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。

在实际物理网络部署中，网管员首先通过物理线路（可能是光纤、双绞线、电话线等）连接各个路由设备，然后通过在路由器上配置静态路由或者动态路由完成各种规模网络的灵活部署。在华盾VPN网络中，将每一条隧道视为连接两台VPN设备的虚拟网络线路，隧道建立成功后，虚拟线路连接工作就完成了；基于这些虚拟线路，网管员可以在华盾VPN网关上采用同样的方法配置静态、动态路由协议，完成整个VPN网络的灵活部署。这种隧道路由机制的优点在于：

网关的配置概念和方法与路由器类似，减少网管人员对于部署VPN网络的学习和熟悉过程；

通过隧道路由规则配置，可以完成VPN数据流在VPN网关之间的灵活转发，从而可以实现星型网络拓扑，并解决双向NAT穿越问题；

通过动态隧道路由协议的配置，可以实现整个VPN网络的自适应部署，VPN网络拓扑的自动学习、自动寻径；

通过基于策略的隧道路由配置，可以实现VPN网关的冗余备份和负载均衡。

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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。

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