Đồ án Virtual Private Network VPN

Lời mở đầu. Hiện nay nền kinh tế nước ta đang trên con đường phát triển mạnh, các doanh nghiệp, công ty có xu hướng mở chi nhánh phân bố các nơi khác nhau. Điều đó đã thu của các doanh nghiệp một khoản chi phí không nhỏ. Vì thế một vấn đề cấp thiết đặt ra là phải thiết kế một mạng máy tính có khả năng tăng cường thông tin từ xa trên địa bàn hoạt động rộng (trên toàn quốc hay toàn cầu). ngoài ra tài nguyên ở trung tâm có thể kết nối đến từ nhiều nguồn để tiết kiệm được chi phí và thời gian. VPN ra đời đáp ứng tất cả các yêu cầu trên Cụm từ Virtual Private Network gọi là mạng riêng ảo- VPN được khởi sự năm 1997. Mục đích mong muốn của công nghệ VPN là việc sử dụng Internet và tính phổ cập của nó. Tuy nhiên, do Internet là nguồn thông tin công cộng nên có thể được truy cập từ bất kỳ ai, bất kỳ lúc nào, bất kỳ nơi đâu, việc trao đổi thông tin có thể bị nghe trộm dễ dàng, sự truy cập bất hợp pháp và phá hoại dữ liệu khi trao đổi dữ liệu. Mục đích chính của VPN là cung cấp bảo mật, tính hiệu quả và độ tin cậy trong mạng trong khi vẫn đảm bảo cân bằng giá thành cho toàn bộ quá trình xây dựng mạng. VPN là một mạng riêng sử dụng hệ thống mạng công cộng (thường là Internet) để kết nối các địa điểm hoặc người sử dụng từ xa với một mạng LAN ở trụ sở trung tâm. Thay vì dùng kết nối thật khá phức tạp như đường dây thuê bao số, VPN tạo ra các liên kết ảo được truyền qua Internet giữa mạng riêng của một tổ chức với địa điểm hoặc người sử dụng ở xa. . Do đó VPN có một vị trí quan trọng trong nền kinh tế hiện nay và trong tương lai. Tuy nhiên nó lại chưa được bi ết đến đầy đủ và chi tiết, vì vậy nhóm em quyết định chon đề tài về VPN. Vpn được chúng tôi nghiên cứu trong một thời gian không dài. Tuy nhiên ưu việt của nó cũng được thể hiện phần nào. Có được điều đó chúng tôi xin trân thành cảm ơn: Thầy Đỗ Đức Thọ - giảng viên bộ môn mạng máy tính. Thầy cô khoa quản trị mạng trường Đại Học Kinh Tế Quốc Dân. Tập đoàn Phú Thái Chúng tôi hy vọng rằng với nội dung chúng tôi đã viết các bạn sẽ hiểu hơn về VPN và những ưu thế của nó từ đó xây dựng được dự án hay trong tương lai. Xin trân thành cảm ơn! Lý thuyết. I. Tổng quan về mạng riêng ảo VPN (Virtual Private Network). II. VPN và bảo mật internet VPN. III. Thiết kế VPN I. Tổng quan về mạng riêng ảo. I.1. Mạng riêng ảo là gì? Khái niệm mạng riêng ảo. Mạng riêng ảo là phương pháp làm cho một mạng công cộng hoạt động như một mạng cục bộ kết hợp với các giải pháp bảo mật trên đường truyền. Vpn cho phép thành lập các kết nối riêng với người dùng ở xa, các văn phòng chi nhánh của công ty và các đối tác của công ty đang sử dụng chung một mạng công cộng. Khái niệm định đường hầm (tunneling): Là cơ chế dùng cho việc đóng gói một giao thức trong một giao thức khác. Định đường hầm cho phép che dấu giao thức lớp mạng nguyên thuỷ bằng cách mã hoá vào trong một vỏ bọc IP. Khái niệm về chất lượng dịch vụ: Vpn còn cung cấp các thoả thuận về chất lượng dịch vụ (QoS), những thoả thuận bao gồm định ra một giới hạn trên cho phép về độ trễ trung bình của gói trong mạng. Vpn= định đường hầm + bảo mật + các thoả thuận QoS. I.2. Sự thuận lợi và bất lợi của VPNs. Thuận lợi. Giảm chi phí đường truyền: Vpn cho phép tiết kiệm đến 60% chi phí so với thuê bao đường truyền và giảm đáng kể tiền cước. Giảm chi phí đầu tư: Vpn không tốn chi phí đầu tư cho máy chủ, bộ định tuyến, các bộ chuyển mạch như khi đầu tư cho một mạng WAN của công ty (có thể thuê của các nhà cung cấp dịch vụ). Giảm chi phí quản lý và hỗ trợ: với quy mô kinh tế của mình các nhà cung cấp dịch vụ có thể mang lại cho công ty những tiết kiệm có giá trị so với việc tự quản lý mạng. Truy cập mọi lúc mọi nơi. Vpn không làm ảnh hưởng đến bất kì một dịch vụ truyền thống nào của internet. Cải thiện kết nối. An toàn trong giao dịch. Hiệu quả về băng thông. Enhanced scalability. Bất lợi : Phụ thuộc trong môi trường Internet. Thiếu sự hổ trợ cho một số giao thức kế thừa. I.3. Phân loại mạng riêng ảo. . Central Site Site-to-SiteRemote Office Extranet Business Partner POP DSL Cable Mobile User Home Telecommuter Internet Truy cập từ xa (Remote Access) Kết nối chi nhánh của công ty (Site to Site) VPN Mạng mở rộng (ExtranetVPN) yêu cầu của VPN. VPNs nhằm hướng vào 3 yêu cầu cơ bản sau đây : § Có thể truy cập bất cứ lúc nào bằng điều khiển từ xa, bằng điện thoại cầm tay,  và việc liên lạc giữa các nhân viên của một tổ chức tới các tài nguyên mạng. § Nối kết thông tin liên lạc giữa các chi nhánh văn phòng từ xa. § Ðược điều khiển truy nhập tài nguyên mạng khi cần thiết của khách hàng, nhà cung cấp và những đối tượng quan trọng của công ty nhằm hợp tác kinh doanh. I.4. Phân loại VPN. . Dựa trên những nhu cầu cơ bản trên, ngày nay VPNs đã phát triển và phân chia ra làm 2 phân loại chính sau : Remote Access VPNs ( VPN truy cập từ xa). Site – to – site VPNs (VPN điểm nối điểm). VPN truy cập từ xa còn được gọi là mạng Dial-up riêng ảo (VPDN), là một kết nối người dùng-đến-LAN, thường là nhu cầu của một tổ chức có nhiều nhân viên cần liên hệ với mạng riêng của mình từ rất nhiều địa điểm ở xa. Ví dụ như công ty muốn thiết lập một VPN lớn phải cần đến một nhà cung cấp dịch vụ doanh nghiệp (ESP). ESP này tạo ra một máy chủ truy cập mạng (NAS) và cung cấp cho những người sử dụng từ xa một phần mềm máy khách cho máy tính của họ. Sau đó, người sử dụng có thể gọi một số miễn phí để liên hệ với NAS và dùng phần mềm VPN máy khách để truy cập vào mạng riêng của công ty. Loại VPN này cho phép các kết nối an toàn, có mật mã. Một số thành phần chính : Remote Access Server (RAS) : được đặt tại trung tâm có nhiệm vụ xác nhận và chứng nhận các yêu cầu gửi tới. Quay số kết nối đến trung tâm, điều này sẽ làm giảm chi phí cho một số yêu cầu ở khá xa so với trung tâm. Hổ trợ cho những người có nhiệm vụ cấu hình, bảo trì và quản lý RAS và hổ trợ truy cập từ xa bởi người dùng. Bằng việc triển khai Remote Access VPNs, những