折叠 编辑本段 作用
折叠 编辑本段 应用概述
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。隧道技术可分别以第2层或第3层隧道协议为基础。第2层隧道协议对应于OSI模型的数据链路层，使用帧作为到维斗划校陆矛背数据交换单位。PPTP(点对点隧道协议)、L2T善异简呢厂与至呼判课P(第二层隧道协议)和L2F(第2层转发协议)都属于第2层隧道协议，是将用户数360百科据封装在点对点协议(PPP)帧中通过互联网发送。第3层隧道协议对应于OS田I模型的网络层，使用包作为数据交换单位。IP洋密失卷触酸探粒式物甚IP(IP over IP)以及IPSec隧道模式属于第3层隧道维触读置劳法协议，是将IP包封装在附加的IP包头中，通过IP网络传送。无论哪种隧道协议都是由传输的载体、不同的封装格式以及用户数据包组成的。它们的本质区别在于，用户的数据包是被封装在哪种数据包中在隧较令小赶越尼变兰天冲不道中传输。
折叠 编辑本段 PPTP协议
PPTP(Point to Point Tunneling Protocol)提供PPTP客户机和PPTP服务器之间的加密通信。PPT座县东叫升秋服历约缩P客户机是指运行了该协议的件解初握宗妈责责先地PC机，如启动该协议的Windows95/98;PPTP服务器是指运行该协议的服务器，如启动该协议的WindowsNT服务器。PPTP是PPP协议的一种扩展。它提供了一种在互联网上建立多协议的安全虚拟专用网(VPN)的通信方式。远端用户能够透过任何支持PPTP的ISP访问公司的专用网。
通过PPTP，客户可采用拨号方式接入公用IP网。拨号用户首先按常规方式拨到ISP的接入服务器(NAS)，建立PPP连接;在此基础上，用户进行二次镇组年棉英另界鱼拨号建立到PPTP服务异地器的连接，该连接称为PPTP隧道，实质上是基于IP协议的另一个PPP连接，其中的IP包可以封装多种协议数据，包括TCP/IP、IPX和NetBEUI。PPTP采用了基于RSA公司RC4的数据加密方法，保证了虚拟连接通道的安全。对于直接连到互联网的用户则不需要PPP的拨号连接，可以直接与PPT决P服务器建立虚拟通道。PPTP把建立隧道的主动权交给了用户，但用户需要在其PC机上配置PPTP，这样做既增加了用户的工作量，支又会给网络带来隐患。另外，PPTP只支持IP作为传输协议。
折叠 编辑本段 转发协议
L2F(Layer T威导传早混解统wo Forwarding pro促完赵tocol )是由Cisco公司提出的可以在多种介质，如ATM、帧中继、IP网上建立多协议的安全虚拟专用网的通信。远端用户能通过任何拨号方式接入公用IP网，首先按片针常规方式拨到ISP的接入服务与制况请培史个既者星谁器(NAS)，建立PPP连接;NAS根据用户名等信息，建立直达HGW服务器的第二重连接。在这种情况下，隧道的配置和建立对用户是完全透明的。其体系结构见图1。
折叠 编辑本段 隧道协议
折叠 L2TP介绍
L2TP(Layer Two Tunneling Proto它散组践色探抗头科col)结合了L2F和PPTP的优点，允许用户从客户端或访问服务器端建立VPN连接。L2TP是把链路层的PPP帧装入非亲公用网络设施，如以参余杨便究育IP、ATM、帧中继中进行定渐望各线花头采计隧道传输的封装协议。其体系结构见图1。
Cisco、Ascend、Microsoft和RedBack公司的专家们在修改了十几个版后强补粒械刻本后，终于在1999年8月公布了L2TP的标准RFC2661。现用户拨号访问Internet时，必须使用IP协议，并且其动态得到的IP钟预温足态出布呼配稳地址也是合法的。L2TP的好处在于支持多种协议，用户可以保留原有的IPX、Applet现亲双诉皇挥已映alk等协议或公司原有的IP地址。L2TP还解决了多个PPP链路的捆绑问题，PPP链路捆绑要求其成员均指向同一个NAS，L2TP则允许在物理套父上连接到不同NAS的PPP链路就仍茶输百，在逻辑上的终点为同一个物理设备。L2TP扩展了PPP连接，在传统的方式中用户通过模拟电话青亮写敌职家谁种线或ISDN/ADSL与网络访问服务器建立特制宽草围必学为军一个第2层的连接，并在其上运行PPP，第2层连接的终点和PPP会话的终点均设在同一个设备上(如NAS)。L2TP作为PPP的扩充提供了更强大的功能，包括允许第2层连接的终点首林书固难给自策盾和PPP会话的终点分别设在不同的设备上。
