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四、隧道技术基础
隧道技术是一种通过使用互联网络的基础设施在网络之间传递数据的方式。使用隧道传递的数据(或负载)可以是不同协议的数据桢(此字不正确)或包。隧道协议将这些其它协议的数据桢或包重新封装在新的包头中发送。新的包头提供了路由信息,从而使封装的负载数据能够通过互联网络传递。
被封装的数据包在隧道的两个端点之间通过公共互联网络进行路由。被封装的数据包在公共互联网络上传递时所经过的逻辑路径称为隧道。一旦到达网络终点,数据将被解包并转发到最终目的地。注意隧道技术是指包括数据封装,传输和解包在内的全过程。
隧道所使用的传输网络可以是任何类型的公共互联网络,本文主要以目前普遍使用Internet为例进行说明。此外,在企业网络同样可以创建隧道。隧道技术在经过一段时间的发展和完善之后,目前较为成熟的技术包括:
近几年不断出现了一些新的隧道技术,本文将主要介绍这些新技术。具体包括:
五、隧道协议
为创建隧道,隧道的客户机和服务器双方必须使用相同的隧道协议。
隧道技术可以分别以第2层或第3层隧道协议为基础。上述分层按照开放系统互联(OSI)的参考模型划分。第2层隧道协议对应OSI模型中的数据链路层,使用桢作为数据交换单位。PPTP,L2TP和L2F(第2层转发)都属于第2层隧道协议,都是将数据封装在点对点协议(PPP)桢中通过互联网络发送。第3层隧道协议对应OSI模型中的网络层,使用包作为数据交换单位。IP overIP以及IPSec隧道模式都属于第3层隧道协议,都是将IP包封装在附加的IP包头中通过IP网络传送。
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六、隧道技术如何实现
对于象PPTP和L2TP这样的第2层隧道协议,创建隧道的过程类似于在双方之间建立会话;隧道的两个端点必须同意创建隧道并协商隧道各种配置变量,如地址分配,加密或压缩等参数。绝大多数情况下,通过隧道传输的数据都使用基于数据报的协议发送。隧道维护协议被用来作为管理隧道的机制。
第3层隧道技术通常假定所有配置问题已经通过手工过程完成。这些协议不对隧道进行维护。与第3层隧道协议不同,第2层隧道协议(PPTP和L2TP)必须包括对隧道的创建,维护和终止。
隧道一旦建立,数据就可以通过隧道发送。隧道客户端和服务器使用隧道数据传输协议准备传输数据。例如,当隧道客户端向服务器端发送数据时,客户端首先给负载数据加上一个隧道数据传送协议包头,然后把封装的数据通过互联网络发送,并由互联网络将数据路由到隧道的服务器端。隧道服务器端收到数据包之后,去除隧道数据传输协议包头,然后将负载数据转发到目标网络。
七、隧道协议和基本隧道要求
因为第2层隧道协议(PPTP和L2TP)以完善的PPP协议为基础,因此继承了一整套的特性。
八、点对点协议
因为第2层隧道协议在很大程度上依靠PPP协议的各种特性,因此有必要对PPP协议进行深入的探讨。PPP协议主要是设计用来通过拨号或专线方式建立点对点连接发送数据。PPP协议将IP,IPX和NETBEUI包封装在PP桢内通过点对点的链路发送。PPP协议主要应用于连接拨号用户和NAS。 PPP拨号会话过程可以分成4个不同的阶段。分别如下:
阶段1:创建PPP链路
PPP使用链路控制协议(LCP)创建,维护或终止一次物理连接。在LCP阶段的初期,将对基本的通讯方式进行选择。应当注意在链路创建阶段,只是对验证协议进行选择,用户验证将在第2阶段实现。同样,在LCP阶段还将确定链路对等双方是否要对使用数据压缩或加密进行协商。实际对数据压缩/加密算法和其它细节的选择将在第4阶段实现。
阶段2:用户验证
在第2阶段,客户会PC将用户的身份明发给远端的接入服务器。该阶段使用一种安全验证方式避免第三方窃取数据或冒充远程客户接管与客户端的连接。大多数的PPP方案只提供了有限的验证方式,包括口令验证协议(PAP),挑战握手验证协议(CHAP)和微软挑战握手验证协议(MSCHAP)。
阶段3:PPP回叫控制(callbackcontrol)
微软设计的PPP包括一个可选的回叫控制阶段。该阶段在完成验证之后使用回叫控制协议(CBCP)如果配置使用回叫,那么在验证之后远程客户和NAS之间的连接将会被断开。然后由NAS使用特定的电话号码回叫远程客户。这样可以进一步保证拨号网络的安全性。NAS只支持对位于特定电话号码处的远程客户进行回叫。
阶段4:调用网络层协议
在以上各阶段完成之后,PPP将调用在链路创建阶段(阶段1)选定的各种网络控制协议(NCP).例如,在该阶段IP控制协议(IPCP)可以向拨入用户分配动态地址。在微软的PPP方案中,考虑到数据压缩和数据加密实现过程相同,所以共同使用压缩控制协议协商数据压缩(使用MPPC)和数据加密(使用MPPE)。
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