người dùng từ xa hoặc các chi nhánh văn phòng chỉ cần cài đặt một kết nối cục bộ đến nhà cung cấp dịch vụ ISP hoặc ISP’s POP và kết nối đến tài nguyên thông qua Internet. Mô hình Intranet VPNs. Ba lo¹i liªn kÕt trong m¹ng VPN I.5.Các thành phần của VPN HA (Home Agent). Bề mặt chung của chương trình là thường cư trú tại các nút mạng  (router) trong mạng đích. Ngoài ra, một nút đích, như Dial-up Server có thể làm máy chủ HA. HA nhận và xác nhận  những yêu cầu gửi đến để xác thực chúng từ những host đã được ủy quyền. Khi xác nhận thành công bộ máy khởi tạo, HA cho phép thiết lập tunnel. FA (Foreign Agent). Giao diện trương trình thường cư trú tại các nút khởi tạo hoặc ở  nút truy cập mạng (router) của hệ thống mạng. Các nút khởi tạo dùng FA để yêu cầu một phiên VPN từ  HA ở mạng đích. Để có thể thiết lập hoàn chỉnh một tunnel giữa hai nút thông tin đầu cuối, tunneling đưa ra 4 thành phần yêu cầu sau : Mạng đích (Target network): Là mạng trong đó chứa các dữ liệu tài nguyên mà người dùng từ xa cần truy cập để sử dụng, là những người khởi tạo ra phiên yêu cầu VPN (mạng đích cũng được hiểu như là mạng gia đình (home network) trong một số tài liệu về VPN). Nút khởi tạo (Initiator node): Người dùng khách hoặc máy chủ khởi tạo phiên VPN. Nút khởi tạo có thể là một phần của mạng cục bộ hoặc có thể là người dùng mobile sử dụng laptop. I.6.Cấu trúc của VPN. Tính tương thích: - Hỗ trợ nhiều chuẩn giao thức. Tính bảo mật: - Password cho người dùng trong mạng. - Mã hoá dữ liệu khi truyền. - Đơn giản trong quản lý sử dụng. Tính khả dụng: - Tốc độ kêt nối. - Chât lượng dịch vụ. Khả năng hoạt động tương tác: - Đồng bộ với thiết bị sử dụng. Nhằm mục đích dễ hiểu hơn quá trình hoạt động của công nghệ tunneling được chia làm 2 giai đoạn: Giai đoạn 1: Nút khởi tạo (hoặc người dùng từ xa) yêu cầu một phiên làm việc VPN và được xác nhận HA tương ứng. Giai đoạn 2: dữ liệu được thực sự chuyển qua mạng thông qua tunnel. Trong giai đoạn I, một kết nối yêu cầu được khởi tạo và những tham số phiên được đàm phán. (Giai đoạn này cũng có thể được xem như là giai đoạn thiết lập tunnel). Nếu yêu cầu được chấp nhận và tham số phiên được đàm phán thành công, một tunnel được thiết lập giữa hai nút thông tin đầu cuối. Điều này xảy ra qua những việc chính sau : 1. Nút khởi tạo gửi yêu cầu kết nối đến vị trí FA trong mạng. 2. FA xác nhận yêu cầu bằng cách thông qua tên truy cập và mật khẩu được cung cấp bởi người dùng. 3. Nếu tên truy cập và mật khẩu cung cấp bởi người dùng không hợp lệ, yêu cầu phiên làm việc VPN bị từ chối. Ngược lại, nếu quá trình xác nhận sự thống nhất của FA thành công, nó sẽ chuyễn yêu cầu đến mạng đích HA. . Trong quá trình nhận thông tin mã hóa, HA cởi bỏ tunnel header và header của giao thức định tuyến, đưa gói dữ liệu trở về dạng nguyên bản của nó. .   Dữ liệu nguyên gốc sau đó được chuyển hướng đến nút mong muốn cần đến trong mạng.   Figure 4-3: The process of transferring data across a tunnel. Ghi chú : Nếu 2 điểm đầu cuối không sử dụng cùng giao thức tunneling, một số tham biến cấu hình tunnel như mã hóa, tham số nén, và cơ chế duy trì tunnel cũng được đàm phán. Với việc thiết lập tunnel, giai đoạn I được xem như đã xong và giai đoạn II, hay giai đoạn chuyển giao dữ liệu, bắt đầu. Quá trình giao dịch trong giai đoạn II này thực hiện qua các bước sau: 1.   Nút khởi tạo bắt đầu chuyển hướng các gói dữ liệu đến FA. 2.   FA tạo tunnel header và chèn nó vào từng gói dữ liệu. Thông tin header của giao thức định tuyến (được đàm phán trong giai đoạn I) sau đó được gắn vào gói dữ liệu. 3.   FA chuyển hướng các gói dữ liệu đã mã hóa đến HA bằng cách sử dụng tunnel number đã được cung cấp.   4.    Nếu yêu cầu được HA chấp nhận, FA gửi login ID đã được mã hóa và mật khẩu tương ứng đến nó. 5.    HA kiểm chứng thông tin đã được cung cấp. Nếu quá trình kiểm chứng thành công, HA gửi những Register Reply, phụ thuộc vào một số tunnel đến FA. 6.    Một tunnel được thiết lập khi FA nhận Register Reply và số tunnel.  * Định dạng gói dữ liệu VPN. Như đã được mô tả ở phần trước, trước khi gói dữ liệu nguyên gốc được phân phát đến mạng đích thông qua tunnel, nó đã được mã hóa bởi FA. Gói dữ liệu mã hóa này được đề cập như một tunneled packet. Định dạng của một tunneled packet được mô tả theo hình bên dưới. Figure 4-4: The format of a tunneled packet Như đã thấy ở hình 4-4, một tunneled packet bao gồm 3 phần, bao gồm : Header of the routable protocol. Phần đầu chứa địa chỉ nguồn (FA) và đích (HA). Bởi vì quá trình giao dịch thông qua Internet chủ yếu là dựa trên cơ sở IP, phần đầu này là phần IP header chuẩn phổ biến và chứa địa chỉ IP của FA, HA  tham gia trong quá trình giao dịch. Tunnel packet header. Phần đầu này chứa 5 phần:     - Protocol type. Trường này chỉ ra loại giao thức của gói dữ liệu nguyên gốc (hoặc pay-load).         - Kiểm tra tổng (Checksum). Phần này chứa thông tin kiểm tra tổng quát liệu gói dữ liệu có bị mất mát trong suốt qua trình giao dịch. Thông tin này tùy chọn.   - Khóa (Key). Thông tin này được dùng để nhận dạng hoặc xác nhận nguồn thực của dữ liệu (bộ khởi tạo).        - Số tuần tự (Sequence number): Trường này chứa đựng 1 con số chỉ ra số tuần tự của gói dữ liệu trong một loạt các gói dữ liệu đã và đang trao đổi.        - Source routing: Trường này chứa đựng thêm thông tin định tuyến, phần này tuỳ chọn. Payload. Gói dữ liệu nguyên gốc được gửi đến FA bởi bộ khởi tạo. Nó cũng chứa đựng phần đầu nguyên gốc. II. VPN VÀ BẢO MẬT INTERNET VPN. II.1.1. Kiến trúc mạng VPN. Đường hầm:phần ảo trong VPN. Các kết nối được thiết lập trên nhu cầu tổ chức. Một nối chỉ được tạo ra giữa 2 site khi cần thiết. Việc tạo đường hầm tạo ra kết nối đặc biệt giữa 2 điểm cuối. Việc tạo đường hầm tạo ra một kết nối đặc biệt giữa dòng dữ liệu và thông tin người dùng. Các dịch vụ bảo mật- phần riêng trong VPN. Các dịch vụ bảo mật trong VPN bao gồm: Xác thực. Điều khiển truy cập. Tin cậy. Tính toàn vẹn dữ liệu. Việc xác thực người dùng và tính tòan vẹn dữ liệu phụ thuộc vào các tiến trình mã hóa. II.1.2. Bảo mật trong VPN. Tường lửa. Mật mã truy cập:bao gồm mật mã riêng và mật mã chung. Giao thức bảo mật Internet. Máy chủ AAA (Authentication Authorization Accounting)- kiểm soát việc cho phép thẩm định quyền truy cập. Tường lửa. Tường lửa (firewall): là rào chắn vững chắc giữa mạng riêng và Internet. Bạn có thể thiết lập các tường lửa để hạn chế số lượng cổng mở, loại gói tin và giao thức được chuyển qua. Một số sản phẩm dùng cho VPN như router 1700 của Cisco có thể nâng cấp để gộp những tính năng của tường lửa bằng cách chạy hệ điều hành Internet Cisco IOS thích hợp. Tốt nhất là hãy cài tường lửa thật tốt trước khi thiết lập VPN. Mã truy cập. Mật mã truy cập: là khi một máy tính mã hóa dữ liệu và gửi nó tới một máy tính khác thì chỉ có máy đó mới giải mã được. Có hai loại là mật mã riêng và mật mã chung. Mật mã riêng (Symmetric-Key Encryption): Mỗi máy tính đều có một mã bí mật để mã hóa gói tin trước khi gửi tới máy tính khác trong mạng. Mã riêng yêu cầu bạn phải biết mình đang liên hệ với những máy tính nào để có thể cài mã lên đó, để máy tính của người nhận có thể giải mã được. Mật mã chung (Public-Key Encryption): kết hợp mã riêng và một mã công cộng. Mã riêng này chỉ có máy của bạn nhận biết, còn mã chung thì do máy của bạn cấp cho bất kỳ máy nào muốn liên hệ (một cách an toàn) với nó. Để giải mã một message, máy tính phải dùng mã chung được máy tính nguồn cung cấp, đồng thời cần đến mã riêng của nó nữa. Có một ứng dụng loại này được dùng rất phổ biến là Pretty Good Privacy (PGP), cho phép bạn mã hóa hầu như bất cứ thứ gì. II.1.3. Giao thức bảo mật giao thức Internet (IPSec). Giao thức bảo mật giao thức Internet (IPSec) cung cấp những tính năng an ninh cao cấp như các thuật toán mã hóa tốt hơn, quá trình thẩm định quyền đăng nhập toàn diện hơn. IPSec có hai cơ chế mã hóa là Tunnel và Transport. Tunnel mã hóa tiêu đề (header) và kích thước của mỗi gói tin còn Transport chỉ mã hóa kích thước. Chỉ những hệ thống nào hỗ trợ IPSec mới có thể tận dụng được giao thức này. Ngoài ra, tất cả các thiết bị phải sử dụng một mã khóa chung và các tường lửa trên mỗi hệ thống phải có các thiết lập bảo mật giống nhau. IPSec có thể mã hóa dữ liệu giữa nhiều thiết bị khác nhau như router với router….. Máy chủ AAA. AAA : là viết tắt của ba chữ Authentication (thẩm định quyền truy cập), Authorization (cho phép) và Accounting (kiểm soát). Các server này được dùng để đảm bảo truy cập an toàn hơn. Khi yêu cầu thiết lập một kết nối được gửi tới từ máy khách, nó sẽ phải qua máy chủ AAA để kiểm tra. Các thông tin về những hoạt động của người sử dụng là hết sức cần thiết để theo dõi vì mục đích an toàn. II.2. Một số giao thức cho VPN. - Bảo mật IP: là 1 chuẩn mở đảm bảo cho quá trình trao đổi dữ liệu được an toàn. - Giao thức đường hầm điểm-điểm: là sự lựa chọn thay thế cho giao thức bảo mật IP. - Giao thức đường hầm lớp 2: là giao thức đảm bảo cho vận chuyển dữ liệu trên Internet được an tòan. IP Security (IPSec). IP Security (IPSec) : Ðược phát triển bởi IETF, IPSec là một chuẩn mở đảm bảo chắc chắn quá trình trao đổi dữ liệu được an toàn và phương thức xác nhận người dùng qua mạng công cộng. Không giống với những kỹ thuật mã hoá khác, IPSec thực hiện ở tầng thứ 7 trong mô hình OSI (Open System Interconnect). Vì thế, chúng có thể chạy độc lập so với các ứng dụng chạy trên mạng. Và vì thế mạng của bạn sẽ được bảo mật hơn mà không cần dùng bất kỳ chương trình bảo mật nào. Point-to-point Tunneling Protocol. (PPTP) : Phát triển bởi Microsoft, 3COM, và Ascend Communications, PPTP là một sự chọn lựa để thay thế cho IPSec. Tuy nhiên IPSec vẫn còn được sử dụng nhiều trong một số Tunneling Protocol. PPTP thực hiện ở tầng thứ 2 (Data Link Layer). Layer 2 Tunneling Protocol (L2TP) Ðược phát triển bởi Cisco System, L2TP được dự định sẽ thay thế cho IPSec. Tuy nhiên IPSec vẫn chiếm ưu thế hơn so về bảo mật trên Internet. L2TP là sự kết hợp giữa Layer 2 Forwarding (L2F) và PPTP và được dùng để đóng gói các frame sữ dụng giao thức Point-to-point để gởi qua các loại mạng như X.25, FR, ATM. Ghi chú : L2F là một protocol được đăng ký độc quyền bởi Cisco System để đảm bảo việc vận chuyễn dữ liệu trên mạng Internet được an toàn. II.3. Kiến trúc VPN của Cisco. Khối truy cập VPN. Khối truy cập làm nền cho các ứng dụng thương mại được thiết kế tuân theo các yêu cầu và quy định giống như mạng riêng của công ty. Khối bảo mật. Kiến trúc xác thực. Trong môi trường truy cập VPN, khía cạnh bảo mật quan trọng nhất liên quan đến việc nhận ra một người dùng của công ty và thiết lập đến một đường hầm đến cổng nối của công ty. Cổng nối này phải có khả năng xác thực được ngưới dùng, các quyền truy cập và tính cước. Xác thực đơn phương. Để xác thực người dùng đầu tiên Client sẽ thiết lập kết nối mạng cung cấp dịch vụ thông qua một POP, sau đó kết nối thiết lập thứ hai với mạng khách hàng. Các điểm cuôí trong truy cập đường hầm của VPN xác thực với nhau. Kế tiếp người dùng kết nối với các thiết bị đầu cuối khách hàng (CPE). Các cổng nối người dùng sử dụng giao thức phân tích chất lượng thành viên và giao thức Internet nối tiếp SLIP (Serial Line Internet Protocol) và được xác thực thông qua các một giao thức xác định tên mật khẩu như: PAP (Password Authentication Protocol), giao thức xác định yêu cầu bắt tay CHAP (Chanllenge Handshak Protocol) hay một hệ thống điều khiển truy nhập cứng. Đây là kiến trúc điển hình của VPN. VPN Logical. Khách hàng tiềm năng cuả VPN. Mô hình mạng cơ bản lớp 3 của VPN. Tunelling. II.4. Mô hình xác thực a.Xác thực đơn phương Internet VPN Mobile Customer Telecommuser POP Nhµ cung cÊp dÞch vô Internet Cæng nèi c«ng ty Central Site cña c«ng ty X¸c thùc C X¸c thùc C b. Mô hình xác thực song phương. Đầu tiên, người dùng sẽ quay số đến điểm truy cập POP của ISP, sau đó ISP sẽ nhận diện người gọi thông qua một