L2TP主要由LAC(L2TP Access Concentrator)和LNS(L2TP Network Server)构成。LAC支持客户端的L2TP，发起呼叫，接收呼叫和建立隧道;LNS是所有隧道的终点。在传统的PPP连是乐矛永田设电接中，用户拨号连接的终点是LAC，而L2TP能把PPP协议的终点延伸到LNS。
折叠 建声立过程
1.用户通过公用电话网或ISDN拨号呼叫本地接入服务器灯罪系秋阿沿伤女积LAC;LAC接受呼叫并进行基本的识别过程，这一过程可以采用几种标准，如域名、呼叫线路识别(CLID)或拨号ID业务(DNIS)等。
2.当用户被确认为合法企业用户时，就建立一个通向LNS的拨号VPN隧道。
3.企业内部的安全服务器如TACACS+、RADIUS对拨号用户进行验证。
4.LNS与远程用户交换PPP信息，分配IP地址。LNS可采用企业专用地址(未注册的IP地址)或服务提供商提供的地址空间分配IP地游势力施受动培构固址。因为内部源IP地址与目的地IP地址实际上都通过服务提供商的IP网络在PPP信双息包内传送，企业专用地址对提供者的网络是透明的。
5.端到端的数据从拨没表晚号用户传到LNS。
在实际应用中，LAC将拨号用户的PPP帧封装后，传送到LNS，后者去掉封装包头，取出PPP帧，再去掉PPP帧粮华复较美头，最后获得网络层数据察答求游通们季陆包。
L2TP方式给服务提供商和用户带来了许多方便。用户不需要在PC板上安装专门的客户端软件，企业网可以使用未注册的IP地址，并在本地管理认证数据库，从而降低了应用成本和培训维护费用。
与PPTP和L2F相比，L2TP的优点在于提供了差错和流量控制;L2TP使用UDP封装和传送PPP帧。面向无连接的UDP无法保证网奏企住比异络数据的可靠传输，L2TP使用Nr(下一个希望接受的信息序列号)和Ns(当前发送的数据包序列号)字段进行流量和差错控制。双方通过序列号来确定数据包的顺序和缓冲区，一旦丢失数据相期讨煤备草茶穿件好，根据序列号可以进行旧重发。
作为PPP的扩展协议，L挥氧龙系频却搞好苗马根2TP支持标准的进随困工愿安全特性CHAP和PAP，可以进行用户身份认证。L2TP定义了控制包的加密传输，每个被建立的隧道分别生成一个独一无二的随机钥匙，以便对付欺骗性的攻击，但是它对传输中的数据并不加密。
折叠 编辑本段 路由封装
通用路由封装(GRE:Generic Rout强困位次降钟静向行ing Encapsulation)在RFC1701/RFC1702中定义，它规定了怎样用一种网我阿吧轴反岁世乙推络层协议去封装另一种网络层协议的方法。GRE群觉的隧道由两端的源IP地征轴率操址和目的IP地址来定义，它允许用户使用IP封装IP、IPX、AppleTalk，并支持全部的路由协议，如RIP、OSPF、IGRP、EIGRP。通过GRE，用户可以利用公用IP网络连接IPX网络和AppleTalk网络，还可以使用保留地址进行网络互联，或对公网隐藏企业网的IP地址。
GRE的包头包含了协议类型(用于标明乘客协议的类型);校验和包括了GRE的包头和完整的乘客协议与数据;密钥(用于接收端验证接收的数据);序列号(用于接收端数据包的排序和差错控制)和路由信息(用于本数据包的路由)。
GRE只提供了数据包的封装，它没有防止网络侦听和攻击的加密功能。所以在实际环境中它常和IPsec一起使用，由IPsec为用户数据的加密，给用户提供更好的安全服务。
折叠 编辑本段 安全协议
IP安全协议(IPSec:IP Security)实际上是一套协议包而不是一个独立的协议，这一点对于我们认识IPSec是很重要的。从1995年开始IPSec的研究以来，IETF IPSec工作组在它的主页上发布了几十个Internet草案文献和12个RFC文件。其中，比较重要的有RFC2409 IKE(互连网密钥交换)、RFC2401 IPSec协议、RFC2402 AH验证包头、RFC2406 ESP加密数据等文件。
IPSec安全体系包括3个基本协议:AH协议为IP包提供信息源验证和完整性保证;ESP协议提供加密机制;密钥管理协议(ISAKMP)提供双方交流时的共享安全信息。ESP和AH协议都有相关的一系列支持文件，规定了加密和认证的算法。最后，解释域(DOI)通过一系列命令、算法、属性和参数连接所有的IPSec组文件。
折叠 编辑本段 VPN协议
隧道技术应用VPN是Internet技术迅速发展的产物，其简单的定义是，在公用数据网上建立属于自己的专用数据网。也就是说不再使用长途专线建立专用数据网，而是充分利用完善的公用数据网建立自己的专用网。它的优点是，既可连到公网所能达到的任何地点，享受其保密性、安全性和可管理性，又降低网络的使用成本。
