基于L2TP+IPSec的远程开放网络实验室的研究与实现

论文摘要

在信息化、网络化高度发展的今天,新一代网络技术不断革新,虚拟专用网（VirtualPrivate Network,VPN）,因其具有安全性、可靠性、保密性和虚拟性等诸多优点,得到了越来越广泛的应用。VPN通过开放的IP网络建立私有数据传输通道（即隧道）,将远程的分支办公室、商业伙伴、移动办公人员等连接起来。最初VPN是以LAN间互连型VPN为主要目的开发的,但随着公司职工异地办公和移动用户远程通信的迫切需要,访问型VPN日益受到重视。访问型VPN将处于公司内部网外部的终端通过在Internet网上构建的VPN与公司内部网相连,使外部终端能够像内部网中的用户一样使用内部网资源。目前研究的VPN中,L2TP和IPSec应用最为广泛。本文在分析了L2TP和IPSec两种协议的基础上,采用了一种将两者结合实现访问型VPN的解决方案。总的来说,本文的主要工作包括:（1）阐述VPN的相关知识。隧道技术是VPN的核心技术,对常用的几种隧道协议:PPTP、L2F、L2TP和IPSec技术的优缺点进行了比较和研究。（2）通过对VPN构建协议的分析与研究,选择第二层网络协议L2TP和第三层网络协议IPSec作为构建远程开放网络实验室的基础。详细论述L2TP协议、IPSec协议的构成及相关技术。（3）分析了远程访问型VPN的特点和功能,分析了传统的基于L2TP的远程访问型VPN的安全隐患和制约IPSec协议构建远程访问型VPN的原因,进而提出了利用L2TP+IPSec构筑安全的远程访问型VPN的设想。（4）针对构建远程开放网络实验室的需求,以L2TP+IPSec为总体架构,详细论述远程开放网络实验室的总体设计方案,并基于防火墙实现了该方案。（5）对综合使用L2TP和IPSec的VPN实例进行测试,并对测试结果进行了分析。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 概述
• 1.1 研究背景与选题意义
• 1.2 国内外研究现状和本课题的研究内容
• 1.2.1 国内外研究与应用现状
• 1.2.2 本课题的研究内容
• 1.3 虚拟专用网VPN 的相关概念
• 1.4 VPN 的应用领域与相关技术
• 1.4.1 VPN 的应用领域
• 1.4.2 VPN 的相关技术
• 1.5 本文要做的工作
• 第二章 VPN 技术基础
• 2.1 VPN 技术在 OS1 模型中实现的层次
• 2.1.1 一层VPN
• 2.1.2 二层VPN
• 2.1.3 三层VPN
• 2.1.4 会话层VPN
• 2.1.5 应用层VPN
• 2.2 隧道协议
• 2.2.1 PPTP 点到点隧道协议
• 2.2.2 L2F 第二层转发协议
• 2.2.3 L2TP 第二层隧道协议
• 2.2.4 IPSec 安全协议
• 2.2.5 VPN 隧道协议的比较
• 2.3 本章小结
• 第三章 隧道协议 L2TP 和 IPSec 概述
• 3.1 L2TP 协议原理
• 3.1.1 L2TP 协议的网络拓扑结构
• 3.1.2 L2TP 协议结构
• 3.1.3 L2TP 头部格式
• 3.1.4 L2TP 控制消息的类型
• 3.1.5 L2TP 协议的工作流程
• 3.1.6 L2TP 的安全考虑
• 3.2 IPSec－IP Security 协议体系
• 3.2.1 IPSec 协议体系结构
• 3.2.2 IPSec 的运行模式
• 3.2.3 安全关联和安全策略
• 3.2.4 认证头（AH-Authentication Header）协议
• 3.2.5 ESP 协议
• 3.2.6 Internet 密钥交换协议IKE
• 3.2.7 IPSec 协议实施方式
• 3.3 L2TP 和IPSec 的结合使用
• 3.4 本章小结
• 第四章 方案的设计与实现
• 4.1 远程开放网络实验室的构建方案设计
• 4.1.1 网络实验室的实验方案介绍
• 4.1.2 远程访问型VPN 建立方式分析
• 4.1.3 L2TP 和IPSec 结合的方案原理
• 4.1.4 L2TP 和IPSec 结合的应用模式
• 4.2 方案的实现
• 4.2.1 方案的选取
• 4.2.2 实验网络拓扑
• 4.2.3 L2TP 和IPSec VPN 的主要功能模块配置
• 4.2.4 基于L2TP 和IPSec 的VPN 配置清单
• 第五章 系统测试和总结
• 5.1 L2TP 隧道及会话建立过程
• 5.2 IPSec 的测试
• 5.3 系统性能测试
• 5.4 系统的安全性测试
• 5.5 总结与展望
• 参考文献
• 致谢
• 攻读学位期间所取得的相关科研成果