số nhận diện chung. Máy chủ truy cập mạng NAS (Network access Server) sẽ biết được số nhận diện này thuộc mạng khách hàng nào. Kế tiếp, NAS sẽ thiếp lập một đường hầm với cổng nối phiá khách hàng. Cuối cùng, người dùng được xác thực lần thứ hai bởi cổng nối phía mạng công ty Mô hình xác thực song phương. Internet VPN Mobile Customer Telecommuser POP Nhµ cung cÊp dÞch vô Internet Cæng nèi c«ng ty X¸c thùc C X¸c thùc I Central Site cña c«ng ty X¸c thùc C II.5. Firewall. C Cisco IPX Firewall cho phép 64000 kết nối hoạt động cùng một lúc, hoạt đ ộng dựa trên thuật toán bảo mật tương thích ASA (Adaptive security Aloritm), thu ật toán này bảo mật đến các mạng máy nội bộ. Các đặc điểm chính: -Điều khiển truy cập dựa ngữ cảnh CBAC (Context-based access control): Cung cấp bảo mật, lọc các ứng dụng cho lưu lượng IP, cung cấp các giao thức mới nhất. - Java bloking-bảo mật chống lại Java applet nguy hiểm chỉ cho phép các apple từ các nguồn đáng tin cậy. - Phát hiện và ngăn ngừa từ chối các dịch vụ (Denial-of-service detection and prevention) để bảo mật các tài nguyên bộ định tuyến chống lại các tấn công thông thường. - Cảnh báo thời gian thực (real-time alert) cảnh báo trong trường hợp của các tấn công từ chối các dịch vụ và các tình trạng đặc biệt khác. - Theo dõi và kiểm tra (audit trail): do tìm người truy cập bằng thời gian, địa chỉ, nguồn và đích, cộng tổng số byte được chuyển đi. Mô hình bức tường lửa (1). VPN nằm phía trước firewall. Mô hình bức tường lửa (2).VPN server năm phía sau Firewall. III. Thiết kế phần cứng VPN. Phần cứng VPN. Một số kết nối VPN. Giải pháp VPN của Cissco III.1. Phần cứng VPN. VPN hoạt động dựa trên nguyên lý lợi dụng cơ sở hạ tầng của mạng công cộng đã có để xây dựng mạng riêng. Một trong những điểm khác nhau giữa sản phẩm thông dụng hiện nay là ở các thiết bị đường hầm. Một cổng nối bảo mật có thể tạo ra một đường hầm để liên kết với Lan đến một cổng nối khác hoặc chỉ một host đầu xa có thể tạo ra một đường hầm để kết nối một cổng nối và Lan mà không có số. Khi khách hàng không đủ tài nguyên thì một sản phẩm duy nhất được tích hợp các chức năng khác nhau có sức lôi quấn đặc biệt. Việc cài đặt một đường hầm có thể khiến cho việc thiết lập một VPN trở lên dễ dàng hơn. Một trong những vấn đề lớn nhất đối với các thiết bị là hỗ trợ việc đồng bộ hoá. Yêu cầu thiết kế VPN. Để thiết kế VPN hữu dụng cần khảo sát và đề ra yêu cầu thiết kế sát với nhu cầu khai thác sử dụng. Các yêu cầu gồm: Có bao nhiêu người dùng cho mỗi site? Loại kết nối: thường trực hay yêu cầu? Lưu lượng mạng do site phát sinh biến đổi lưu lượng theo giờ, ngày, lưu lượng dự phòng? Tần suất kết nối theo yêu cầu, độ tin cậy cần thiết? Có cần site hỗ trợ người dùng từ xa không? Kĩ thuật cơ bản của VPN. Các giao thức đường hầm phan loại theo lớp mà nó hoạt động dựa trên đó. Vd: giao thức đường hầm lớp 2 là: PPTP, L2TP, LFP. Các khối của một VPN: gồm hai thành phần là tuyến kết nối đến internet do ISP cung cấp. Và phần mềm và phần cứng để bảo mật dữ liệu trước khi truyền ra internet. Giao thức cơ bản của VPN. Giao thức an ninh internet (IP security protocol). Được thực hiện bởi IEIF (internet engineering task force). Tương thích với cả IPv4 và IPv6. Có hai chế độ mã hoá: chế độ truyền (bảo vệ payload) và chế độ đường hầm (bảo vệ payload và header). III.2.Vấn đề kết nối VPN. Lựa chọn giải pháp thích hợp cho WAN, RAS, VPN. Lựa chọn ISP nên chộn cùng một ISP cho các kết nối, QoS. Giải quyết các sự cố: lỗi kết nối, lỗi nhận thức, định tuyến thoả thuận với ISP. Gợi ý về an ninh giới hạn người truy cập, giới hạn tài nguyên. III.3. Giải pháp VPN của SISSCO. TYPE Application As atternatiive to Benefit Remote access VPN Remote dial connectivity. Dedicated dial ISDN. Ubiquitous access lower cost. Site to site VPN. Site to site internal connectivity. Leased line frame relay (ATM). Extend connectivity increased. Extranet VPN. Biz to biz external connectivity. Fax, mail, EDI (electronic data interchange). Facilitates e-commerce. VPN product function matrix. Site to site VPN. Remote Access VPN. IOS VPN router Primary role. Allencompassing site to site connectivity features Provides routiny, QoS, WAN interfaces, multicast and multiprotocol support. Basic remote access functionality. PIX. Solution for security organizations that prefer operating firewalls. Provides full firewall features. Basic site to site functionality. Provides most remote access features. Solution for security organizations that prefer operating firewalls. Provides full firewall features. VPN 3000 concertrators. Basic site to site functionality. Primary role. Full featured remote access solution. Remote Access VPNs . Cisco VPN 3000. Connection of remote sites, users and partners across VPN. High density, low bandwidth connections. WAN Router. PIX Firewall . Cisco VPN 3000 Concentrator. Cisco Secure ACS (AAA). WAN Router. PIX Firewall . Cisco VPN 3000 Concentrator. Cisco Secure ACS (AAA). Internet VPN Central Site Mobile Customer Telecommuter POP Cisco VPN Clients Microsoft Win 2000 (IPSec) Microsoft Win 9x/NT (PPTP) Cisco VPN 3002 Hardware VPN Client Ứng dụng mạng riêng ảo VPN trong tập đoàn Phú Thái Phú Thái là tập đoàn phân phối hàng hóa hàng đầu ở Việt Nam. Với 2500 nhân viên và mạng lưới kinh doanh, phân phối trên khắp cả nước. Trụ sở chính ở Hà Nội(189 Trường Chinh-Hà Nội) và có 3 chi nhánh lớn nhất là ở Hải Phòng, Đà Nẵng, TP.HCM và nhiều trung tâm khác. Lựa chọn mạng riêng ảo VPN Trước đó mỗi trung tâm, công ty có một hệ thống máy tính riêng để phục vụ sản xuất kinh doanh nên việc trao đổi thông tin rất khó khăn và tốn kém đặc biệt là việc trao đổi dữ liệu giữa các hệ thống máy tính của tập đoàn . Với mạng riêng ảo VPN đã làm tăng khẳ năng kết nối và trao đổi thông tin, tăng năng suất lao động, phân phối, truy cập dễ dàng giữa các trung tâm Mạng VPN/MPLS trong tập đoàn Công nghệ VPN/MPLS. MPLS-Multi Protocol Label Switching(công nghệ chuyển mạch nhãn đa giao thức). Tập đoàn sử dụng dịch vụ mạng IP VPN/MPLS do EICVINA cung cấp. Đây là một dịch vụ mạng có thể dùng cho các ứng dụng khác nhau, cho phép việc trao đổi thông tin một cách an toàn bằng nhiều lựa chọn kết nối với nhiều tính năng nổi trội: kết nối trực tiếp giữa các điểm bất kỳ, nhiều lựa chọn công nghệ kết nối, tích hợp dữ liệu, thoại & và video, độ bảo mật cao, dễ sử dụng. Như vậy, với VPN dựa trên MPLS, DN hoàn toàn có thể đạt được các mục tiêu của mình như: điều khiển nhiều hơn trên hạ tầng mạng, cung cấp đa lớp dịch vụ tới người sử dụng, đảm bảo hiệu năng đáp ứng theo yêu cầu của ứng dụng, hỗ trợ hội tụ đa công nghệ với nhiều kiểu lưu lượng trên cùng một mạng đơn. Nhờ ưu điểm vượt trội của chất lượng dịch vụ qua mạng IP và là phương án triển khai VPN theo công nghệ mới, khắc phục được nhiều vấn đề mà các công nghệ ra đời trước nó chưa giải quyết được, MPLS thực sự là một lựa chọn hiệu quả trong triển khai hạ tầng thông tin DN. II – VPN point-to-point. Mô hình VPN ở đây là VPN point-to-point: các nút điểm là Hà Nội và Hải Phòng, Đà Nẵng, TP.HCM. Tập đoàn sử dụng VPN điểm- điểm giữa trụ sở chính và các chi nhánh. 2.1 Mô hình điểm-nối-điểm giữa Hà Nội và TP.HCM 2.1 Các thiết bị cần thiết. Trong mô hình VPN điểm -điểm giữa Hà Nội và TP.HCM, mỗi điểm cần nhiều máy làm các nhiệm vụ khác nhau: một máy chủ kiểm soát domain, máy chủ IAS, máy chủ thẩm định quyền truy cập, một Router VPN…Ngoài ra tại mỗi chi nhánh là một mạng LAN với các Server và nhiều Client. Tại Hà Nội có 30 Client và các chi nhánh khác là 20 Client. 2.1.1.1 Tên máy tính và Vai trò CLIENT1 chạy Windows XP Professional, bản SP2 : Máy khách ROUTER1 chạy Windows Server 2003, bản SP1, Standard Edition: Máy chủ VPN & Router trả lời INTERNET chạy Windows Server 2003, bản SP1, Standard Edition: Router Internet ROUTER2 chạy Windows Server 2003, bản SP1, Standard Edition: Máy chủ VPN- & Router gọi CLIENT2 chạy Windows XP Professional, bản SP2: Máy khách Mô hình minh họa cho kết nối Hà Nội vàTP.HCM Trong mô hình trên: Client 1 là đại diện cho cả mạng LAN ở trụ sở chính Hà Nội, bao gồm các Server nối với 30 Client, các Hub và Switch, Firewall Client 2 đại diện cho mạng LAN ở chi nhánh TP.HCM, gồm các Server, 20 client, các hub, switch và được bảo mật bởi Firewall Ngoài ra, mạng còn cần 4 Hub: Một hub để nối Hà Nội( CLIENT 1) với router trả lời( ROUTER 1). Một hub nối TP.HCM ( CLIENT 2) với router gọi ( ROUTER 2). Một hub để nối router trả lời( ROUTER 1) với Internet ( INTERNET ). Một hub để nối router gọi ( ROUTER 2) với Internet (INTERNET). 2.1.1.2 Địa chỉ IP. 1.Địa chỉ IP cho mạng con ở văn phòng Hà Nội Máy tính/Giao diện Địa chỉ IP CLIENT 172.16.4.3 ROUTER1 (tới Intranet của Hà Nội) 172.16.4.1 2.Địa chỉ IP cho các mạng con Internet Máy tính/Giao diện Địa chỉ IP ROUTER1 (tới Internet) 10.1.0.2 INTERNET (tới ROUTER1) 10.1.0.1 ROUTER2 (tới Internet) 10.2.0.2 INTERNET (tới ROUTER2) 10.2.0.1 3.Địa chỉ IP cho mạng con ở văn phòng TP HCM Máy tính/Giao diện Địa chỉ IP ROUTER2 (tới mạng Intranet của TP HCM) 172.16.56.1 CLIENT2 172.16.56.3 2.2 Giao thức truyền thông Trong mô hình VPN/MPLS này có sử dụng kết hợp cả hai giao thức PPTP và L2TP. 2.2.1 Giao thức PPTP Point-to-Point Tunneling Protocol (PPTP). PPTP là một giải pháp độc quyền cung cấp khả năng bảo mật giữa remote client và enterprise server bằng việc tạo ra một VPN thông qua một IP trên cơ sở mạng trung gian. Được phát triển bởi PPTP Consortium (Microsoft Corporation, Ascend Communications, 3COM, US Robotics, và ECI Telematics), PPTP được đưa ra dựa trên yêu cầu VPNs thông qua mạng trung gian không an toàn. PPTP không những tạo điều kiện dễ dàng cho việc bảo mật các giao dịch thông qua TCP/IP trong môi trường mạng chung, mà còn qua mạng riêng intranet. 2.2.1.1 Đặc trưng của PPTP. Công dụng của PSTNs (Public Switched Telephone Networks): PPTP cho phép sử dụng PSTNs cho việc triển khai VPNs. Kết quả là, quá trình xử lý sự phát triển VPN đặc biệt đơn giản và tổng chi phí cho việc triển khai thì khá thấp. Đối với những doanh nghiệp có kết nối mạng diện rộng dựa trên các đường thuê bao leased line được loại bỏ. Hỗ trợ giao thức Non-IP: PPTP cũng hổ trợ một số giao thức triển khai mạng thông thường khác như  TCP/IP, IPX, NetBEUI, và NetBIOS. 2.2.1.2 Vai trò của PPP trong giao dịch PPTP. PPTP là phần mở rộng của PPP, nó không thay đổi công nghệ PPP. Nó chỉ định nghĩa một phương pháp mới trong việc vận chuyển lưu lượng VPN thông qua một mạng chung không an toàn. Khá giống PPP, PPTP cũng không hổ trợ đa kết nối, tất cả các kết nối PPTP đều ở dạng  điểm-điểm. PPP thực hiện một số chức năng giao dịch dựa trên PPTP :     - Thiết lập và kết thúc các kết nối vật lý giữa 2 đầu cuối thông tin.     - Xác thực PPTP clients.     - Mã hóa IPX, NetBEUI, NetBIOS, TCP/IP datagrams để tạo ra PPP datagrams và bảo mật dữ liệu trao đổi giữa các bên có liên quan. 2.2.1.3 Các thành phần của quá trình giao dịch PPTP. Bất kỳ quá trình giao dịch nào dựa trên PPTP triển khai ít nhất 3 thành phần, các thành phần đó là :     -  PPTP client     -  Network Access Server (NAS)     -  PPTP server 2.2.1.3.1 PPTP Clients. Một PPTP client là một nút mạng hổ trợ PPTP và có thể yêu cầu những nút khác cho một phiên VPN. Nếu kết nối được yêu cầu từ một remote server. PPTP client phải sử dụng dịch vụ của ISP’s NAS. Vì lý do đó, client phải dùng modem để kết nối vào kết nối PPP tới nhà ISP.  