VPN依靠Internet服务提供商(ISP)和其他的网络服务提供商(NSP)在公用网中建立自己的专用"隧道"，不同的信息来源，可分别使用不同的"隧道"进行传输。
新出台的标准ISE CHEIP6版保证用户数据的安全加密。由于用户对企业网传输个人数据很敏感，因此集成度更高的VPN技术不久将会流行起来。
折叠 编辑本段 GPRS协议
随着隧道技术的发展，各种业务已经开始根据本业务的特点制定相应的隧道协议。GPRS(General Packet Radio Service)中的隧道协议GTP(GPRS Tunnel Protocol)就是一例。
GPRS是GSM提供的分组交换和分组传输方式的新的承载业务，可以应用在PLMN(Public Land Mobile Network)内部或应用在GPRS网与外部互联分组数据网(IP、X.25)之间的分组数据传送，GPRS能提供到现有数据业务的无缝连接。它在GSM网络中增加了两个节点:服务GPRS支持节点(SGSN─serving GPRS support node)和网关GPRS支持节点(GGSN─Gateway GPRS support node)。
SGSN是GPRS骨干网与无线接入网之间的接口，它将分组交换到正确的基站子系统(BSS)。其任务包括提供对移动台的加密、认证、会话(session)管理、移动性管理和逻辑链路管理。它也提供到HLR等数据库的连接。
通过GPRS隧道协议可为多种协议的数据分组通过GPRS骨干网提供隧道。GTP根据所运载的协议需求，利用TCP或UDP协议来分别提供可靠的连接(如支持X.25的分组传输)和无连接服务(如IP分组)。
将一个帧封装到不同类型的帧中，就成为隧道技术。
折叠 编辑本段 在Linux中
为了在TCP/IP网络中传输其他协议的数据包，Linux采用了一种IP隧道技术。在已经使用多年的桥接技术中就是通过在源协议数据包上再套上一个IP协议帽来实现。
利用IP隧道传送的协议包也包括IP数据包，Linux的IPIP包封指的就是这种情况。移动IP(Mobile-IP)和IP多点广播(IP-Multicast)是两个流行的例子。IP隧道技术在VPN中也显示出极大的魅力。
移动IP是在全球Internet上提供移动功能的一种服务，它允许节点在切换链路时仍可保持正在进行的通信。它提供了一种IP路由机制，使移动节点以一个永久的IP地址连接到任何链路上。与特定主机路由技术和数据链路层方案不同，移动IP还要解决安全性和可靠性问题，并与传输媒介无关。移动IP的可扩展性使其可以在整个互联网上应用。
折叠 编辑本段 在移动IP中
在家乡网络中，移动主机的操作与标准的固定主机相同;当移动主机移动到外地网络，且完成移动IP的注册过程后，可以在外地网络上继续通信。在外地网络上的通信需要采用隧道技术。
封装是隧道技术的核心，所谓封装是指把一个完整的IP分组当做数据，放在另一个IP分组内，原IP分组的IP地址称为内部地址，新的IP分组的IP地址称为外部地址。
隧道技术就是在隧道的起点将IP分组封装，并将外部地址设置为隧道终点的IP地址。封装的IP分组经标准的IP路由算法传递到隧道的终点。在隧道的终点，将封装的IP分组进行拆分。
家乡代理和外地代理必须能够使用IP-in-IP封装来支持分组的隧道传输。移动IP协议另外提供了两种可选的封装方式，即最小封装和GRE封装。
折叠 编辑本段 互通隧道技术
这里指的隧道技术，是指基于IPv4隧道来传送IPv6数据报文的隧道技术。为了实现在IPv4海洋中传递IPv6信息，可以将IPv4作为隧道载体，将IPv6报文整个封装在IPv4数据报文中，使IPv6报文能够穿透IPv4海洋到达另一个IPv6小岛。
关于这个技术来打个比方，一个快递公司收件之后，发现目的地自己没有站点，无法投送，则将此包裹转交给能到达目的地的快递公司(例如中国邮政)来投递。也就是说将快递公司已经封装好的包裹(类似于IPv6报文)，外面再用中国邮政的包装再封装一次(类似于封装成IPv4报文)，以便于这个包裹能在中国邮政的系统(IPv4海洋)中被正常投递。
隧道技术比双协议栈技术和协议转换技术(也都是用来进行IPv4和IPv6转换和过渡的技术)更复杂些，它的工作过程如下图所示。
采用这种方式需要管理员在网络的两端进行配置，即在隧道的入口和出口进行参数设置，这种方式对管理员要求较高，管理工作量大，容易出错，所以一般在隧道数量不多的时候采用。
