個大的企業(yè)/公司需要把分布在全國的各個分公司或辦事處通過廣域網(wǎng)聯(lián)系起來，做到相互之間共享信息資源，由于需要在公用的數(shù)據(jù)網(wǎng)上傳輸數(shù)據(jù)，眾所周知在公用的數(shù)據(jù)網(wǎng)上傳輸數(shù)據(jù)信息并不是特別的安全。為了提高所傳輸?shù)臄?shù)據(jù)的安全性可以考慮使用安全路由器。安全路由器可以隱藏公司內(nèi)部的網(wǎng)絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu)圖，同時還可以加密需要傳輸?shù)臄?shù)據(jù)，從而做到即使傳輸?shù)臄?shù)據(jù)在公網(wǎng)上給其它用戶攔截到時，他們也不能通過IP包來獲取公司內(nèi)部的網(wǎng)絡(luò)IP地址及了解到內(nèi)部的網(wǎng)絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu)圖，經(jīng)過加密的數(shù)據(jù)，沒有專門的解密工具一般的用戶是不可能知道所傳輸?shù)臄?shù)據(jù)包的內(nèi)容。使用安全路由器的網(wǎng)絡(luò)拓撲圖如下圖所示：
圖二 利用安全路由器組網(wǎng)
由于安全路由器具有數(shù)據(jù)加密的功能，局域網(wǎng)上的需要傳輸?shù)臄?shù)據(jù)在通過安全路由器向外發(fā)送時，安全路由器會根據(jù)一定的加密算法把數(shù)據(jù)加密，接收到該數(shù)據(jù)的對端也要使用相同的算法才能把數(shù)據(jù)還原。
安全路由器的IPSec的隧道模式還具有隱藏內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu)圖的功能，安全路由器對所有需要發(fā)送的IP包，進行重新封裝，在原來的IP包上封裝源和目的網(wǎng)關(guān)的IP地址；目的路由器對接收到的IP包，先去掉IPSec所增加的IP包頭，然后再根據(jù)IP包的源和目的地址，把該IP包發(fā)送到局域網(wǎng)上的目的主機上。
如上圖所示，當局域網(wǎng)A上的用戶要給局域網(wǎng)B上的用戶發(fā)送數(shù)據(jù)時，首先A用戶的IP報文通過出口安全路由器時被重新打包，在原來的IP包上封裝源和目的網(wǎng)關(guān)的IP地址，封裝后的IP報文傳送到目的地B端的安全路由器時，可被自動識別出來，同時IP報文重新被解包，最終傳送到B端用戶。
IPSec技術(shù)介紹
IPSec是一個開放式標準的框架。基于IETF開發(fā)的標準，IPSec可以在一個公共IP網(wǎng)絡(luò)上確保數(shù)據(jù)通訊的可靠性和完整性。IPSec對于實現(xiàn)通用的安全策略所需要的基于標準的靈活的解決方案提供了一個必備的要素。
TCP/IP協(xié)議簇提供了一個開放式協(xié)議平臺，正將越來越多的部門和人員用網(wǎng)絡(luò)連接起來，網(wǎng)絡(luò)正在快速地改變著我們工作和生活的方式，但是安全性的缺乏已經(jīng)減慢了聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展速度。目前網(wǎng)絡(luò)面臨的各種威脅包括保密數(shù)據(jù)的泄露、完整性的破壞、身份偽裝和拒絕服務(wù)等。
首先是保密數(shù)據(jù)的泄露。一個罪犯可能會在公網(wǎng)上竊聽保密性數(shù)據(jù)。這個可能是目前互相通信之間的最大障礙。沒有加密，每個發(fā)送的信息可能被一個未被授權(quán)的組織所竊聽。由于早期協(xié)議對安全考慮的匱乏，各種用戶驗證信息如用戶名或口令均以明碼在網(wǎng)絡(luò)上傳輸。竊聽者可以很容易得到用戶的帳戶信息。
