Разработка проекта компьютерной сети, центра информации и обучающих технологий ссуза c использованием технологии виртуальных частных се

МИНИСТЕРСТВО ОБЩЕГО ОБРАЗОВАНИЯ РФ

«Краснодарский информационно-технологический техникум»

 

 

 

 

 

 

 

 

КУРСОВАЯ РАБОТА

По дисциплине: «Организация, принципы построения и функционирования              компьютерных сетей»                                                                          

На тему: «Разработка проекта компьютерной сети, центра информации и обучающих технологий  ссуза c использованием                                                                                                   технологии виртуальных частных сетей»

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Выполнил:

Студент группы

КC-3-11-10B

Евгений К

 

 

Содержание

 

Введение

1. VPN – Виртуальные частные сети

1.2 Что такое VPN

1.3 Принцип работы технологии VPN

1.4 Общее описание технологии VPN

1.5 Достоинства VPN

1.6 Недостатки VPN

1.7 Перспективы VPN

2. Обзор и анализ технологии VPN

2.1 Оверлейная модель

2.2 Недостатки оверлейной модели

2.3 Одноранговая модель (Peer Model)

2.4 Преимущества одноранговой модели

2.5 Трудности реализации одноранговой модели

2.6 Варианты построения

3. Техноогия MPLS-VPN

3.1 Компоненты MPLS VPN

3.2 Путешествие пакета по сети MPLS VPN

3.3 Стандарты MPLS VPN

3.4 Терминология

3.5 Преимущества организации VPN на базе MPLS

3.6 Безопасность в сетях MPLS-VPN

Заключение

Список литературы

 

ВВЕДЕНИЕ

 

VPN - это технология, которая объединяет доверенные сети, узлы и пользователей через открытые сети, которым нет доверия". На мой взгляд, это наиболее яркий образ технологии, которая получает все большее распространение среди не только технических специалистов, но и среди рядовых пользователей, которым также требуется защищать свою информацию (например, пользователи Internet-банков или Internet-порталов).

Именно поэтому объектом данной темы стала разработка проекта с применением технологии виртуальных частных сетей (VPN). Специалисты в области технологии VPN используют сугубо технические понятия, такие как "используемый алгоритм криптографического преобразования", "туннелирование", "сервер сертификатов" и т.д. Но для конечных пользователей эта терминология ничего не скажет. Скорее их интересует несколько иная интерпретация вопросов - сколько лет можно не беспокоиться за сохранность своей информации и насколько медленнее будет работать сеть, защищенная с помощью VPN-устройства. Данные вопросы рассмотрены в моей курсовой работе.

 

 

 1. VPN – Виртуальные частные сети

 

Любая организация, будь она производственной, торговой, финансовой компании или государственным учреждением, обязательно сталкивается с вопросом передачи информации между своими филиалами, а также с вопросом защиты этой информации. Не каждая фирма может себе позволить иметь собственные физические каналы доступа, и здесь помогает технология VPN, на основе которой и соединяются все подразделения и филиалы, что обеспечивает достаточную гибкость и одновременно высокую безопасность сети, а также существенную экономию затрат.

Виртуальная частная сеть (VPN - Virtual Private Network) создается на базе общедоступной сети Интернет. И если связь через Интернет имеет свои недостатки, главным из которых является то, что она подвержена потенциальным нарушениям защиты и конфиденциальности, то VPN могут гарантировать, что направляемый через Интернет трафик так же защищен, как и передача внутри локальной сети. В тоже время виртуальные сети обеспечивают существенную экономию затрат по сравнению с содержанием собственной сети глобального масштаба.

 

1.2 Что такое VPN

 

Что же такое VPN? Существует множество определений, однако главной отличительной чертой данной технологии является использование сети Internet в качестве магистрали для передачи корпоративного IP-трафика. Сети VPN предназначены для решения задач подключения конечного пользователя к удаленной сети и соединения нескольких локальных сетей. Структура VPN включает в себя каналы глобальной сети, защищенные протоколы и маршрутизаторы.

