什么是VPN和NAT？试叙述其工作原理及特点

VPN是一种网络通讯方式，最早主要用于保证网络通讯的安全和私密。VPN的英文全称是“Virtual Private Network”，翻译成中文是“虚拟专用网络”。要明白VPN的最初用途，就让我们来先去掉“虚拟”这两个字，来谈一谈“专用网络”。

VPN用户和VPN服务器之间的通讯是加密的，这样就不会被黑客盗取内容。这就好比两个人打电话，是有可能被第三方监听的，但是如果打电话的两个人使用的是别人都听不懂的特殊语言（这就是加密），那么即使有人监听，打电话的内容也不会被泄露。

有了这些特点，我们就可以理解为什么使用VPN能保证用户的网络安全：用户所有的网络访问都不直接完成，而是通过VPN服务器作为中间人传递内容，而用户和VPN服务器之间的所有连接都是加密的。这样黑客就无法拦截破解VPN用户的网络访问内容。

虚拟专用网络

VPN英文全称是“Virtual Private Network”，翻译过来就是“虚拟专用网络”。vpn被定义为通过一个公用网络（通常是因特网）建立一个临时的、安全的连接，是一条穿过混乱的公用网络的安全、稳定隧道。使用这条隧道可以对数据进行几倍加密达到安全使用互联网的目的。

网络功能

VPN属于远程访问技术，简单地说就是利用公用网络架设专用网络。例如某公司员工出差到外地，他想访问企业内网的服务器资源，这种访问就属于远程访问。

在传统的企业网络配置中，要进行远程访问，传统的方法是租用DDN（数字数据网）专线或帧中继，这样的通讯方案必然导致高昂的网络通讯和维护费用。对于移动用户（移动办公人员）与远端个人用户而言，一般会通过拨号线路（Internet）进入企业的局域网，但这样必然带来安全上的隐患。

让外地员工访问到内网资源，利用VPN的解决方法就是在内网中架设一台VPN服务器。外地员工在当地连上互联网后，通过互联网连接VPN服务器，然后通过VPN服务器进入企业内网。为了保证数据安全，VPN服务器和客户机之间的通讯数据都进行了加密处理。有了数据加密，就可以认为数据是在一条专用的数据链路上进行安全传输，就如同专门架设了一个专用网络一样，但实际上VPN使用的是互联网上的公用链路，因此VPN称为虚拟专用网络，其实质上就是利用加密技术在公网上封装出一个数据通讯隧道。有了VPN技术，用户无论是在外地出差还是在家中办公，只要能上互联网就能利用VPN访问内网资源，这就是VPN在企业中应用得如此广泛的原因。

工作原理

通常情况下，VPN网关采取双网卡结构，外网卡使用公网IP接入Internet。

网络一(假定为公网internet)的终端A访问网络二(假定为公司内网)的终端B，其发出的访问数据包的目标地址为终端B的内部IP地址。

网络一的VPN网关在接收到终端A发出的访问数据包时对其目标地址进行检查，如果目标地址属于网络二的地址，则将该数据包进行封装，封装的方式根据所采用的VPN技术不同而不同，同时VPN网关会构造一个新VPN数据包，并将封装后的原数据包作为VPN数据包的负载，VPN数据包的目标地址为网络二的VPN网关的外部地址。

网络一的VPN网关将VPN数据包发送到Internet，由于VPN数据包的目标地址是网络二的VPN网关的外部地址，所以该数据包将被Internet中的路由正确地发送到网络二的VPN网关。

网络二的VPN网关对接收到的数据包进行检查，如果发现该数据包是从网络一的VPN网关发出的，即可判定该数据包为VPN数据包，并对该数据包进行解包处理。解包的过程主要是先将VPN数据包的包头剥离，再将数据包反向处理还原成原始的数据包。

网络二的VPN网关将还原后的原始数据包发送至目标终端B，由于原始数据包的目标地址是终端B的IP，所以该数据包能够被正确地发送到终端B。在终端B看来，它收到的数据包就和从终端A直接发过来的一样。

从终端B返回终端A的数据包处理过程和上述过程一样，这样两个网络内的终端就可以相互通讯了。 [1]

通过上述说明可以发现，在VPN网关对数据包进行处理时，有两个参数对于VPN通讯十分重要：原始数据包的目标地址（VPN目标地址）和远程VPN网关地址。根据VPN目标地址，VPN网关能够判断对哪些数据包进行VPN处理，对于不需要处理的数据包通常情况下可直接转发到上级路由；远程VPN网关地址则指定了处理后的VPN数据包发送的目标地址，即VPN隧道的另一端VPN网关地址。由于网络通讯是双向的，在进行VPN通讯时，隧道两端的VPN网关都必须知道VPN目标地址和与此对应的远端VPN网关地址。

