虚拟隧道协议

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　　虚拟隧道协议是一种通过公共网络的基础设施，在专用网络或专用设备之间实现加密数据通信的技术。通信的内容可以是任何通信协议的数据包。隧道协议将这些协议的数据包重新封装在新的包中发送。新的包头提供了路由信息，从而使封装的数据能够通过公共网络传递，传递时所经过的逻辑路径称为隧道。当数据包到达通信终点后，将被拆封并转发到最终目的地。隧道技术是指包括数据封装、传输和数据拆封在内的全过程。

　　依隧道建立方式的不同，我们可以分为自愿型隧道及义务型隧道两种类型。

　　自愿型隧道(VoluntaryTunneling) 　　当用户使用隧道客户端软件，发出建立虚拟连接的请求，来连接到目标隧道服务器时，由于用户的计算机就是隧道的端点之一，且自愿作为隧道的客户端，所以称为自愿型隧道。为了达到此功能，客户端计算机上必须安装适当的隧道协议。

　　在拨接的情况下，客户端必须在建立隧道之前，先建立一个拨号连接到网络。这是最常见的隧道类型。最佳的例子，就是拨接到Internet的用户，他们必须先拨接到ISP连上Internet，才能建立通过Internet的隧道。

　　对于和LAN连接的计算机来说，客户端已经与网络连接，而该网络已提供将资料传送到隧道服务器端的服务。这种情况通常发生在公司LAN上的用户，公司LAN已连上Internet，因此他们不需要拨号连接，就能直接建立通过Internet的隧道。认为VPN需要拨号连接是很常见的错误观念。事实上它只需要IP网络，使用拨号连接到Internet，是准备建立隧道的预备动作，但并不属于隧道协议本身的一部份。

　　义务型隧道(CompulsoryTunneling)

　　某些具备VPN能力的远程访问服务器(RemoteAccessServer)，可以被设定作为隧道的客户端，它与隧道服务器端间建立隧道，且义务为远程拨接用户服务，所以称为义务型隧道。用户的计算机不再是一个隧道端点，取而代之的是位于用户计算机及隧道服务器之间的远程访问服务器。用户计算机上不需要安装隧道客户端软件，也不需要隧道协议，因此我们也可以说，用户被迫(被迫与义务是同义的)使用远程访问服务器所代为建立的隧道。

　　随着支持隧道协议的不同，这种设备也有不同的名称，如PPTP的FrontEndProcessor(FEP)、L2TP的L2TPAccessConcentrator(LAC)或IPSec的IPSecurityGateway。下图是以Internet、PPTP为例。

　　FEP可被设定成利用隧道来处理所有的拨接客户端。或者，FEP也可被设定成根据用户名称或目的地不同，利用隧道来处理个别的拨接客户端。FEP与隧道服务器之间的隧道，可以被多个拨接客户端所共享，因此该隧道会等到最后一位隧道用户中断连接之后才终止。

　　第二层对应到数据链路(Data-Link)层，以帧(frame)为单元交换资料。PPTP、L2TP及Layer2Forwarding(L2F)都是第二层的隧道协议，这些协议都会将载量封装在「点对点通讯协议(PPP)」帧中，再以隧道协议封装，再通过网络传送。因为第二层隧道协议是以PPP通讯协议为基础，因此也就继承了一些很有用的功能，例如用户验证、动态地址指派、数据压缩、数据加密等。若再配合使用ExtensibleAuthenticationProtocol(EAP)，就可以支持各种先进的用户验证方法，如一次性密码及智能卡等。

　　第三层对应到网络(Network)层，以数据包(packet)为资料交换单位。IP-over-IP及IPSec隧道模式，就是第三层隧道协议的范例，这些协议会先将IP数据包处理(如压缩、加密)后，封装上额外的IP标头，然后再将它们通过IP网络传送。

　　对于第二层隧道技术来说，隧道就像是一个session。隧道的两个端点必须同意该隧道的建立，并协商两者间的设定，例如地址的指派或加密、压缩的参数等。隧道必须具有建立、维护，然后终止的过程。

　　第三层隧道技术通常会假设所有关于设定方面的问题，并非在通讯过程中协商，而会在事前以手动方式处理。对于这些协议来说，可能就没有隧道维护阶段。

　　一但隧道建立之后，就可以开始传送数据。隧道的客户端或服务器端会使用隧道传输协议来准备要传送的资料，当资料到达另一端之后，就会移除隧道传输协议的标头，再将资料转送到目标网络上。