PPTP client cũng phải được kết nối vào thiết bị VPN để có thể tunnel yêu cầu (và dữ liệu tiếp theo, nếu yêu cầu được chấp nhận) đến thiết bị VPN trên mạng từ xa. Kết nối đến các thiết bị VPN từ xa sử dụng kết nối quay số đầu tiên đến ISP’s NAS để thiết lặp một tunnel giữa hai thiết bị VPN thông quan Internet hoặc các mạng trung gian khác. Không giống những yêu cầu cho các phiên kết nối VPN từ xa, yêu cầu cho một phiên VPN đến một mạng cục bộ không yêu cầu một kết nối đến ISP’s NAS. Cả client và server đều đã được kết nối về mặt vật lý, việc tạo ra một kết nối đến ISP’s NAS là không cần thiết. Client, trong trường hợp này, chỉ yêu cầu các phiên kết nối  quay số bằng thiết bị VPN trên server. Khi các gói dữ liệu yêu cầu định tuyến cho một yêu cầu từ xa và một yêu cầu kết nối cục bộ khác nhau, gói dữ liệu được gắn kèm với 2 yêu cầu được xử lý khác nhau. Gói dữ liệu PPTP đến một server cục bộ mà được đặt trên thiế bị vật lý trung gian gắn kèm card mạng của PPTP client. Ngược lại, gói dữ liệu PPTP đến remote server được định tuyến thông qua phương tiện truyền thông vật lý được gắn kèm trong thiết bị thông tin, chẳng hạn như router. 2.2.1.3.2 PPTP Servers. PPTP Servers law những nút mạng hổ trợ PPTP và có khả năng duy trì các yêu cầu cho các phiên VPN từ những nút khác  (từ xa hoặc nội bộ). Để đáp lại những yêu cầu từ xa, những server phải hổ trợ khả năng định tuyến. 2.2.1.3.PPTP Network Access Servers (NASs) PPTP NASs được đặt tại nhà cung cấp dịch vụ ISP và cung cấp kết nối Internet đến các client sử dụng PPP để quay số. Khả năng có nhiều client đồng thời đưa ra yêu cầu phiên một VPN là rất cao, những server phải có khả năng hổ trợ đồng thời nhiều client. Hơn nữa, PPTP client không bị hạn chế với các hệ điều hành không phải của Microsoft. Do đó, PPTP NASs có khả năng xữ lý dùng nhiều hệ điều hành khác nhau như  Microsoft's Windows, Unix, và Apple's Macintosh  2.2.1.4 Quá trình xử lý PPTP. PPTP tận dụng 3 quá trình xữ lý để bảo đảm cho thông tin liên lạc PPTP thông qua môi trường không an toàn. Những quá trình đó là : ·         Quá trình thiết lặp kết nối PPP ·         Điều khiển kết nối ·         PPTP tunneling và trao đổi dữ liệu 2.2.1.5 Điều khiển kết nối PPTP. Sau khi kết nối PPP giữa PPTP client và server được thiết lặp, quá trình điều khiển PPTP bắt đầu. PPTP connection control được thiết lặp dựa trên cơ sở địa chỉ IP của client và server, sử dụng cổng TCP động và chiếm giữ cổng TCP 1723. Sau khi quá trình điều khiển kết nối được thiết lặp, các thông tin điều khiển và quản lý sẽ được trao đổi giữa các bên có liên quan trong quá trình giao tiếp. Những thông tin đảm nhiệm vai trò bảo trì, quản lý và kết thúc PPP tunnel. Những thông điệp này là những thông điệp có định kỳ bao gồm "PPTP-Echo-Request, PPTP-Echo-Reply" dùng để giúp đỡ trong việc dò tìm các kết nối PPTP hư hỏng giữa server và client. 2.2.1.6 Quá trình tạo đường hầm dữ liệu và xử lý PPTP. Một gói dữ liệu PPTP phải trải qua nhiều giai đoạn đóng gói, bao gồm những giai đoạn sau: 1.      Quá trình đóng gói dữ liệu: Thông tin nguyên bản (tối đa) được mã hóa và được đóng gói bên trong một PPP frame. Một PPP header được thêm vào frame. 2.      Quá trình đóng gói các PPP frame: Tổng hợp các PPP frame sau đó đóng gói bên trong một Generic Routing Encapsulation (GRE) đã được sửa đổi. GRE header chứa trường 4-byte Acknowledgement và một bit Acknowledgement hồi đáp. Ngoài ra, trường khóa trong GRE frame được thay thế bằng trường 2 byte long gọi chiều dài tối đa và 2 byte long được xem là ID. PPTP client xây dựng những trường này khi nó tạo ra PPTP tunnel. 3.      Quá trình đóng gói GRE: Kế tiếp, một IP header đã được đóng gói bên trong gói GRE được thêm vào PPP frame. Phần IP header này chứa dựng địa chỉ IP nguồn của PPTP client và đích của server. 4.      Quá trình đóng gói tầng Data Link: PPTP là một giao thức tạo đường hầm nằm ở tầng 2. Vì vậy, phần header của Data Link và phần đuôi giữ vai trò quan trọng trong việc tạo đường hầm cho dữ liệu. Trước khi được đặt vào môi trường truyền thông, tầng Data Link thêm phần đầu và đuôi của nó vào gói dữ liệu. Nếu gói dữ liệu được truyền qua PPTP tunnel cục bộ, gói dữ liệu được đóng gói bằng phần đầu và đuôi theo công nghệ LAN (như Ethernet). Ơ một khía cạnh khác, nếu tunnel được đáp lại thông qua một kết nối WAN, phần đầu và đuôi mà được thêm vào gói dữ liệu một lần nữa thì không thay đổi. Quá trình xử lý trích xuất PPTP-tunneled data một cách chính xác công việc phục hồi dữ liệu PPTP đã tạo hầm. Các bước để nhận được dữ liệu nguyên gốc : Người nhận xử lý và gỡ bỏ phần đầu và phần đuôi của tầng Data Link header mà đã được thêm vào bởi người gửi. Kế tiếp, phần đầu GRE được gỡ bỏ. Phần đầu IP được xử lý và được gỡ bỏ. Phần đầu PPP được xử lý và được gỡ bỏ. Cuối cùng, thông tin nguyên bản được giải mã (nếu yêu cầu). 2.2.1.7 Bảo mật trong PPTP. PPTP đưa ra một số dịch vụ khác nhau cho PPTP client và server. Những dịch vụ này bao gồm các dịch vụ sau : ·         Mã hóa và nén gữ liệu. ·         Thẩm định quyền (Authentication). ·         Điều khiển truy cập (Access control). ·         Trích lọc Packet. Ngoài các cơ chế bảo mật cơ bản nói trên, PPTP có thể được sử dụng kết hợp với firewall và router. 2.2.1.8.   Mã hóa và nén dữ liệu PPTP. PPTP không cung cấp cơ chế mã hóa bảo mật dữ liệu. Thay vì nó dùng dịch vụ mã hóa được đưa ra bởi PPP. PPP lần lượt dùng Microsoft Point-to-Point Encryption (MPPE), đây là phương pháp mã hóa shared secret. Phương pháp shared secret thường dùng cho mục đích mã hóa trong trường hợp PPP là ID của người dùng và nó tương ứng với mật khẩu. 40-bit session key thường dùng để mã hóa user ID và mật khẩu xuất phát từ thuật toán hàm băm được chứa trên cả client và server. Thuật toán băm được dùng để cấp khóa là thuật toán RSA RC4. Khóa này được dùng để mã hóa tất cả dữ liệu được trao đổi qua tunnel. Tuy nhiên, 40-bit key thì quá ngắn và quá yếu kém đối với các kỹ thuật hack ngày nay. Vì thế, phiên bản 128-bit key đã ra đời. Nhằm làm giảm rủi ro, Microsoft đòi hỏi khóa phải được làm tươi sau 256 gói packet. 