VPN是专用的安全协议。

一.VPN简介

VPN是英文“Virtual Private Network”的缩写，中文意思是“虚拟专用网络”。

VPN是虚拟出来的企业内部专线。通过特殊加密的通讯协议，为连接在Internet上，不同地理位置的两个或多个企业内部网，建立一条专有的通讯线路，就像架设了一条专线，但不需要真正去铺设光缆之类的物理线路。

VPN被定义为通过一个公用互联网络建立一个临时的、安全的连接，是一条穿过混乱的公用网络的安全、稳定隧道。

使用这条隧道可以对数据进行几倍加密达到安全使用互联网的目的，广泛使用企业办公当中。

虚拟专用网也可以是针对企业内部网的扩展，虚拟专用网可以帮助远程用户、公司分支机构、商业伙伴及供应商同公司的内部网建立可信的安全连接，用于经济有效地连接到商业伙伴和用户的安全外联网虚拟专用网。

因此很多办公一族在自己电脑中也需要建立VPN连接，方便远程办公等等。

二.VPN特点

由于VPN是在Internet上临时建立的安全专用虚拟网络，用户就节省了租用专线的费用。

在运行的资金支出上，除了购买VPN设备，企业所付出的仅仅是向企业所在地的ISP支付一定的上网费用，也节省了长途电话费。这就是VPN价格低廉的原因。

三.VPN的构成以及工作原理

VPN由VPN服务器、VPN连接（internet公共网络）、协议隧道、VPN客户机组成。

工作原理

1、通常情况下，VPN网关采取双网卡结构，外网卡使用公网IP接入Internet。

2、网络一（假定为公网internet）的终端A访问网络二（假定为公司内网）的终端B，其发出的访问数据包的目标地址为终端B的内部IP地址。

3、网络一的VPN网关在接收到终端A发出的访问数据包时对其目标地址进行检查。

如果目标地址属于网络二的地址，则将该数据包进行封装，封装的方式根据所采用的VPN技术不同而不同。

同时VPN网关会构造一个新VPN数据包，并将封装后的原数据包作为VPN数据包的负载，VPN数据包的目标地址为网络二的VPN网关的外部地址。

4、网络一的VPN网关将VPN数据包发送到Internet，由于VPN数据包的目标地址是网络二的VPN网关的外部地址，所以该数据包将被Internet中的路由正确地发送到网络二的VPN网关。

5、网络二的VPN网关对接收到的数据包进行检查，如果发现该数据包是从网络一的VPN网关发出的，即可判定该数据包为VPN数据包，并对该数据包进行解包处理。

解包的过程主要是先将VPN数据包的包头剥离，再将数据包反向处理还原成原始的数据包。

6、网络二的VPN网关将还原后的原始数据包发送至目标终端B，由于原始数据包的目标地址是终端B的IP，所以该数据包能够被正确地发送到终端B。在终端B看来，它收到的数据包就和从终端A直接发过来的一样。

7、从终端B返回终端A的数据包处理过程和上述过程一样，这样两个网络内的终端就可以相互通讯了。

在VPN网关对数据包进行处理时，有两个参数对于VPN通讯十分重要：原始数据包的目标地址（VPN目标地址）和远程VPN网关地址。

根据VPN目标地址，VPN网关能够判断对哪些数据包进行VPN处理，对于不需要处理的数据包通常情况下可直接转发到上级路由。远程VPN网关地址则指定了处理后的VPN数据包发送的目标地址，即VPN隧道的另一端VPN网关地址。

由于网络通讯是双向的，在进行VPN通讯时，隧道两端的VPN网关都必须知道VPN目标地址和与此对应的远端VPN网关地址。

实现方式

VPN的实现有很多种方法，常用的有以下四种：

1．VPN服务器：在大型局域网中，可以通过在网络中心搭建VPN服务器的方法实现VPN。

2．软件VPN：可以通过专用的软件实现VPN。

3．硬件VPN：可以通过专用的硬件实现VPN。

4．集成VPN：某些硬件设备，如路由器、防火墙等，都含有VPN功能，但是一般拥有VPN功能的硬件设备通常都比没有这一功能的要贵。

根据不同的划分标准，VPN可以按几个标准进行分类划分：

1、按VPN的协议分类

VPN的隧道协议主要有三种：PPTP、L2TP和IPSec。其中PPTP和L2TP协议工作在OSI模型的第二层，又称为二层隧道协议。IPSec是第三层隧道协议。

2、按VPN的应用分类

（1）Access VPN（远程接入VPN）：客户端到网关，使用公网作为骨干网在设备之间传输VPN数据流量。

（2）Intranet VPN（内联网VPN）：网关到网关，通过公司的网络架构连接来自公司的资源。

（3）Extranet VPN（外联网VPN）：与合作伙伴企业网构成Extranet，将一个公司与另一个公司的资源进行连接。

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