其次是數(shù)據(jù)完整性的破壞。即使數(shù)據(jù)不是保密的，還要確保數(shù)據(jù)完整性。也許你不在乎別人看見你的交易過程，但你肯定在意交易是否被篡改。如果一旦你能用向銀行驗證你的身份，你一定想確保交易本身的內(nèi)容不會被以某種方式被修改，如存款數(shù)額不會被修改。
再次是身份偽裝。除了保護數(shù)據(jù)本身以外，你肯定還要保護自己的身份。一個聰明的入侵者可能會偽造你的有效身份，存取只限于你本人可存取的保密信息。目前許多安全系統(tǒng)依賴于IP地址來唯一地識別用戶。不幸的是，這種系統(tǒng)很容易被欺騙并導致侵入。
另一種威脅是拒絕服務(wù)。一旦聯(lián)網(wǎng)之后，必須確保系統(tǒng)隨時可以工作。在過去數(shù)年內(nèi)，攻擊者已在TCP/IP協(xié)議簇及其具體實現(xiàn)中發(fā)現(xiàn)若干弱點，以使他們可造成某些計算機系統(tǒng)崩潰。
對于抵抗上述威脅保障網(wǎng)絡(luò)安全并沒有一個簡單的答案。加密和驗證是抵抗上述威脅保障的關(guān)鍵服務(wù)。很明顯，如果數(shù)據(jù)在傳輸過程中加密，那么sniffer就不能偵聽和篡改。而網(wǎng)絡(luò)層驗證可以防止身份偽裝和拒絕服務(wù)。如果設(shè)備能正確識別數(shù)據(jù)的來源，那么就很難模仿一個友好的設(shè)備去實現(xiàn)拒絕服務(wù)的攻擊。
為實現(xiàn)IP網(wǎng)絡(luò)上的安全，IETF建立了一個Internet安全協(xié)議工作組負責IP安全協(xié)議和密鑰管理機制的制定。經(jīng)過幾年的努力，該工作組提出一系列的協(xié)議，構(gòu)成一個安全體系，總稱為IP Security Protocol，簡稱為IPSec。
IPSec主要包括兩個安全協(xié)議AH（Authentication Header）和ESP（Encapsulating Security Payload）及密鑰管理協(xié)議IKE（Internet Key Exchange）。AH提供無連接的完整性、數(shù)據(jù)發(fā)起驗證和重放保護。ESP 還可另外提供加密。密鑰管理協(xié)議IKE 提供安全可靠的算法和密鑰協(xié)商。這些機制均獨立于算法，這種模塊化的設(shè)計允許只改變不同的算法而不影響實現(xiàn)的其它部分。協(xié)議的應(yīng)用與具體加密算法的使用取決于用戶和應(yīng)用程序的安全性要求。
IPSec可以為IP提供基于加密的互操作性強高質(zhì)量的通信安全，所支持的安全服務(wù)包括存取控制、無連接的完整性、數(shù)據(jù)發(fā)起方認證和加密。這些服務(wù)在IP上實現(xiàn)，提供IP層或IP層之上的保護。實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)層的加密和驗證可以在網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)上提供一個端到端的安全解決方案。這樣終端系統(tǒng)和應(yīng)用程序不需要任何改變就可以利用強有力的安全性保障用戶的網(wǎng)絡(luò)內(nèi)部結(jié)構(gòu)。因為加密報文類似于通常IP報文，因此可以很容易通過任意IP網(wǎng)絡(luò)，而無須改變中間的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備。只有終端網(wǎng)絡(luò)設(shè)備才需要了解加密，這可以大大減小實現(xiàn)與管理的開銷。由于IPSec的實現(xiàn)位于網(wǎng)絡(luò)層上，實現(xiàn)IPSec的設(shè)備仍可進行正常的IP通信，這樣可以實現(xiàn)設(shè)備的遠程監(jiān)控和配置。
