问题 问答题

[说明]
目前,F省基于MPLS-VPN技术构建的省电子政务外网已覆盖到全省各个县区。而F省共有68家省市县党校,其中省级党校1家,副省级党校1家,市级党校8家,县区党校58家。2010年底,F省党校系统依托省电子政务外网平台构建了一个虚拟专网,实现了全省共68家党校的互联互通。目前,在该VPN平台上共享的信息资源越来越多,大大促进了全省党校系统信息资源的共享利用,推动了全省党校系统信息化的发展。

[问题1]
目前,主流的VPN主要包括IPSec VPN、SSL VPN和MPLS VPN。这3类VPN技术都能够在共享的基础网络设施上,向用户提供安全的网络连接。但这3类VPN技术在安全性、网络服务质量(QoS)、扩展性、便捷性、经济性和应用领域等方面存在一定的差异,各有各的应用特点。请对这3类技术进行比较,将有关内容填入表7-4的空白位置中。

表7-4 VPN技术比较

比较项目 IPSec VPN SSL VPN MPLS VPN
是否支持数据加密
保证QoS的能力
网络扩展性的能力 较弱
是否支持移动VPN客户端
网络设备的协议支持要求 只要求边缘设备支持IPSec
协议
VPN网络建设的启动成本

答案

参考答案:见表7-6

表7-6 主流VPN技术比较
比较项目 IPSec VPN SSL VPN MPLS VPN
是否支持数据加密 支持 支持 不支持
保证QoS的能力 较弱(较差) 较弱(较差) 强(很好)
网络扩展性的能力 较弱(较差) 强(很好)
是否支持移动VPN客户端 支持 支持 不支持
网络设备的协议支持要求 只要求边缘设备支持IPSec
协议
要求边缘和核心设备都支
持SSL协议
要求边缘和核心设备都支
持MPLS协议
VPN网络建设启动成本 少(小) 较少(较小) 较多(大)