 

1.3 Принцип работы технологии VPN

 

VPN-устройство располагается между  внутренней сетью и Интернет  на каждом конце соединения. Когда  данные передаются через VPN, они  исчезают «с поверхности» в  точке отправки и вновь появляются  только в точке назначения. Этот процесс принято называть «туннелированием». Это означает создание логического туннеля в сети Интернет, который соединяет две крайние точки. Благодаря туннелированию частная информация становится невидимой для других пользователей Интернета. Прежде чем попасть в интернет-туннель, данные шифруются, что обеспечивает их дополнительную защиту. Протоколы шифрования бывают разные. Все зависит от того, какой протокол туннелирования поддерживается тем или иным VPN-решением. Еще одной важной характеристикой VPN-решений является диапазон поддерживаемых протоколов аутентификации. Большинство популярных продуктов работают со стандартами, основанными на использовании открытого ключа, такими как X.509. Это означает, что, усилив свою виртуальную частную сеть соответствующим протоколом аутентификации, вы сможете гарантировать, что доступ к вашим защищенным туннелям получат только известные вам люди.

Рисунок 1. Принцип работы технологии VPN

 

 

 

1.4 Общее описание технологии VPN

 

Сегодня технология VPN (Virtual Private Network - виртуальная частная сеть) завоевала всеобщее признание и любой администратор считает своим долгом организовать VPN-каналы для сотрудников, работающих вне офиса (рисунок 2).

Рисунок 2. VPN для удаленных пользователей

 

VPN (рисунок 3) представляет собой объединение отдельных машин или локальных сетей в виртуальной сети, которая обеспечивает целостность и безопасность передаваемых данных. Она обладает свойствами выделенной частной сети и позволяет передавать данные между двумя компьютерами через промежуточную сеть (internetwork), например Internet.

VPN отличается рядом экономических  преимуществ по сравнению с  другими методами удаленного  доступа. Во-первых, пользователи могут  обращаться к корпоративной сети, не устанавливая с ней коммутируемое соединение, таким образом, отпадает надобность в использовании модемов. Во-вторых, можно обойтись без выделенных линий.

 

Рисунок 3. VPN для двух офисных сетей

 

Имея доступ в Интернет, любой пользователь может без проблем подключиться к сети офиса своей фирмы. Следует заметить, что общедоступность данных совсем не означает их незащищенность. Система безопасности VPN - это броня, которая защищает всю корпоративную информацию от несанкционированного доступа. Прежде всего, информация передается в зашифрованном виде. Прочитать полученные данные может лишь обладатель ключа к шифру. Наиболее часто используемым алгоритмом кодирования является Triple DES, который обеспечивает тройное шифрование (168 разрядов) с использованием трех разных ключей.

Подтверждение подлинности включает в себя проверку целостности данных и идентификацию пользователей, задействованных в VPN. Первая гарантирует, что данные дошли до адресата именно в том виде, в каком были посланы. Самые популярные алгоритмы проверки целостности данных - MD5 и SHA1. Далее система проверяет, не были ли изменены данные во время движения по сетям, по ошибке или злонамеренно. Таким образом, построение VPN предполагает создание защищенных от постороннего доступа туннелей между несколькими локальными сетями или удаленными пользователями.

Для построения VPN необходимо иметь на обоих концах линии связи программы шифрования исходящего и дешифрования входящего трафиков. Они могут работать как на специализированных аппаратных устройствах, так и на ПК с такими операционными системами как Windows, Linux или NetWare.

Управление доступом, аутентификация и шифрование - важнейшие элементы защищенного соединения.

 

1.5 Достоинства VPN

 

Виртуальные частные сети имеют несколько преимуществ над традиционными частными сетями. Главные из них - экономичность, гибкость и удобство использования.

Экономичность. С помощью VPN-сетей предприятиям удается хотя бы частично ограничить рост числа модемов, серверов доступа, коммутируемых линий и других технических средств, которые организации вынуждены внедрять, чтобы обеспечить удаленным пользователям доступ к своим корпоративным сетям. Кроме того, виртуальные частные сети дают возможность удаленным пользователям обращаться к сетевым ресурсам компании не по дорогим арендованным линиям, а через местную телефонную связь.

Особенно выгодны виртуальные частные сети в тех случаях, когда пользователи удалены на большие расстояния и поэтому арендованные линии обходятся очень дорого, а также когда таких пользователей много, в связи с чем и им требуется большое количество арендованных линий. Однако эти преимущества могут сойти на нет, если объем трафика в VPN-сети настолько велик, что система не успевает зашифровывать и расшифровывать пакеты данных. Чтобы избежать возникновения таких узких мест, предприятие вынуждено покупать дополнительное оборудование.

