâm, mỗi máy tính truy nhập từ xa cần cài đặt phần mềm IPSec client. Phần mềm này làm việc với VPN 3000 Concentrator để tạo một đường ngầm an toàn giữa máy tính truy nhập từ xa và mạng trung tâm. IPSec client sử dụng IKE và giao thức đường ngầm IPSec để tạo và quản lý đường ngầm.

Trong quá trình hoạt động, các bước sau thực hiện gần như tự động đối với người sử dụng.

- Thỏa thuận các thông số đường ngầm: địa chỉ, thuật toán. - Thiết lập đường ngầm dựa trên các thông số đã thiết lập.

- Xác thực người sử dụng thông qua username, groupname, password, digital certificate.

- Thiết lập các quyền truy nhập của người sử dụng: thời gian, số giờ truy nhập, các giao thức được phép…

- Quản trị các khóa an ninh để mật mã va giải mã. - Thiết lập phiên trao đổi IPSec .

- Xác thực, mật mã và giải mã các dữ liệu đi qua đường ngầm.

Hình 5.7: Phần mềm IPSec Client

5.3.2 Kết nối LAN-to-LAN

Trong trường hợp này, giả thiết người sử dụng từ mạng LAN ở xa muốn truy nhập vào máy chủ ứng dụng ở mạng trung tâm. Một phương án để thực hiện kết nối này là sử dụng hai VPN 3000 Concentrator, một ở mạng trung tâm, một ở mạng xa.

Một gói tin IP được xây dựng với địa chỉ nguồn là 192.168.1.20 và địa chỉ đích là 192.168.1.10. Gói tin được định tuyến tới VPN Concentrantor, VPN Concentrator mật mã và đóng gói IP ban đầu với ESP header. Gói tin này được bảo vệ nhưng không định tuyến được do các trường địa chỉ ở dạng mật mã. Vì vậy, một IP header bên ngoài được thêm vào. Các địa chỉ bên ngoài này (203.16.5.19, 172.26.26.1) giúp định tuyến gói tin qua Internet. Sau khi đã có đường ngầm thì một phiên trao đổi được thiết lập cho phép truyền thông giữa hai mạng riêng.

Internet Computer VPN Concentrator Application Server 192.168.1.10 VPN public IP 172.26.26.1 172.26.26.1 203.16.5.19 ESP 192.168.1.10 192.168.1.20 DATA VPN Concentrator Computer VPN public IP 203.16.5.19 PC IP Address 192.168.1.20 Tunnel

Hình 5.8: Đường ngầm IPSec LAN-to-LAN

5.4 Tình hình triển khai VPN ở Việt Nam

Hiện nay, tại Viêt Nam có rất nhiều hãng đang cung cấp giải pháp VPN cho các doanh nghiệp. Trong đó, đứng đầu thị trường VPN Việt Nam là hãng Juniper Networks. Juniper là hãng thiết bị hàng đầu của Mỹ trong các lĩnh vực bảo mật và an toàn cho các giao dịch truyền thông trong môi trường mạng IP đơn lẻ. Hiện tại Juniper đang hợp tác với VNPT phát triển mạng thế hệ sau NGN. Theo như số liệu từ doanh nghiệp này thì thị trường SSL VPN (Secure Socket Layer) phát triển rất mạnh với tốc độ tăng trưởng bình quân hàng năm là 67%. Hãng này đang cung cấp thiết bị cho nhiều công ty lớn của Viêt Nam, trong đó có Bảo Việt. Bên cạnh đó, Juniper Network đang tìm cách để liên kết với các ISP để đưa ra sản phẩm SA 6000 SP cung cấp VPN như là dịch vụ gia tăng cho các doanh nghiệp vừa và nhỏ.

Bên cạnh đó, VDC cũng là một công ty hiện tại cung cấp dịch vụ VPN cho khách hàng ở Việt Nam. VDC đã liên kết với Singtel (Singapore Telecommunications Limited) và có điểm kết nối IP-VPN tại Hà Nội, Đà Nẵng, TP.HCM, Vũng Tàu, Cần Thơ, Đồng Nai, Bình Dương. Dung lượng dịch vụ kết nối giữa VDC và Singtel đối với IP-VPN là 5MB. Đối tượng khách hàng hướng tới của VDC và Singtel là những công ty hoạt động phân bố trên địa bàn khác nhau và mong muốn tăng kết nối từ xa với chi phí giảm như bảo hiểm, ngân hàng, hàng hải, các doanh nghiệp hoạt động ở khu công nghiệp, các văn phòng đại diện của công ty nước ngoài.

