虚拟专用网络VPN

Benjamin Lee2023-03-282024-04-23

前言

一提到VPN，可能很多人想到的都是“翻墙”。那么VPN到底是什么，它又是什么原理？本篇文章将讲解VPN相关的原理。本文只讲述该技术的技术原理，完全合法合规，并不存在直接或间接唆使个人搭建违法违规上网工具的意图，解释权归站长Timewaster所有。

VPN的诞生背景

跨越地域的数据传输

在2000的五月的时候HTTPS才被编入RFC，也就是说在此之前，大家上网所使用的协议大部分都是HTTP。HTTP有一个致命的弱点就是它使用的传输方式是明文传输。比如说现在在中国北京市有A公司的销售部，然后A公司的仓库在贵州省。假设现在一个客户在A公司下单了，北京的销售部直接将客户的个人信息和订单信息通过HTTP协议发送给贵州的仓库，中间这么长的距离信息进过谁的手、被谁看过都不清楚。如果说为了防止被监听而在北京和贵州之间修建一条线缆，即耗时又耗钱，性价比特别低。那现在怎么办呢？

修建虚拟线缆！

那么就有人提出了：可以修建一条虚拟的线缆！这个想法正是VPN的原理。在公司的两边各配置一台VPN集线器（也称VPN服务器或VPN网关）。数据发送的时候先通过发送端的VPN集线器，VPN将数据加密之后发送给ISP（互联网提供商，也就是联通、电信、移动等），ISP再通过公共互联网发送给接收端的VPN集线器，接收端再解密。这就完成了数据的传输。那么反过来也是一样的道理。数据在公网的时候是加密状态的。它在传输数据的时候就像搭建了一个管道，管道外面的人无法解读管道内的内容，保证了数据的保密性。

VPN的类型

点对点连接

点对点连接一般适用于刚刚讲的那种公司的情况，也就是IP基本不会改变，属于定点传输的模式。

比如现在销售部的IP是8.8.8.8 ，仓库的IP是9.9.9.9。

而销售部和仓库的VPN集线器分别是10.10.10.10和11.11.11.11。

本来传输头字节写的from是8.8.8.8，to是9.9.9.9（两边电脑的IP）。那么在传输过程中，数据包从8.8.8.8到了10.10.10.10的时候，传输头字节就变成了from是10.10.10.10，to是11.11.11.11（两边VPN集线器的IP）。到了11.11.11.11的时候再由11.11.11.11转发给到9.9.9.9。

客户端对点连接

点对点连接这种方式只适合于定点传输，也就是保证两边的IP都不会变的情况下。但是根据我们的常识，我们可以知道，根据我们位置的变化，我们的IP是会随着改变的。就算同样坐在家里，我们只要把网络断掉再重新连接，根据DHCP协议，我们的IP也可能发生改变。那这样的情况下点对点连接就不再适用，因此我们就需要一种新的连接方式，也就是客户端对点连接。这种连接方式会应用在居家办公里，比如人在家中坐，数据在公司。

客户端对点的连接可以直接通过互联网认证并连接，也可以安装特定的桌面客户端软件。这种客户端对点的连接方式有两种隧道方式，分别是全隧道和半隧道。全隧道就是全部都走公司网络，然后再从公司网络走出去。半隧道就是一部分走公司网络，一部分走自己的网络。很多人会选择使用半隧道，毕竟上班时间难免摸一下鱼，如果全隧道的话，摸鱼记录就都被记录到公司了。

VPN的职责

保密

VPN既然是隧道传输了，那首要的职责就是要保证数据的安全性，常见的加密算法有AES和3DES。这两个算法都有一个E，代表的是Encryption，也就是加密的意思。关于这些常见的加密算法，我后期会专门发一篇文章讲解，这里就不多赘述了。

完整

保密工作是做好了。另一个问题就是：就算看不懂，黑客还是可以乱改你的数据。该如何保证数据的准确性和完整性？我们可以用到另一个算法，想必各位都有所耳熟，叫做哈希Hash。哈希属于非对称算法，就是通过特定的算法生成一串唯一的字符串。目前网上常见的哈希加密方式就是MD5，BASE64，SHA1和SHA256。以SHA256为例，现在加密“Timewaster”