基于虚拟网络技术视角研究其在互联网中的应用

时间:2019-09-27

　　摘要：网络技术的高速发展改变了人们的日常生活。为了网络应用的便捷, 部分部门具有搭建自身局部网络的需求。而网络搭建对硬件设施要求相对较高, 为此更多单位选择在互联网的基础上通过虚拟IP等技术形成虚拟网络, 以达到与外网的隔离作用。此类技术在不断的应用中得到了进一步完善, 并得到了广泛的应用。基于此, 从虚拟网络技术视角对其在互联网中的应用加以研究。首先简要介绍了虚拟网络技术;其次分心了对其建设必要性和作用;最后从技术发展的角度探究该技术的内容和应用范式。

　　关键词：虚拟网络; 技术应用; 互联网; 必要性;

　　The Application of Virtual Network Technology in the Internet

　　Guan Fang

　　554 Station, The State Administration of Radio and Television

　　Abstract：

　　The rapid development of network technology has changed people's daily life. For the convenience of network application, some departments have the need to build their own local network. Network construction requires relatively high hardware facilities, so more units choose to form a virtual network on the basis of the Internet through virtual IP technology, in order to achieve isolation from the external network. This kind of technology has been further improved in the continuous application and has been widely used. Based on this, the application of virtual network technology in the Internet is studied. Firstly, it briefly introduces the virtual network technology; secondly, it distracts the necessity and role of its construction; finally, it explores the content and application paradigm of the technology from the perspective of technology development.

　　Keyword：

　　virtual network; application of technology; internet; necessity;

　　0 引言

　　互联网技术的普及为人们带来了更多可能, 改变了人们的生活习惯, 无论是学习、生活、工作还是创业均无法脱离互联网而单独存在。在相关技术发展过程中, 基于互联网大框架下形成的虚拟网络应运而生, 将虚拟网络人为分割为不具有物理隔绝的若干个小空间, 进而实现网络技术和功能。然而, 在为广大互联网参与者提供应用便利的基础上, 也形成了一定的风险隐患, 其中, 信息安全风险较为突出。针对此问题, 专家学者开展了广泛的研究和讨论, 并形成了一定的技术体系。笔者以此为研究目标对虚拟网络相关技术在互联网中的应用加以讨论, 希望能够为后续相关研究奠定理论基础[1]。

　　1 虚拟网络技术概述和特征

　　虚拟网络主要是指利用非物理硬件在现有互联网框架内所形成的网络分配模式。在企业、教育、政府等专业网络中较为常见。虚拟网络技术被称作VPN技术, 该技术在进行工作时, 不以传统端到端的物理链路为基础, 而是以公共网络服务中ATM、Internet等创建的局域型逻辑网络进行数据传输。VPN技术不仅能够使计算机网络特点得到充分发挥, 而且还可以保障数据传输的安全。

　　以教育网为例, 部分学校通过购买资源的方式为校内师生提供必要地科研资源。但是, 教师与学生的在校时间并不固定。如部分教师参与校外会议或者学生假期参与科研活动。上述活动均在校外进行, 则无法在互联网中有效应用校内IP锁定的资源。针对这一问题, 部分学校建立了VPN技术, 将校外学生通过账号与密码对应关系加入到校园虚拟网络中, 既保障在校师生能够合理应用购买的资源, 也避免了非本校人员对于相关资源的盗取。这便是虚拟网络在实际搭建过程中的具体应用。从应用案例和虚拟网络的相关技术角度来看, 其至少具有如下三方面特性[2]。

　　1.1 较高的安全性

　　虚拟网络采取了三级认证机制来对用户身份进行认证。首先是对虚拟网络的总体认证, 这一认证方式采用虚拟网络搭建者与对应资源的版权单位独立认证方式进行。然后, 在资源应用过程中, 采用IP端认证的方式确保地理位置上的应用集中。最后, 对于虚拟网络中的其他用户则采用数值证书或者账号密码的方式进行独立认证。通过认证后的使用者可以通过虚拟网络有效访问其中的资源。三级防护机制确保了虚拟网络中的数据安全和有限传播特性, 保障了虚拟网络搭建者的基本利益。

　　1.2 较高的灵活性

　　虚拟网络的搭建过程是基于互联网的总体框架, 利用一定的条件予以限定 (如绑定IP、数字证书或者账号密码认证等) 区隔。此种方式由于不需要特定的硬件需求, 故而可以在互联网覆盖的基础上突破时间和空间上的限制。同样以教育VPN为例, 允许师生利用自己的账号在任何一个可以连接互联网的设备上调用校内资源, 具有更高的灵活性。此外, 虚拟网络由于虚拟等特性在准入条件、功能限定以及功能拓展等方面也同样具有较高的灵活性。将拟开放的资源通过VPN项目拓展的方式进行实时更新, 从而达到功能拓展的目的[3]。

　　1.3 较高的管理效能

　　在虚拟网络建设和管理过程中, 建设方对于全部的用户具有一切管理权限。可以通过限制、删除、屏蔽等方式决定具体用户对于虚拟网络的应用。同时, 还能对于虚拟网络内的用户使用痕迹进行管理。简而言之, 用户通过虚拟网络进行的操作可以在虚拟网络后台进行记录, 管理者可以根据操作记录评价用户的相关操作是否合规, 并予以一定的管理措施。如果校外学生利用校园虚拟网络时, 存在高频次的非本专业或者多专业文献下载行为, 则可以认定账号存在泄漏的风险, 应对其进行限制下载或者封停的处置, 从而规范学生行为, 避免虚拟网络安全隐患。

　　2 虚拟网络技术应用的必要性

　　虚拟网络的核心是通过条件限定对传统互联网进行有效的区隔, 从而对网络内的功能使用进行限定。根据这一特征, 在应用上存在一定的必要性。从具体的特征角度来看大致可以分为如下几个方面。

