VPN là sự mở rộng của một mạng riêng (Private Network) thông qua các mạng công cộng. Về cơ ản, mỗi VPN là một mạng riêng rẽ sử dụng một mạng chung (thường là Internet) để kết nối cùng với các site (các mạng riêng lẻ) hay nhiều người sử dụng từ xa. Thay cho việc sử dụng kết nối thực, chuyên dùng như đường leased-line, mỗi VPN sử dụng các kết nối ảo được dẫn qua đường Internet từ mạng riêng của các công ty tới các site, nhân viên từ xa. Để có thể gửi và nhận dữ liệu thông qua mạng công cộng mà vẫn đảm bảo tính an toàn và bảo mật, VPN cung cấp các cơ chế mã hóa dữ liệu trên đường truyền tạo ra một đường ống bảo mật giữa nơi nhận và nơi gửi gọi là Tunnel. Tunnel giống như một kết nối point-to-point trên mạng riêng. Để có thể tạo ra một đường ống bảo mật đó, dữ liệu phải được mã hóa theo cơ chế giấu đi, chỉ cung cấp phần đầu gói tin (header) là thông tin về đường đi cho phép nó có thể đi tới đích thông qua mạng công cộng một cách nhanh chóng, dữ liệu được mã hóa để nếu các packet bị bắt trên đường truyền công cộng cũng không thể đọc nội dung vì không có khóa để giải mã. Liên kết với dữ liệu mã hóa và đóng gói được gọi kết nối VPN.
2. Phân loại VPN
VPN là khái niệm chung cho việc thiết lập kênh truyền ảo, nhưng còn tùy thuộc vào mô hình mạng và nhu cầu sử dụng mà chọn loại thiết kế cho phù hợp.
Công nghệ VPN có thể được phân thành 2 loại cơ bản: Site-to-Site VPN và Remote Access VPN.
Site-to-Site VPN là mô hình dùng để kết nối các hệ thống mạng ở các nơi khác nhau tạo thành một hệ thống mạng thống nhất. Ở loại kết nối này thì việc chứng thực an đầu phụ thuộc vào thiết bị đầu cuối ở các Site, các thiết bị này hoạt động như Gateway và đây là nơi đặt nhiều chính sách bảo mật nhằm truyền dữ liệu một cách an toàn giữa các Site.
Remote Access VPN: Loại này thường áp dụng cho nhân viên làm việc lưu động hay làm việc ở nhà muốn kết nối vào mạng công ty một cách an toàn. Cũng có thể áp dụng cho văn phòng nhỏ ở xa kết nối vào Văn phòng trung tâm của công ty.
Remote Access VPN còn được xem như là dạng User-to-LAN, cho phép người dùng ở xa dùng phần mềm VPN Client kết nối với VPN Server.
VPN hoạt động nhờ vào sự kết hợp với các giao thức đóng gói PPTP, L2TP, IPSec, GRE, MPLS, SSL, TLS.
3. Lợi ích của VPN
Chi phí thấp: chi phí thiết lập mạng VPN thấp hơn so với các mạng WAN truyền thống như Frame Relay, ATM, Leased Line.
Tăng cường tính bảo mật cho hệ thống: sử dụng các giao thức đóng gói, các thuật toán mã hóa và các phương pháp chứng thực để bảo mật dữ liệu trong quá trình truyền.
Tính mở rộng và linh động VPN đã xóa bỏ rào cản về mặt địa lý cho hệ thống mạng, sẵn sàng kết nối các mạng riêng lại với nhau một cách dễ dàng thông qua môi trường Internet.
4. Khái niệm IPSec
IP Security (IPSec) là một giao thức được chuẩn hoá bởi IETF từ năm 1998 nhằm mục đích nâng cấp các cơ chế mã hoá và xác thực thông tin cho chuỗi thông tin truyền đi trên mạng bằng giao thức IP. Hay nói cách khác, IPSec là sự tập hợp của các chuẩn mở được thiết lập để đảm bảo sự bảo mật dữ liệu, đảm bảo tính toàn vẹn dữ liệu và chứng thực dữ liệu giữa các thiết bị mạng. IPSec cung cấp một cơ cấu bảo mật ở tầng 3 (Network layer) của mô hình OSI.