解析:
IPSec VPN通过在两个网络节点之间创建隧道提供安全接入,实现对整个网络的透明访问。它在网络层实现数据加密和验证,可以提供访问控制、数据源的验证、无连接数据的完整性验证、数据内容的机密性、抗重放保护以及有限的数据流机密性保证等安全服务。由于IPSec只能工作在网络层,是第三层隧道协议的典型代表,因此其要求乘客协议和承载协议都是IP协议。当传输流被加密之后,由于IPv4数据包首部标识QoS的比特位不能被网络路由器读取,因此其QoS很难得到保证,基于IPSec的VPN网络不能在应用层区分业务流并分配不同的优先权。
IPSec VPN技术本身的特性决定了它一般不适合在结构复杂的网络中应用,这是因为它需要解决穿越防火墙、IP地址冲突等问题。IPSec VPN在部署时,要考虑组织机构的全网拓扑结构、IP地址规划、路由规划等诸多因素。当增添新的IPSec VPN设备时,往往需要修改网络拓扑结构,从而造成基于IPSec的VPN网络的可扩展性比较差。
IPSec支持移动VPN客户端,可以随时随地进行访问接入。通常,IPSec VPN需要先安装客户端并完成相关配置之后才能建立通信信道,其连接性还可能会受到网络地址转换(NAT)的影响。由IPSec构建的VPN网络中,只要求网络边缘设备支持IPSec协议。IPSec VPN网络建设初期,通常要求每个建设单位(包括分支机构)添置一台专用的VPN硬件设备,需要一定的项目启动经费。并且在今后网络扩展中,每增加一个分支机构,就需要配套相关经费添加一台VPN硬件设备。
安全套接层(SSL)协议是目前解决传输层安全问题的一个主要协议,其设计的初衷是基于TCP443端口提供可靠的端到端安全服务,SSL的实施对于上层的应用程序是透明的。应用SSL协议最广泛的是HTTPS,它为客户浏览器和Web服务器之间交换信息提供安全通信支持。将SSL协议与VPN技术有机结合产生了SSL VPN应用,使用者只需浏览器内建的SSL封包处理功能,使用浏览器连接单位内部SSL VPN服务器,然后通过网络封包转向的方式,让使用者可以读取单位内部服务器数据或执行相应的应用程序等。它采用标准的SSL协议对传输中的数据包进行加密,从而在传输层保护了数据的安全性。借助于SSL VPN技术,可以根据需要对应用程序或网络进行细粒化的访问权限控制。
在QoS方面,SSL VPN与IPSec VPN类似,一方面数据包在传输过程中经过SSL加密隧道与身份认证时将降低传输效率,另一方面SSL VPN也承载在公众互联网上,因此其QoS也是无法得到保证的。
SSL VPN是为移动性而设计的,它支持移动VPN客户端,可以随时随地基于浏览器进行信息资源的安全访问。它使得许多网络设备可以通过支持SSL协议的浏览器访问企业内部网络,一些非传统设备也可以随时随地访问接入,其网络扩展性很好。
由于SSL VPN是一种端到端的网络安全解决方案,因此它要求网络边缘设备和网络核心设备都要能够支持SSL协议。对于一般的SSL VPN网络建设,只需要在中心(总部)节点放置一台专用的VPN硬件设备,就可以实现所有分支机构的用户的远程安全访问,SSL VPN具有最好的经济性。
多协议标签交换(MPLS)是一种用于快速数据包交换和路由的体系,它为网络数据流量提供了目标、路由、转发和交换等能力。它将IP地址映射为简单的、具有固定长度的标签,用于不同的包转发和包交换技术。基于MPLS的VPN是一种基于网络的新型VPN解决方案,它利用MPLS的标记交换技术在广域网络上为VPN用户提供虚拟连接。MPLS VPN是一种介于第二层和第三层之间的隧道协议。它借助于一个公用的MPLS域,在入口边缘路由器中为每个IP包添加MPLS标签,核心路由器根据标签值进行转发,出口边缘路由器再去除MPLS标签,恢复原来的IP包。MPLS标签位于第二层和第三层之间。
与IPSec VPN相比,在安全性能方面,MPLS VPN略显劣势。虽然MPLS VPN采用路由隔离、地址隔离等手段防范网络攻击和网络欺骗等,但它所传输的数据是明文的,存在较大的安全漏洞。并且MPLS VPN不支持移动VPN客户端。
MPLS VPN在支持网络服务质量(QoS)方面具有天然的优势,能够帮助网络服务提供商(ISP)区分出各种业务流量,并准许他们各自拥有不同的优先权。MPLS可以指定数据包传送的先后顺序,由于它使用标记交换,网络路由器只需要判别标记后即可进行转送处理,在根本程度上改变了传统IP网络逐跳路由、IGP路由汇聚、路由表过长、尽力传送等问题。
MPLS VPN提供商可简单地将MPLS VPN配置成全网状结构,各接入单位只需将用户端路由器(CE)与运营商核心路由器(PE)以各种方式相连,CE上不需做复杂配置,也不需要很高的硬件配置。当有新的CE加入时,只需在CE和PE上做简单的配置即可。同时,由于数据传输过程中使用标签代替了原IP地址的功能,因此,各接入单位可以继续使用原有的专用地址,即不需要重新改动单位内部原有的IP地址方案。当完成PE和CE的配置后,所有接入单位的用户如同在同一网络中,并且无需安装专用的客户端软件就可以实现资源的共建共享。MPLS VPN可以实现所有基于IP的应用服务,同时由于它具有很好的QoS,因此还可以提供语音、视频等服务。可见,在这3类VPN技术中,MPLS VPN的网络扩展性最好。
基于MPLS构建的VPN网络中,要求网络边缘设备(PE)和核心路由设备(P)都支持MPLS的基本功能,CE设备可以不必支持MPLS。这是因为在主干网中MPLS VPN必须依赖路由协议来准确地传播可达性信息,完成与标记分发等相关工作。
MPLS VPN网络建设初期,每个建设单位(包括分支机构)通常需要添置接入交换机(或路由器)、防火墙等一次性工程费用、VPLS(虚拟专用局域网业务)资源费和本地接入费用等。综合来看,其建设成本大于IPSec VPN和SSL VPN。
综上所述,IPSec VPN、SSL VPN和MPLS VPN3类主流VPN技术在相关方面的异同点如7-6所示。

单项选择题
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