Кроме того, из-за относительной новизны технологии VPN и сложности используемых средств безопасности системный администратор для виртуальной сети обходится дороже, чем для традиционной.

Исследовательская компания Forrester Research опубликовала следующие данные, характеризующие преимущество применения VPN поверх Internet (из расчета 1000 пользователей) по сравнению с созданием центра удаленного доступа (Remote Access Service).

 

 Таблица 1

Преимущество применения VPN поверх Internet

Статья затрат	Удаленный доступ (в млн. долл.)	VPN(в млн. долл.)
Оплата услуг провайдера связи	1,08	0,54
Расходы на эксплуатацию	0,3	0,3
Капиталовложения	0,1	0,02
Прочие расходы	0,02	0,03
Всего	1,5	0,89

 

Из таблицы можно видеть, что использование VPN позволяет снизить многие статьи затрат, включая закупку коммуникационного оборудования, оплату услуг Internet-провайдера и т.д. Эти, а также другие исследования, позволили Международной Ассоциации Компьютерной Безопасности (International Computer Security Association, ICSA) причислить технологию VPN к десятке самых известных технологий, которые будут в первую очередь применяться многими компаниями. Это подтверждает и компания Gartner Group, которая в одном из своих отчетов предсказала, что средства построения VPN будут применяться в 2002 г. в 90% компаний. Именно с этим связан прогноз рынка средств VPN, который исчисляется 11,94 миллиардами долларов в 2002 году и 18,77 миллиардами в 2004 году (по данным Frost & Sullivan).

Гибкость и удобство. Эти достоинства виртуальных частных сетей объясняются тем, что в отличие от традиционных такие сети могут обеспечить удаленный доступ к ресурсам компании любому уполномоченному пользователю, имеющему связь с Internet. Благодаря этому VPN-сети позволяют партнерам легко получить доступ к сетевым ресурсам предприятия через Internet, что способствует укреплению альянсов и повышению конкурентоспособности. Этого трудно достичь с помощью традиционных частных сетей, так как предприятия, желающие совместно использовать сетевые ресурсы, часто имеют несовместимые системы. Особенно остро эта проблема возникает, когда большое число организаций, таких как крупное предприятие розничной торговли и его поставщики, хотят работать вместе через сеть.

 

1.6 Недостатки VPN

 

Проблемы защиты данных, недостаток надежности и производительности, а также отсутствие открытых стандартов затрудняют широкое распространение виртуальных частных сетей.

Защита. Для большинства технологий Internet вопросы обеспечения безопасности при передаче данных являются ключевыми. И виртуальные частные сети не исключение. Для них главные проблемы заключаются в аутентификации пользователей с помощью паролей и защите зашифрованного VPN-канала (тоннеля). Кроме того, сетевые администраторы должны тщательно выбирать методы, которые помогают пользователям получать доступ к виртуальным частным сетям.

Эти проблемы заставили некоторых потенциальных пользователей усомниться в том, что степень защиты данных будет удовлетворительной, если виртуальной частной сетью управляет провайдер услуг Internet. Чтобы успокоить недоверчивых пользователей, провайдеры поддерживают широкий набор различных схем шифрования и аутентификации. Например, фирма Aventail, выпускающая ПО для виртуальных частных сетей, предлагает пакет программ для аутентификации клиентов и шифрования на уровне сеанса. Компания VPNet Technologies поставляет оборудование, устанавливаемое между маршрутизатором и глобальной сетью, которое выполняет шифрование, аутентификацию и сжатие данных.

Большинство поставщиков используют методы шифрования с 56-разрядным ключом, соответствующие стандарту DES. По их мнению, такая длина ключа обеспечивает достаточно высокий уровень безопасности. Однако многие эксперты и аналитики полагают, что 56-разрядный ключ недостаточно надежен. Некоторые поставщики продуктов для виртуальных частных сетей предлагают шифрование со 112-разрядным ключом. Тем не менее следует помнить, что увеличение длины ключа снижает производительность, так как чем сложнее алгоритм шифрования, тем более интенсивной вычислительной обработки он требует.