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OpenVPN

开源虚拟专用通道
VPN直译就是虚拟专用通道,是提供给企业之间或者个人与公司之间安全数据传输的隧道,OpenVPN无疑是Linux下开源VPN的先锋,提供了良好的性能和友好的用户GUI。 [1]
它大量使用了OpenSSL加密库中的SSLv3/TLSv1协议函数库。 [1]
OpenVPN能在Solaris、Linux、OpenBSD、FreeBSD、NetBSD、Mac OS XMicrosoft Windows以及AndroidiOS上运行,并包含了许多安全性的功能。它并不是一个基于Web的VPN软件,也不与IPsec及其他VPN软件包兼容。 [1]
外文名
OpenVPN
软件许可
GPL许可
兼容性
类UNIX系统,Windows NT系统
软件类型
VPN软件

简介

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OpenVPN 是一个基于 OpenSSL 库的应用层 VPN 实现。和传统 VPN 相比,它的优点是简单易用。 [1]
OpenVPN允许参与建立VPN的单点使用共享金钥,电子证书,或者用户名/密码来进行身份验证。它大量使用了OpenSSL加密库中的SSLv3/TLSv1 协议函式库。OpenVPN能在Solaris、Linux、OpenBSD、FreeBSD、NetBSD、Mac OS X与Windows 2000/XP/Vista上运行,并包含了许多安全性的功能。它并不是一个基于Web的VPN软件,也不与IPsec及其他VPN软件包兼容。 [1]
OpenVPN2.0后引入了用户名/口令组合的身份验证方式,它可以省略客户端证书,但是仍有一份服务器证书需要被用作加密。 OpenVPN所有的通信都基于一个单一的IP端口, 默认且推荐使用UDP协议通讯,同时TCP也被支持。OpenVPN连接能通过大多数的代理服务器,并且能够在NAT的环境中很好地工作。服务端具有向客 户端“推送”某些网络配置信息的功能,这些信息包括:IP地址、路由设置等。OpenVPN提供了两种虚拟网络接口:通用Tun/Tap驱动,通过它们, 可以建立三层IP隧道,或者虚拟二层以太网,后者可以传送任何类型的二层以太网络数据。传送的数据可通过LZO算法压缩。在选择协议时候,需要注意2个加密隧道之间的网络状况,如有高延迟或者丢包较多的情况下,请选择TCP协议作为底层协议,UDP协议由于存在无连接重传机制,导致要隧道上层的协议进行重传,效率非常低下。 [1]

解析

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该软件最早由James Yonan编写。OpenVPN允许参与建立VPN的单点使用预设的私钥,第三方证书,或者用户名/密码来进行身份验证。它大量使用了OpenSSL加密库,以及SSLv3/TLSv1协议。 [1]
OpenVPN能在Linux、xBSD、Mac OS X与Windows2000/XP上运行。它并不是一个基于Web的VPN软件,也不与IPsec及其他VPN软件包兼容。 [1]

原理

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OpenVpn的技术核心是虚拟网卡,其次是SSL协议实现,由于SSL协议在其它的词条中介绍的比较清楚了,这里重点对虚拟网卡及其在OpenVpn的中的工作机理进行介绍: [1]
虚拟网卡是使用网络底层编程技术实现的一个驱动软件,安装后在主机上多出现一个网卡,可以像其它网卡一样进行配置。服务程序可以在应用层打开虚拟网卡,如果应用软件(如IE)向虚拟网卡发送数据,则服务程序可以读取到该数据,如果服务程序写合适的数据到虚拟网卡,应用软件也可以接收得到。虚拟网卡在很多的操作系统下都有相应的实现,这也是OpenVpn能够跨平台一个很重要的理由。 [1]
在OpenVpn中,如果用户访问一个远程的虚拟地址(属于虚拟网卡配用的地址系列,区别于真实地址),则操作系统会通过路由机制将数据包(TUN模式)或数据帧(TAP模式)发送到虚拟网卡上,服务程序接收该数据并进行相应的处理后,通过SOCKET从外网上发送出去,远程服务程序通过SOCKET从外网上接收数据,并进行相应的处理后,发送给虚拟网卡,则应用软件可以接收到,完成了一个单向传输的过程,反之亦然。 [1]

加密

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OpenVPN使用OpenSSL库加密数据与控制信息:它使用了OpenSSL的加密以及验证功能,意味着,它能够使用任何OpenSSL支持的算法。它提供了可选的数据包HMAC功能以提高连接的安全性。此外,OpenSSL的硬件加速也能提高它的性能。 [1]

验证

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VPN在vlan中的应用
OpenVPN提供了多种身份验证方式,用以确认参与连接双方的身份,包括:预享私钥,第三方证书以及用户名/密码组合。预享密钥最为简单,但同时它只能用于建立点对点的VPN;基于PKI的第三方证书提供了最完善的功能,但是需要额外的精力去维护一个PKI证书体系。 [1]OpenVPN2.0后引入了用户名/口令组合的身份验证方式,它可以省略客户端证书,但是仍有一份服务器证书需要被用作加密。 [1]

网络

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OpenSSH logo
OpenVPN所有的通信都基于一个单一的IP端口,默认且推荐使用UDP协议通讯,同时TCP也被支持。OpenVPN连接能通过大多数的代理服务器,并且能够在NAT的环境中很好地工作。服务端具有向客户端“推送”某些网络配置信息的功能,这些信息包括:IP地址、路由设置等。OpenVPN提供了两种虚拟网络接口:通用Tun/Tap驱动,通过它们,可以建立三层IP隧道,或者虚拟二层以太网,后者可以传送任何类型的二层以太网络数据。传送的数据可通过LZO算法压缩。IANA(Internet Assigned Numbers Authority)指定给OpenVPN的官方端口为1194。OpenVPN 2.0以后版本每个进程可以同时管理数个并发的隧道。 [1]
OpenVPN使用通用网络协议TCPUDP)的特点使它成为IPsec等协议的理想替代,尤其是在ISP(Internet service provider)过滤某些特定VPN协议的情况下。 [1]
在选择协议时候,需要注意2个加密隧道之间的网络状况,如有高延迟或者丢包较多的情况下,请选择TCP协议作为底层协议,UDP协议由于存在无连接和重传机制,导致要隧道上层的协议进行重传,效率非常低下。 [1]

安全

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OpenVPN与生俱来便具备了许多安全特性:它在用户空间运行,无须对内核及网络协议栈作修改;初始完毕后以chroot方式运行,放弃root权限;使用mlockall以防止敏感数据交换到磁盘。 [1]
OpenVPN通过PKCS#11支持硬件加密标识,如智能卡。 [1]

对比

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OpenSSH,能实现二/三层的基于隧道的VPN。stunnel,使用SSL向任何单一端口的TCP服务提供安全保护 [1]