　　2.1 功能实现是便捷性的客观需求

　　通过搭建虚拟网络实现在互联网空间下的非物理区隔, 极大地提高了使用者的应用效率。此方面的必要性在上述应用案例及其特征中得到了体现。正如教育VPN网络, 打破了在互联网下的IP限定, 改由数字证书等认证方式, 形成了良好的应用便捷性。

　　2.2 安全特性是限定性的必然需求

　　通过多级认证系统能够有效地将虚拟网络的使用者进行限定。而此种限定的必然结果是形成使用者的固定。这种固定一方面可以保障虚拟网络内的信息资源不具有外传的可能性;另一方面决定了每一个参与虚拟网络的用户信息可以被追踪, 也在客观上规范了互联网参与者的相关行为。

　　2.3 功能拓展是未来应用的必然需求

　　虚拟网络具有强大的功能拓展, 同时还可以区分虚拟网络内的功能。如赋予不同账号等级下的不同权限, 可以调取虚拟网络内的不同资源模块。管理者具有最高的管理权限, 能够有效地管理所有账号。应用者可以通过不同层面上的应用实现自身管理要件的构建等。这些应用均是虚拟网络用户必须的功能, 也是提高互联网应用效率的关键。

　　3 虚拟网络技术在计算机网络中的应用

　　现阶段, 针对虚拟网络的应用并不少见, 并在教育、政府、行业数据等领域内不断发挥良好的效能。在实际应用过程中按照实现方式的不同, 大致按照技术类型将之分为MPLS-VPN技术和IP-Sec-VPN技术。这两种技术在具体使用者身份限定技术上存在一定差异。前者更多是通过固定服务商协议达到限定目的;后者则更多是针对固定IP频段的方式来加以限定。并均允许使用者在限定范围外通过其他手段登陆VPN服务器, 从而对虚拟网络中的资源加以应用。在具体应用过程中主要分为如下两个方面[4]。

　　3.1 MPLS-VPN技术的应用

　　MPLS-VPN技术主要是指利用MPLS技术形成对于互联网内的有效区隔。其他限定条件则按照不同网络供应商之间提供的通信架构而形成区隔范式。在实际应用环节中不同网络类型附带一定的功能共享, 如安装某快带后可以免费试用网络电视收看提供的节目内容等。此种虚拟网络能够提供最大范围的网络, 并对具体的功能进行限定。然而, 在实际使用中也存在与虚拟网络外的互联网互动效率较低、虚拟网络中的功能拓展性相对较差等客观问题。落实到具体的应用层面上主要体现在如下两个方面。

　　一方面, 构建分层服务提供商 (LSP) 。计算机网络可以借助CR-LDP实现对PE路由器中间分层服务商的建立, 构建分层服务提供商包含多种业务, 比如二、三层VPN, 这些业务均将MPLS提供给运营商, 然而之间相互对立;另一方面, 可以实现利用PE路由器构建虚拟网络的实际需求。在此种需求下能够形成更为微小的VPN系统, 满足中、小客户的实际使用。比如, 在小企业内的办公协同系统, 是在固定网络服务提供商的构建基础上进行搭建, 往往只能够支撑企业内几十人或者几百人的规模VPN, 在提供完整功能的前提下, 进一步降低了虚拟网络的搭建成本。

　　3.2 IP-Sec-VPN技术的应用

　　IP-Sec-VPN指结束IP-Sec协议实现远程接入的VPN技术, 该技术系统完善。借助这一技术可以构建出关于计算机IP地址的安全高效系统。本质上IPSec为一框架体系, 具体包含ESP、端到端、PC到网关三种协议。ESP协议具有较强的抗干扰能力, 且可以在统一时段提供一些完整的数据信息。在实际的应用层面上需要从具体的应用细节差别角度加以注意。如在IP限定模式下的VPN传输热点具有两种方式, 分别为Transport和Tunnel。Transport传输模式在ESP处理的前后, IP头部常保持不变, ;因此, 常用于End-to-End场景。而Tunnel传输模式能够封装外网IP头, 常用于Site-to-Site场景。前者更适宜于处理固定IP波段下的虚拟网络构建;后者由于采用ESP处理模式, 在对于外网的IP排除方面具有一定的优势。二者配合使用可以实现在限定虚拟网络用户数量的同时, 对个别序列内的用户加以屏蔽, 进而达到安全和高效的构建效果。

　　4 结语

　　互联网技术影响了人们的信息获取习惯。为了能够更加高效的应用互联网资源, 虚拟网络技术得到了一定限度的普及。笔者从三个方面对该问题进行了论述。首先, 分析了虚拟网的基本定义、安全性、便捷性与管理效能等;然后, 从实际应用角度出发, 总结了虚拟网络技术在互联网中的具体应用范围和价值;最后, 以具体的技术为区别, 分析了MPLS-VPN技术和IPsec-VPN技术的应用。希望能够为相关工作和虚拟网络搭建提供借鉴。

　　参考文献
　　[1] 张庆.虚拟专用网络技术在计算机网络信息安全中的应用策略[J].电子技术与软件工程, 2018 (22) :196-197.
　　[2] 洪学银, 李亚娟.大数据背景下人工智能在计算机网络技术中的应用研究[J].信息与电脑 (理论版) , 2018 (21) :119-120.
　　[3] 李茂华.虚拟专用网络技术在计算机网络信息安全中的应用策略探究[J].电脑迷, 2018 (11) :94.
　　[4] 刘振栋, 罗群.人工智能在计算机网络技术中的应用研究——评《云计算系统与人工智能应用》[J].上海纺织科技, 2018, 46 (10) :77.

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