2.2.2 Layer 2 Tunneling Protocol (L2TP) Được phát triển bởi IETF và được chứng nhận bởi những nhà công nghiệp như Cisco Systems, Microsoft, 3COM, và Ascend, L2TP là một giao thức VPN được kết hợp sớm nhất, PPTP và L2F. Thật vậy, nó kết hợp những đặc điểm tốt nhất của PPTP và L2F. L2TP cung cấp tính linh động, có thể thay đổi, và hiệu quả chi phí cho giải pháp truy cập từ xa của L2F và khả năng kết nối điểm - điểm nhanh của PPTP. Do đó L2TP là sự trộn lẫn cả hai đặc tính của PPTP và L2F, bao gồm : L2TP hổ trợ đa giao thức và đa công nghệ mạng, như IP, ATM, FR, và PPP. L2TP không yêu cầu việc triển khai thêm bất cứ phần mềm nào, như driver và hệ điều hành hổ trợ. Do đó, cả người dùng và mạng riêng Intranet cũng không cần triển khai thêm các phần mềm chuyên biệt. L2TP cho phép người dùng từ xa truy cập vào mạng từ xa thông qua mạng công cộng với một địa chỉ IP chưa đăng ký (hoặc riêng tư). Quá trình xác nhận và chứng thực của L2TP được thực hiện bởi host network gateways. Do đó, ISP không cần giữ dữ liệu xác nhận hoặc quyền truy cập của người dùng từ xa. Hơn nữa, mạng riêng intranet có thể định nghĩa những chính sách truy cập riêng cho chính bản thân. Điều này làm qui trình xử lý của việc thiết lập tunnel nhanh hơn so với giao thức tạo hầm trước đây. Điểm chính của L2TP tunnels là L2TP thiếp lập PPP tunnels không giống như PPTP, không kết thúc ở gần vùng của ISP. Thay vào đó, những tunnel mở rộng đến cổng của mạng máy chủ (hoặc đích), những yêu cầu của L2TP tunnel có thể khởi tạo bởi người dùng từ xa hoặc bởi cổng của ISP. 2.2.2.1 Các thành phần của L2TP Quá trình giao dịch L2TP đảm nhiệm 3 thành phần cơ bản: một Network Access Server (NAS), một L2TP Access Concentrator (LAC), và một L2TP Network Server (LNS). 2.2.2.1.1  Network Access Server (NAS). L2TP NASs là thiết bị truy cập điểm-điểm cung cấp dựa trên yêu cầu kết nối Internet đến người dùng từ  xa, là những người quay số (thông qua PSTN hoặc ISDN) sử dụng kết nối PPP. NASs phản hồi lại xác nhận người dùng từ xa ở nhà cung cấp ISP cuối và xác định nếu có yêu cầu kết nối ảo. Giống như PPTP NASs, L2TP NASs được đặt tại ISP site và hành động như client trong qui trình thiết lập L2TP tunnel. NASs có thể hồi đáp và hổ trợ nhiều yêu cầu kết  nối đồng thời và có thể hổ trợ một phạm vi rộng các client (như các sản phẩm mạng của Microsoft, Unix, Linux, VAX-VMS, và vân vân…). 2.2.2.1.2 Bộ tập kết truy cập L2TP. Vai trò của LACs trong công nghệ tạo hầm L2TP thiết lập một tunnel thông qua một mạng công cộng (như PSTN, ISDN, hoặc Internet) đến LNS ở tại điểm cuối mạng chủ. LACs phục vụ như điểm kết thúc của môi trường vật lý giữa client và LNS của mạng chủ. Điều cần bạn nhớ là LACs thường được đặt tại ISP site. Tuy nhiên, bạn sẽ học một phần nhỏ ở chương sau, người dùng từ xa cũng có thể hoạt động như LAC trong trường hợp tạo hầm L2TP bị động. 2.2.2.1.3  L2TP Network Server. LNSs, được đặt tại mạng cuối chủ. Do đó, chúng dùng để kết thúc kết nối L2TP ở mạng cuối chủ theo cùng cách kết thúc tunnel từ client của LACs. Khi một LNS nhận một yêu cầu cho một kết nối ảo từ một LAC, nó thiết lập tunnel và xác nhận người dùng, là người khởi tạo yêu cầu kết nối. Nếu LNS chấp nhận yêu cầu kết nối, nó tạo giao diện ảo. 2.2.2.2 Qui trình xử lý L2TP. Khi một người dùng từ xa cần thiết lập một L2TP tunnel thông qua Internet hoặc mạng chung khác, theo các bước tuần tự sau đây : 1.      Người dùng từ xa gửi yêu cầu kết nối đến ISP’s NAS gần nhất của nó, và bắt đầu khởi tạo một kết nối PPP với nhà ISP cuối. 2.      NAS chấp nhận yêu cầu kết nối sau khi xác nhận người dùng cuối. NAS dùng phương pháp xác nhận PPP, như PAP, CHAP, SPAP, và EAP cho mục đích này. 3.      Sau đó NAS kích hoạt LAC, nhằm thu nhập thông tin cùng với LNS của mạng đích. 4.      Kế tiếp, LAC thiết lập một LAC-LNS tunnel thông qua mạng trung gian giữa hai đầu cuối. Tunnel trung gian có thể là ATM, Frame Relay, hoặc IP/UDP. 5.      Sau khi tunnel đã được thiết lập thành công, LAC chỉ định một Call ID (CID) đến kết nối và gửi một thông điệp thông báo đến LNS. Thông báo xác định này chứa thông tin có thể được dùng để xác nhận người dùng. Thông điệp cũng mang theo LCP options dùng để thoả thuận giữa người dùng và LAC. 6.      LNS dùng thông tin đã nhận được từ thông điệp thông báo để xác nhận người dùng cuối. Nếu người dùng được xác nhận thành công và LNS chấp nhận yêu cầu tunnel, một giao diện PPP ảo (L2TP tunnel) được thiết lập cùng với sự giúp đỡ của LCP options nhận được trong thông điệp thông báo. 7.      Sau đó người dùng từ xa và LNS bắt đầu trao đổi dữ liệu thông qua tunnel. Qui trình thiết lập L2TP tunnel . L2TP, giống PPTP và L2F, hỗ trợ hai chế độ hoạt động L2TP, bao gồm : - Chế độ gọi đến: Trong chế độ này, yêu cầu kết nối được khởi tạo bởi người dùng từ xa. - Chế độ gọi đi: Trong chế độ này, yêu cầu kết nối được khởi tạo bởi LNS. Do đó, LNS chỉ dẫn LAC lập một cuộc gọi đến người dùng từ xa. Sau khi LAC thiết lập cuộc gọi, người dùng từ xa và LNS có thể trao đổi những gói dữ liệu đã tunnel. Trong quá trình đóng gói dữ liệu L2TP không giống như PPTP: dữ liệu không được mã hóa trước khi đóng gói, chỉ PPP header được thêm vào dữ liệu payload gốc. Đóng gói PPP các Frames: Sau khi original payload được đóng gói bên trong một PPP packet, một L2TP header được thêm vào nó. Quá trình đóng gói UDP của L2TP Frame: Kế tiếp, gói dữ liệu đóng gói L2TP được đóng gói thêm nữa bên trong một UDP frame. Hay nói cách khác, một UDP header được thêm vào L2TP frame đã đóng gói. Cổng nguồn và đích bên trong UDP header được thiết lập đến 1710 theo chỉ định. Đóng gói IPSec vào UDP frame: Sau khi L2TP frame trở thành UDP đã được đóng gói, UDP frame này được mã hoá và một phần đầu IPSec ESP được thêm vào nó. Một phần đuôi IPSec AH cũng được chèn vào gói dữ liệu đã được mã hóa và đóng gói.  