Công nghệ mạng riêng ảo VPN cho phép tận dụng môi trường mạng công cộng Internet để xây dựng các mạng riêng đảm bảo an ninh. Với những ưu điểm về mặt giá thành, phạm vi hoạt động không hạn chế, linh hoạt trong triển khai và mở rộng, VPN là một công nghệ hứa hẹn triển vọng thị trường rất lớn.

Đồ án này đã đi sâu tìm hiểu các vấn đề kỹ thuật và mô hình thực hiện của công nghệ IP-VPN. Trong đó, đường ngầm là nền tảng của IP-VPN, phạm vi của đồ án này đã trình bày về các giao thức đường ngầm: PPTP, L2TP và IPSec. PPTP và L2TP là những giao thức đường ngầm được phát triển dựa trên giao thức PPP. Hai giao thức này là các chuẩn đã hoàn thiện và các sản phẩm hỗ trợ chúng tương đối phổ biến.

Đối với những ứng dụng yêu cầu an toàn dữ liệu cao thì IPSec là giao thức thích hợp. IPSec hỗ trợ các phương pháp xác thực và mật mã mạnh nhất, có tính linh hoạt cao do không bị ràng buộc bởi một phương pháp xác thực cũng như mật mã nào. Đây được xem là giao thức tối ưu nhất cho IP-VPN và được tìm hiểu một cách chi tiết nhất. Để thực hiện đóng gói dữ liệu, IPSec có hai giao thức đóng gói AH và ESP. Liên kết an ninh SA sẽ định ra một tập các tham số, thuật toán và giao thức đóng gói (là AH hay ESP) cho dữ liệu giữa hai bên. Giao thức trao đổi khóa IKE đảm bảo vai trò nhận thực các bên tham gia và thỏa thuận liên kết an ninh giữa các bên. Bên cạnh đó, đồ án đã trình bày một số thuật toán mật mã, xác thực, toàn vẹn dữ liệu là những thuật toán được dùng kết hợp với IPSec.

Hiện nay, tại Việt Nam có rất nhiều hãng đang cung cấp các giải pháp VPN cho các doanh nghiệp, mỗi hãng có một cấu hình VPN riêng. Theo như đánh giá của nhiều công ty thì thị trường VPN Việt Nam có tốc độ phát triển mạnh.

Trong giai đoạn hiện nay, khi xu hướng của mạng viễn thông là IP hóa hay chuyển sang mạng thế hệ mới NGN. Một trong những ưu việt của NGN là tích hợp giữa cố định và di động. Vì vậy, trong tương lai IP-VPN sẽ được ứng dụng cho điện thoại di động. Khi đó, các dịch vụ viễn thông sẽ rất linh hoạt, kết hợp giữa truyền hình ảnh, số liệu và thoại. Đây cũng chính là hướng phát triển tiếp theo của để tài.

Mặc dù đã cố gắng, nhưng do công nghệ IP-VPN có nhiều giải pháp để thực hiện và liên quan đến nhiều giao thức và thuật toán phức tạp, thời gian và trình độ có hạn nên đồ án này khó tránh khỏi thiếu sót. Tôi rất mong nhận được ý kiến đóng góp của thầy cô và bạn bè để có thể sửa đổi, bổ sung cho những vấn đề trình bày trong đồ án này.

SV. Thực hiện: Nguyễn Đức Cường

1) TCP/IP protocol suite

Behrouz A. Forouzan with Sophia Chung Fegan, 2000 Mc Graw Hill

2) Cải tiến giao thức Internet phiên bản 6 (IPv6)

Tạp chí Bưu Chính Viễn Thông- kỳ 1 tháng 12/2003

3) Công nghệ chuyển mạch IP

Chủ biên:TS.Lê Hữu Lập, Biên soạn: Ks.Hoàng Trọng Minh Học viện CNBCVT 11/2000

4) Virtual Private Networking and Intranet Security

5) Understanding Virtual Private Networking

6) VPN Technologies: Sefinitions and Requirements

7) CCSP Cisco Secure VPN Exam Certification Guide

8) IPSec

9) Security Protocols Overview

10) Public Key Infranstructure

11) Secure Network Communication (part I, II, III, IV)

12) Cisco Secure Virtual Private Networks (Volume 1, 2)

13) Netscreen Concepts and Examples

Các website chính http:// www. itu.int http:// www.ietf.org http://www.iec.org/tutorial/ http:// www.vpnlabs.org http://www.vpnc.org http:// www.parlay.org/specifications http://techguide.com http://www.vnpt.com.vn/ http://www.vnpost.mpt.gov.vn/ http://www.vnn.vn http://www.home.vnn.vn

Điều khiển truy nhập xx

Truyền Tunnel nền tảng IP-VPN