Введение в VPN

Когда вы хотите связать несколько офисов, у вас огромнейший выбор способов и средств. Всё зависит только от ваших возможностей, способностей, желаний и наличия оборудования.

Давайте по порядку.

А) Собственноручно строить физический канал. Тогда это может быть:

  1. Ethernet – витая пара. До 100 метров. Максимум по зданию или между соседними строениями. Скорость до 1 Гбит/c (Строго говоря, есть стандарт 10GBASE-T, позволяющий на том же расстоянии передавать данные на скорости 10Гбит/с).

  2. WiFi. Расстояние зависит от реализации: можно добиться работоспособности на 40 км при использовании мощных направленных антенн. В среднем до 5 км при прямой видимости. Скорость зависит от используемого стандарта и от расстояния. Необходимо регистрировать в “Роскомнадзоре”, а при больших мощностях излучения и получать разрешение на включение.

  3. xDSL – два-четыре провода. Скорость зависит от расстояния (теоретический максимум 250 Мбит/с, расстояние до 6 км). Хотя ходят слухи о разработке стандарта 1Гб/c по двум проводам.

    Или решения вроде E1.

    Имеется ввиду не подключение к интернету через xDSL, а именно линк: модем<-кабель->модем. Да, и такие решения существуют. Можно назвать это мостом.

  4. Радио-Релейные Линии. Расстояние до нескольких десятков километров. Скорость до 600 Мб/с. Но это решение уже операторского уровня, поскольку требует массу согласований и мероприятий по планированию, строительству, вводу в эксплуатацию.

  5. Оптоволокно. 1Гб/с (решения на 10 и 100 Гб/с могут стоить неоправданно дорого). Расстояние зависит от многих факторов: от нескольких километров до сотен. Необходимы согласования по прокладке кабеля, квалифицированный персонал для строительства и обслуживания. Для небольших компаний есть смысл только для подключения здания не очень далеко от центрального узла. Вообще, конечно, каждый случай индивидуален и требует расчёта.

В этом случае для вас всё прозрачно – вы используете свою собственную физическую линию, поэтому пропускать через неё можете что угодно без ограничений.

Б) Арендовать канал у провайдера. В случае необходимости стабильного канала до другого города – это самый распространённый и надёжный вариант. Провайдер может вам предоставить следующие услуги:

  1. Самый настоящий прямой кабель. Например, он может дать вам взаймы одно-два тёмных волокна из своего оптического пучка. Вы вольны отправлять в него всё, что вашей душе угодно. Со стороны провайдера это никак не контролируется, не ограничивается, он осуществляет только поддержку. Например, в случае аварии не вам придётся искать подрядчика и сварочный аппарат, а провайдеру. И за простой несёт ответственность он же. Если у вас это не по обоюдному согласию (читай, взаимозачёт), то, пожалуй, самый дорогой способ.

  2. L2VPN. Вы так же можете пускать в канал всё, что угодно, но в данном случае, ваш трафик пойдёт через активное оборудование провайдера, поэтому может ограничиваться, например, по скорости.

    Под этим термином понимается сразу несколько услуг второго уровня:

    • VLAN – в том или ином виде между филиалами вам предоставлен VLAN.

    • Псевдокабель (PWE3) – это услуга Точка-Точка, когда у вас как будто бы кабель между двумя узлами. Все переданные вами фреймы без изменений доставляются до удалённой точки. Аналогично обратным образом. Это возможно благодаря тому, что ваш фрейм, приходящий на маршрутизатор провайдера инкапсулируется в PDU вышестоящего уровня, как правило, это пакет MPLS.

    • VPLS (Виртуальная частная сеть) – это симуляция локальной сети. В этом случае вся сеть провайдера для вас будет как некий абстрактный гигантский коммутатор. Как и настоящий он будет хранить таблицу MAC-адресов и принимать решение о том, куда отправить пришедший кадр. Реализуется это также инкапсуляцией кадра в MPLS пакет.

  3. L3VPN. В данном случае сеть провайдера – это как большой маршрутизатор с несколькими интерфейсами. То есть стык у вас будет происходить на сетевом уровне. Вы настраиваете IP-адреса на своих маршрутизаторах с обеих сторон, а вот маршрутизация в сети провайдера – это уже головная боль провайдера. IP-адреса для точек стыка можете либо определять вы, либо выдать провайдер – зависит от реализации и от вашей договорённости.

    Функционировать это может на основе GRE, IPSec или того же MPLS.

Эта услуга выглядит очень простой с точки зрения клиента – как в плане настройки, так и в плане реализации – но сложной – с точки зрения оператора. С реализацией L2/L3 VPN на основе MPLS мы будем разбираться, но гораздо позже.

В) Ну и последний вариант: туннель через публичную сеть. Предположим, у вас есть выход в Интернет на обеих ваших точках. Зачастую самым дешёвым способом оказывается построить туннель между этими двумя точками. Для этого вам достаточно всего лишь иметь белые (публичные) статические адреса на всех точках (а иногда достаточно и на одной) и оборудование, на котором это реализовать. У этого решения есть ряд недостатков, которые мы рассмотрим ниже, но тем не менее именно на нём мы сегодня и остановимся.

Итак, ваша воля выбирать, какой вариант использовать, исходя из бюджета, целесообразности и ваших способностей к убеждению руководства. В рамках данного выпуска нам нужно подключить 3 офиса: в Новосибирске, Томске и Брно. Условимся, что везде мы будем использовать только подключение к сети Интернет.

Схема подключения узлов hub and spoke – по-русски говоря, звезда:

Напоминаю, что общая схема сети ЛинкМиАп выглядит сейчас уже так:

Но от неё мы абстрагируемся, напирая только на существенные вещи.

Раз уж мы взялись реализовывать вариант В, то придётся разобраться детально в вариантах. На сегодняшний день существует неисчислимое множество всевозможных приложений и протоколов для организации VPN, но большая их часть является способами подключения хостов, а не сетей. Мы подразумеваем удалённую работу. Например так:

То есть это схема работы, когда один сотрудник подключается к корпоративной сети удалённо (teleworker в терминологии Cisco).

Откровенно говоря, нам это мало интересно, гораздо занимательнее вопрос, как подключать целые сети.

Сегодня рассмотрим такие самые распространённые варианты:

  • GRE

  • IPSec (туннельный и транспортный режимы)

  • GRE over IPSec

  • VTI

  • DMVN