Đóng gói IP vào gói dữ liệu IPSec: Kế tiếp, phần đầu IP cuối cùng được thêm vào gói dữ liệu IPSec đã được đóng gói. Phần đầu IP chứa đựng địa chỉ IP của L2TP server (LNS) và người dùng từ xa. Đóng gói Data Link layer: Phần đầu và phần cuối tầng Data Link cuối cùng được thêm vào gói dữ liệu IP xuất phát từ quá trình đóng gói IP cuối cùng. Phần đầu và phần cuối của tầng Data Link giúp gói dữ liệu đi đến nút đích. Nếu nút đích là nội bộ, phần đầu và phần cuối tầng Data Link được dựa trên công nghệ LAN (ví dụ, chúng có thể là mạng Ethernet). Ơû một khía cạnh khác, nếu gói dữ liệu là phương tiện  cho một remote destination, phần đầu và phần cuối PPP được thêm vào gói dữ liệu L2TP đã đóng gói. 2.4 Các thiết bị sử dụng trong mạng Router. Hub. Switch. Cáp quang & cáp xoắn UTP. Fire wall. Modem ADSL. Back up. 2.4.1 Dây cáp quang. Cáp quang được dùng để nối các mạng LAN với nhau Cáp sợi quang bao gồm một dây dẫn trung tâm (là một hoặc một bó sợi thủy tinh có thể truyền dẫn tín hiệu quang) được bọc một lớp vỏ bọc có tác dụng phản xạ các tín hiệu trở lại để giảm sự mất mát tín hiệu. Bên ngoài cùng là lớp vỏ plastic để bảo vệ cáp. Như vậy cáp sợi quang không truyền dẫn các tín hiệu điện mà chỉ truyền các tín hiệu quang (các tín hiệu dữ liệu phải được chuyển đổi thành các tín hiệu quang và khi nhận chúng sẽ lại được chuyển đổi trở lại thành tín hiệu điện). Cáp quang có đường kính từ 8.3 - 100 micron, Do đường kính lõi sợi thuỷ tinh có kích thước rất nhỏ nên rất khó khăn cho việc đấu nối, nó cần công nghệ đặc biệt với kỹ thuật cao đòi hỏi chi phí cao. Dải thông của cáp quang có thể lên tới hàng Gbps và cho phép khoảng cách đi cáp khá xa do độ suy hao tín hiệu trên cáp rất thấp. Ngoài ra, vì cáp sợi quang không dùng tín hiệu điện từ để truyền dữ liệu nên nó hoàn toàn không bị ảnh hưởng của nhiễu điện từ và tín hiệu truyền không thể bị phát hiện và thu trộm bởi các thiết bị điện tử của người khác. Chỉ trừ nhược điểm khó lắp đặt và giá thành còn cao , nhìn chung cáp quang thích hợp cho mọi mạng hiện nay và sau này 2.4.2 Cáp xoắn UTP. Trong mô hình này, cáp UTP này được dùng làm dây nối trong các mạng LAN. Đây là loại cáp gồm hai đường dây dẫn đồng được xoắn vào nhau nhằm làm giảm nhiễu điện từ gây ra bởi môi trường xung quanh và giữa chúng với nhau. Hiện nay có hai loại cáp xoắn là cáp có bọc kim loại ( STP - Shield Twisted Pair) và cáp không bọc kim loại (UTP -Unshield Twisted Pair). Cáp có bọc kim loại (STP): Lớp bọc bên ngoài có tác dụng chống nhiễu điện từ, có loại có một đôi giây xoắn vào nhau và có loại có nhiều đôi giây xoắn với nhau. Cáp không bọc kim loại (UTP): Tính tương tự như STP nhưng kém hơn về khả năng chống nhiễu và suy hao vì không có vỏ bọc. 2.4.3 Router (Bộ tìm đường). Router là một thiết bị hoạt động trên tầng mạng, nó có thể tìm được đường đi tốt nhất cho các gói tin qua nhiều kết nối để đi từ trạm gửi thuộc mạng đầu đến trạm nhận thuộc mạng cuối. Router có thể được sử dụng trong việc nối nhiều mạng với nhau và cho phép các gói tin có thể đi theo nhiều đường khác nhau để tới đích. Router có địa chỉ riêng biệt và nó chỉ tiếp nhận và xử lý các gói tin gửi đến nó mà thôi. Khi một trạm muốn gửi gói tin qua Router thì nó phải gửi gói tin với địa chỉ trực tiếp của Router (Trong gói tin đó phải chứa các thông tin khác về đích đến) và khi gói tin đến Router thì Router mới xử lý và gửi tiếp. Khi xử lý một gói tin Router phải tìm được đường đi của gói tin qua mạng. Để làm được điều đó Router phải tìm được đường đi tốt nhất trong mạng dựa trên các thông tin nó có về mạng, thông thường trên mỗi Router có một bảng chỉ đường (Router table). Dựa trên dữ liệu về Router gần đó và các mạng trong liên mạng, Router tính được bảng chỉ đường (Router table) tối ưu dựa trên một thuật toán xác định trước. Các phương thức hoạt động của Router. Đó là phương thức mà một Router có thể nối với các Router khác để qua đó chia sẻ thông tin về mạng hiện có. Các chương trình chạy trên Router luôn xây dựng bảng chỉ đường qua việc trao đổi các thông tin với các Router khác. Phương thức véc tơ khoảng cách : mỗi Router luôn luôn truyền đi thông tin về bảng chỉ đường của mình trên mạng, thông qua đó các Router khác sẽ cập nhật lên bảng chỉ đường của mình. Phương thức trạng thái tĩnh : Router chỉ truyền các thông báo khi có phát hiện có sự thay đổi trong mạng vàchỉ khi đó các Router khác cập nhật lại bảng chỉ đường, thông tin truyền đi khi đó thường là thông tin về đường truyền. Hub thường được dùng để nối mạng, thông qua những đầu cắm của nó người ta liên kết với các máy tính dưới dạng hình sao. Phân biệt các Hub thành 3 loại : Hub bị động (Passive Hub) : Hub bị động không chứa các linh kiện điện tử và cũng không xử lý các tín hiệu dữ liệu, nó có chức năng duy nhất là tổ hợp các tín hiệu từ một số đoạn cáp mạng. Khoảng cách giữa một máy tính và Hub không thể lớn hơn một nửa khoảng cách tối đa cho phép giữa 2 máy tính trên mạng (ví dụ khoảng cách tối đa cho phép giữa 2 máy tính của mạng là 200m thì khoảng cách tối đa giữa một máy tính và hub là 100m). Các mạng ARCnet thường dùng Hub bị động. Hub chủ động (Active Hub) : Hub chủ động có các linh kiện điện tử có thể khuyếch đại và xử lý các tín hiệu điện tử truyền giữa các thiết bị của mạng. Qúa trình xử lý tín hiệu được gọi là tái sinh tín hiệu, nó làm cho tín hiệu trở nên tốt hơn, ít nhạy cảm với lỗi do vậy khoảng cách giữa các thiết bị có thể tăng lên. Tuy nhiên những ưu điểm đó cũng kéo theo giá thành của Hub chủ động cao hơn nhiều so với Hub bị động. Các mạng Token ring có xu hướng dùng Hub chủ động. Hub thông minh (Intelligent Hub): cũng là Hub chủ động nhưng có thêm các chức năng mới so với loại trước, nó có thể có bộ vi xử lý của mình và bộ nhớ mà qua đó nó không chỉ cho phép điều khiển hoạt động thông qua các chương trình quản trị mạng mà nó có thể hoạt động như bộ tìm đường hay một cầu nối. Nó có thể cho phép tìm đường cho gói tin rất nhanh trên các cổng của nó, thay vì phát lại gói tin trên mọi cổng thì nó có thể chuyển mạch để phát trên một cổng có thể nối tới trạm đích. Thành viên nhóm. STT Họ Và Tên Ghi Chú. 1. Trần Thị Thương. 2. Cao Thị Toản. 3. Nguyễn Thị Huê. 4. Đoàn Thị Minh Hồng. 5. Nguyễn Anh Thuỳ. 6. Đoàn Thu Thuỷ. 7. Lê Thị Hải Yến. 8. Đỗ Thị Vân. Tài liệu tham khảo. 1. Website: http:// vnexpress.com.vn. http:// quản trị mạng.com. 2. 3. Nguyễn Phúc Hải - Giáo trình mạng máy tính - NXB Giáo dục 4. MỤC LỤC